Дисертації з теми "Quantification interactions"
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Varley, Lisa. "Intermolecular interactions : quantification and applications." Thesis, University of Sheffield, 2012. http://etheses.whiterose.ac.uk/2739/.
Анотація:
This thesis deals with the nature of fundamental intermolecular interactions and the ways in which they can be exploited using supramolecular chemistry. Three separate studies have been undertaken in order to explore and quantify different types of electrostatic interactions. Chapter 2 describes an investigation into the nature of hydrogen bonding interactions between charged species and well-defined neutral hosts, in order to quantify their hydrogen bonding strength on an already established scale. The importance of metal-ligand interactions in self-assembly is documented in Chapter 3, where the synthesis of functional supramolecules is described and their self-assembly in the presence of a bidentate ligand is investigated. Finally, Chapter 4 describes the use of calixarene-porphyrin conjugates in gas-sensing devices, showing how a handle on the design and synthesis of supramolecules and an understanding of their basic interactions can provide a useful application. The detailed background literature relating to the project will be described as an introduction to each chapter; this chapter provides a general introduction to the field of supramolecular chemistry and an overview of key advances that have been made since its inception.
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Usman, Jauhr. "Quantification of affinity mediated cell/surface interactions." Thesis, University of Bath, 1997. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.362307.
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Merk, Daniel. "Uncertainties in the Quantification of Aerosol-Cloud Interactions." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-225523.
Анотація:
Aerosole dienen als Kondensationskerne (CCN) und verändern die Wolkentropfenkonzentration (Nd) und weitere Wolkeneigenschaften. Nd ist daher ein Schlüsselparameter von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen (ACI). ACI sind bezüglich ihrer Klimarelevanz nur unzureichend bestimmt. ACI wurden auf verschiedenen Skalen und mit unterschiedlichen Methoden von unterschiedlichen Perspektiven aus untersucht, was zu einer großen Variabilität von ACI Metriken in der Literatur führt. Für eine genauere Quantifizierung von ACI, wurden in dieser Arbeit damit verbundene, entscheidende Unsicherheiten diskutiert, u.a. das Einmischen trockener Luft, Unsicherheiten von Retrieval-Methoden und die Konsistenz von Schlüsselparametern auf verschiedenen Skalen. Um Nd und weitere Wolkeneigenschaften aus passiven Satellitenbeobachtungen für Flüssigwasserwolken abzuleiten, wird oft das adiabatische Modell herangezogen. Es wurde untersucht, inwiefern dieses Modell reale Bedingungen wiedergibt. Es wurde gezeigt, dass Wolken typischerweise subadiabatisch sind, mit stark reduziertem Flüssigwassergehalt nahe der Wolkenoberkante. Der Einmischprozess variiert zeitlich stark und erschwert die Quantizierung von ACI. Für unterschiedliche Cloudnet-Stationen variieren die Medianwerte des subadiabatischen Faktors von 0.35+/-0.12 bis 0.48+/-0.22. Dieser hängt stark von der geometrischen Wolkendicke ab, wobei dickere Wolken subadiabatischer sind. Die Ableitung von Nd aus bodenbasierten Radar-Radiometer-Beobachtungen ist sehr sensitiv gegenüber a-priori Annahmen. Um zusätzliche Beobachtungen und Unsicherheiten berücksichtigen zu können, wurde ein neuartiges Optimal Estimation (OE) Retrieval entwickelt und mittels synthetischer Wolkenprofile evaluiert. Mittels einer Sensitivitätsstudie konnte die Verbesserung der Retrieval-Genauigkeit für die OE Methode gezeigt werden, wenn die Beobachtungen der optischen Dicke mit berücksichtigt werden. Die Annahme einer typischen Breite der Tropfengrößenverteilung ist dabei eine der größten Unsicherheiten von Nd (Unsicherheit für die OE Methode etwa 150%, für die Radar-Radiometer-Methode etwa 200%). Desweiteren wurden aus unterschiedlichen Perspektiven abgeleitete wolkenmikrophysikalische Größen hinsichtlich ihrer Konsistenz untersucht. Beim Vergleich von Nd und des Effektivradius (re) vom bodengebundenen Retrieval mit in-situ Beobachtungen für einen Falltag wurde eine gute Übereinstimmung gefunden. Beim Vergleich der von SEVIRI und Bodenstationen abgeleiteten Wolkeneigenschaften haben sich mittlere quadratische Abweichungen des Flüssigwasserpfads und der optischen Dicke von jeweils 65 gm2 und 14 ohne signifikanten Bias gezeigt. Damit zeigt sich SEVIRI für großskalige, statistische ACI-Untersuchungen repräsentativ zur Bodenperspektive. Für individuelle Falltage traten jedoch teils größere Unterschiede auf, welche durch Inhomogenitäten und Auflösungseffekte erklärt werden können. Mit SEVIRI Beobachtungen und aus der MACC Reanalyse abgeleiteten CCN Konzentrationen wurde eine Quantifizierung von ACI für das Jahr 2012 durchgeführt. Dabei wurde für Europa ein deutlicher, mikrophysikalischer Effekt gefunden, d.h. eine Abnahme von re und eine Zunahme von Nd mit zunehmender CCN Konzentration. Im Gegensatz dazu wurde für die Wolkenalbedo kein eindeutiger Anstieg mit der CCN-Konzentration gefunden. Verwendet man die Aerosol-optische Dicke (AOD) anstelle der CCN-Konzentration, sind die Werte der ACI Metrik nur halb so groß. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die AOD kein optimaler CCN-Proxy ist.
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Pajor, Radoslaw. "Quantification of short term interactions between soil and fungi." Thesis, Abertay University, 2012. https://rke.abertay.ac.uk/en/studentTheses/1fdaf041-ca50-4c70-ba7a-1859e07a11d5.
Анотація:
This thesis evaluates protocols to visualise and quantify short-term interactions between soil-borne fungi and soil. The quantification captures interactions between the ubiquitous soil saprotroph and plant pathogen Rhizoctonia solani, and a sandy loam soil, over a period of five days. The literature review provides evidence of mutual interactions between soil and fungi and highlights the lack of understanding about processes occurring at short time scales, which are crucial for modelling the complexity of soil environment. The first part of the thesis merges X-ray microtomography, image analysis and laboratory measurements to investigate the impact of short term incubation of fungi on soil water retention and soil structure at macro (whole microcosm) and micro (individual aggregate) scales. Part Two quantifies the effect of experimental variables such as aggregate-size and soil bulk-density on key descriptors of the soil pore network. Finally, a fungal growth model was used to quantify to what extent soil structure mediated by bulk-density affected fungal growth dynamics. The experimental work showed that despite high fungal biomass content there was no effect of fungal colonisation on soil structure and hydraulic properties after short-term incubation. However, it was possible to alter the geometry of soil pore space and thus influence fungal growth dynamics. This was achieved by manipulating the initial conditions of re-packed soil microcosms through variation of aggregate size and bulk density. The experimental work showed that despite high fungal biomass content there was no effect of fungal colonisation on soil structure and hydraulic properties after short-term incubation. However, it was possible to alter the geometry of soil pore space and thus influence fungal growth dynamics. This was achieved by manipulating the initial conditions of re-packed soil microcosms through variation of aggregate size and bulk density.
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Prada, Jimenez de Cisneros Joaquin M. "Quantification of host-parasite interactions : sheep and their nematodes." Thesis, University of Glasgow, 2014. http://theses.gla.ac.uk/6156/.
Анотація:
The objective of this dissertation is to use modelling and statistical approaches to expand our knowledge of the immune responses against gastrointestinal nematode infections, to assess the impact of nematode infection, and to use our improved knowledge to examine novel means of selective breeding in farm animals (sheep) as a control strategy. To expand the knowledge of the host immune response against infection, Chapter 2 of this dissertation focuses on immunoglobulin A (IgA), an antibody that binds nematode molecules, and its transfer through the body from the abomasal mucus (i.e. site of infection, where it is produced) to the blood plasma, where it is typically measured. These findings have been published in Parasitology (Prada Jimenez de Cisneros et al., 2014a). The implications of low levels of infection in adult milking ewes, which are more resistant than lambs, were also studied. A relationship is generated between infection levels using parasitological data and production data. There were however limitations in the dataset, which are discussed at the end of Chapter 3. Parasite resistance in adults sheep at low levels of infection was also studied, especially since the most common parasitological marker of disease is the faecal egg count (i.e. number of nematode eggs in the animals faeces) which is subject to substantial measurement error, among other limitations. Chapter 4 analyses a dataset of adult animals with low infection levels using a zero inflated binomial model (ZINB) and extends the model by including other evidence of parasite resistance to discriminate between exposed and unexposed animals. To examine selective breeding, an individual-based data-driven immunogenetically explicit mathematical model was developed. One application of this model is to compare the efficacy of two selective breeding schemes, each based on a different marker for disease, namely faecal egg counts and plasma IgA. This work has been published in Journal of the Royal Society Interface (Prada Jimenez de Cisneros et al., 2014b). The model can be extended to create a distribution for the variation in larval intake that best fits the field data. This allows the partitioning of the variation in adult worm burden into different components. The purpose is to quantify the contribution of the immune response and larval intake to determine which of the two accounts for more of the variation in the level of infection. The model can be also extended to explore selection schemes in the two components of the immune response (i.e. namely the IgA mediated and IgE mediated immune response) and estimate animal size at the end of the grazing season.
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Lowden, Ben D. "A methodology for the quantification of outcrop permeability heterogeneities through probe permeametry." Thesis, Imperial College London, 1993. http://hdl.handle.net/10044/1/7588.
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Baksay, Sandra. "Etude des réseaux de pollinisation par métagénomique environnementale." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30322.
Анотація:
Le déclin mondial des pollinisateurs et des plantes souligne la nécessité de mieux comprendre les caractéristiques structurelles et fonctionnelles des réseaux de pollinisation. Des études ont montré qu'il est possible de détecter les interactions plantes-pollinisateurs par l'identification du pollen dans les charges polliniques des insectes à l'aide du métabarcoding d'ADN et d'avoir ainsi une vision plus complète des interactions tant à l'échelle des espèces (plantes et pollinisateurs) qu'à celle des individus. Cependant, le potentiel de cette technique pour quantifier les interactions est toujours discuté. Nous avons abordé cette question au cours de deux études : expérimentation en laboratoire et dans une prairie en milieux naturels. Nous avons montré des relations hautement significatives entre le nombre de séquences d'ADN d'une espèce de plante et (1) le nombre de ses grains de pollen dans une solution expérimentale (abondances des pollens connues) ou dans la charge pollinique d'insectes qui ont butinée librement dans la prairie ou (2) le nombre de visites qu'elle a reçu. Néanmoins, nous avons identifié des biais méthodologiques et biologiques susceptibles de réduire la qualité de la relation et donc de la quantification des interactions, certains biais pouvant être réduits. Ainsi nous avons montré qu'une amplification à 30-35 cycles PCR permet une bonne quantification pour une quantité de pollen comparable à celle trouvée dans les charges polliniques des insectes. Dans une troisième étude, nous avons utilisé le metabarcoding pour étudier la réponse des pollinisateurs et des réseaux plante-pollinisateur à un changement d'abondance d'une plante à floraison massive, Rhododendron ferrugineum, espèce emblématique de l'étage subalpin des Pyrénées et des Alpes localement très abondante. Nous avons montré que (1) bien que cette espèce soit attractive elle ne monopolise jamais les pollinisateurs, lesquels continuent à visiter les espèces rares de la communauté même dans la lande la plus dense (2) les pollinisateurs tendent à être plus spécialisés, et la spécialisation des réseaux tend à augmenter avec la diminution des ressources florales bien que tous les groupes d'insectes ne répondent pas de la même manière (3) la plupart des populations de pollinisateurs sont généralistes mais focalisent majoritairement leur activité sur un nombre limité d'espèces de plantes et les individus sont hautement et beaucoup plus spécialisés que leur population. Ces résultats permettent de mieux comprendre l'efficacité du service de pollinisation se déroulant au sein de réseaux très généralisés. En résumé ces travaux ont montré que le métabarcoding permet : (1) d'identifier correctement les plantes à partir des pollens présents dans la charge polliniques des pollinisateurs et ainsi de mieux connaitre le régime alimentaire et le comportement des individus, (2) de quantifier assez précisément les interactions plantes-pollinisateurs y compris à l'échelle des individus et ainsi (3) de construire des réseaux de pollinisation plus réalistes qu'avec les méthodes traditionnelles. Nous démontrons aussi le potentiel de la méthode pour mieux comprendre la structure et le fonctionnement des réseaux de pollinisation et leurs réponses aux changements globauxThe global decline of plants and pollinators highlights the need to better understand the structural and functional characteristics of pollination networks. Studies have shown that it is possible to detect plant-pollinator interactions by identifying pollen in insect pollen loads using DNA metabarcoding and thus gain a more complete picture of interactions at both the species (plant and pollinator) and individual levels. However, the potential of this technique to quantify interactions is still under discussion. We have addressed this issue in two experiments in the laboratory and in the wild, in a meadow, under natural conditions. We found highly significant relationships between the number of DNA sequences of a plant species and (1) the number of its pollen grains in an experimental solution with known pollen abundances or in the pollen load of insects that forage freely in the meadow or (2) the number of visits it received. We identified methodological and biological biases that may reduce the quality of the relationship and thus of the quantification of the interactions, some of which can be reduced. However, amplification at 30-35 PCR cycles allows a good quantification for a quantity of pollen comparable to that found in insect pollen loads. In a third experiment, we used metabarcoding to study the response of pollinators and plant-pollinator networks to abundance variations of a massively flowering plant, Rhododendron ferrugineum, an emblematic species of the subalpine stage of the Pyrenees and the Alps that is locally very abundant. We showed that (1) although this species is attractive it never monopolizes pollinators, which continue to visit the community's rare species even in the densest heathland, (2) pollinators tend to be more specialized, and network specialization tends to increase with the decrease in floral resources although not all insect groups respond in the same way, and (3) most populations of pollinators are generalist but mostly focus their activity on a limited number of plant species and individuals are highly specialized. These results allow a better understanding of pollination service efficiency within very generalized networks. In summary, this work has shown that metabarcoding allows: (1) to correctly identify plants from pollen present in pollinators pollen load and thus to better understand the diet and behaviour of individuals, (2) to quantify plant-pollinator interactions fairly precisely, including at the individual level, and thus (3) to build more realistic pollination networks than with traditional methods. We also showed the potential of this method to better understand the structure and functioning of pollination networks and their responses to global changes
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Seog, Joonil 1969. "Molecular mechanics of cartilage : quantification of GAG electrostatic interactions via high-resolution force spectroscopy." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2003. http://hdl.handle.net/1721.1/17641.
Анотація:
Thesis (Sc. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 2003.Includes bibliographical references (leaves 121-135).
Intermolecular repulsion forces between negatively charged glycosaminoglycan (CS-GAG) macromolecules are a major determinant of cartilage biomechanical properties. It is thought that the electrostatic component of the total intermolecular interaction is responsible for 50-75% of the equilibrium elastic modulus of cartilage in compression, while other forces (e.g., steric, hydration, van der Waals, etc.) may also play a role. To investigate these forces, radiolabeled CS-GAG polymer chains were chemically end-grafted to a planar surface to form model biomimetic polyelectrolyte "brush" layers whose environment was varied to mimic physiological conditions. The total intersurface force (<[or equal to] nN) between the CS-GAG brushes and chemically modified probe tips (SO₃⁻ and OH) was measured as a function of tip-substrate separation distance in aqueous solution using the technique of high-resolution force spectroscopy (HRFS). These experiments showed long-range, nonlinear, purely repulsive forces that decreased in magnitude and range with increasing ionic strength and decreasing pH. In order to estimate the contribution of the electrostatic component to the total intersurface force, the data were compared to a theoretical model of electrical double layer repulsion based on the Poisson-Boltzmann formulation. The CS-GAG brush layer was approximated as either a flat surface charge density or a smoothed volume of known fixed charge density and the probe tip was modeled as a smooth hemisphere of constant surface charge density.
(cont.) To further closely mimic physiological condition of the cartilage, the CS-GAG molecules were successfully attached to the AFM probe tip using electric field. The CS-GAG modified tip was characterized by measuring force at various environments and its parking density was also estimated using newly developed molecular level model. The measured force between CS-GAG modified tip and CS-GAG modified substrate showed a long-range interaction that significantly dependent on the ionic strength and pH, indicating the significant role of Coulombic interaction between CS-GAG layers. The equilibrium brush height measured using ellipsometry showed that CS-GAG behaves as an annealed polyelectrolyte that reached its maximum brush height around 0.1 M salt concentration. The equilibrium brush height was compared with the onset of the force increase to obtain further insight on the CS-GAG brush behavior during the force measurement.
by Joonil Seog.
Sc.D.
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Padilla-Parra, Sergi. "Methodological development for the quantification of protein interactions in living cells using fluorescence microscopy." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077096.
Анотація:
Cette thèse présente plusieurs alternatives au problème de quantification des interactions en cellules vivantes en utilisant des techniques comme la microscopie de durée de vie pour détecter le transfert d'énergie de type Förster (FRET), la spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS) ou le recouvrement de la fluorescence après le photo-blanchiment (FRAP) couplé au FLIM. Une nouvelle méthodologie pour l'analyse de FRET-FLIM basé sur l'étude de la fraction de protéine en interaction (fɒ) est introduite. Nous démontrons qu'il est possible de récupérer la quantité minimale de protéine en interaction (mfɒ) à partir de la minimisation mathématique de l'expression de fo. Mfo est particulièrement bien adapté pour l'acquisition FRET-FLIM rapide parce qu'il s'effectue sans processus d'ajustement. Nous proposons aussi un couple de protéines fluorescentes pour le FRET: mTFPl et « Yellow Fluorescent Protein » (YFP). Ce couple donne des valeurs de fɒ les plus élevées en comparaison avec les plus utilisées (comme la Green Fluorescent Protein (GFP) avec un accepteur rouge (mCherry par exemple)). Toutes ces approches méthodologiques ont été employées pour: i) la détection de l'interaction entre Amphiphisin 1 et protéines comme la Dynamin 2 ou N-WASp, ii) l'activation de Racl lié au processus d'infection par Shigella et iii) l'acétylation de histones H4. Enfin, nous proposons différentes pistes pour optimiser nos méthodes et instruments. Les perspectives futures, basées par exemple, sur la combinaison de Total Internal Reflection avec une détection CDD couplée à un intensificateur à porte temporel, ou les implications sur les interactions protéiques sont certaines d'entre ellesThis thesis presents different alternatives to the problem of detecting and quantifying protein interactions in vivo using different approaches like: i) Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM) applied to detect Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET), ii) Fluorescence Lifetime Correlation Spectroscopy (FCS), or iii) Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) coupled to-FLIM. A new methodological approach to analyze FRET-FLIM based on the study of the fraction of interacting donor (fɒ) is also presented. We introduce the new concept of a minimal fraction of donor molecules involved in FRET (mfɒ), coming from the mathematical minimization of fɒ. We find particular advantage in the use of mfɒ because it can be obtained without fitting procedures and is derived directly from FLIM data. We also propose a new FRET pair for quantitative analysis: mTFPl and Yellow Fluorescent Protein (YFP). This couple gives the highest fɒ values compared to the most commonly used Green Fluorescent Protein combined with a Red Acceptor (e. G. GFP-mCherry). We apply these new methodological developments to different biological examples: i) interaction between Amphiphysin 1 with N-WASp, ii) Rac activation and histone H4 acetylation. Finally we propose some interesting techniques to improve our results and the detection of protein interactions. The use of more powerful excitation sources, the combination of Total Internal Reflection Microscopy with Time-Gated FLIM using a continuum laser or the role of Super Resolution for protein interactions are some of them
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Chapalain, Marion. "Dynamique des matières en suspension en mer côtière : caractérisation, quantification et interactions sédiments/matière organique." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0010/document.
Анотація:
La connaissance de la dynamique des matières en suspension (MES) et des turbidités en milieu côtier est un élément clé pour comprendre les écosystèmes marins. Les processus de floculation/défloculation représentent des mécanismes essentiels contrôlant la dynamique des caractéristiques physiques des MES et, par conséquent, leur devenir dans l’environnement. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la caractérisation des MES et leur variabilité de l’échelle tidale à l’échelle annuelle en mer côtière, en réponse aux différents forçages hydrodynamiques, hydrologiques et biologiques ayant lieu à l’interface entre estuaire et baie. À cette fin, des capteurs optiques et acoustiques ont été déployés in situ, lors de 6 campagnes en mer réalisées en 2016, en vue de caractériser et de quantifier les MES dans la colonne d’eau, à la sortie de l’embouchure de l’estuaire de Seine (France). Une analyse critique des mesures granulométriques issues du LISST-100X est proposée. Un travail de quantification des incertitudes de mesure associées à l’estimation de la concentration en MES a mis en avant le risqué lié à un rinçage insuffisant des filtres et a conduit à définir une masse minimum à filtrer, de l'ordre de 10 mg, quelle que soit la concentration. Ce travail a notamment permis de proposer une méthode d’estimation d’un volume optimal de filtration basée sur une mesure préalable de turbidité de référence. Les mesures à haute fréquence ont montré que la dynamique des caractéristiques physiques des MES en termes de concentration et de taille médiane sont contrôlées par le cycle advection-floculation-sédimentation-remise en suspension. Ces résultats ont permis de hiérarchiser les paramètres de contrôle des processus de floculation. La turbulence a été identifiée comme le principal paramètre de contrôle à l’échelle tidale et semi-lunaire, la taille médiane maximale des flocs étant inversement corrélée à l’intensité des courants. À l’échelle saisonnière, la variation des caractéristiques des MES (taille, densité, vitesse de chute) est liée à la variabilité du contenu en matière organique (MO), avec une floculation favorisée quand le taux de MO particulaire augmente. Ces flocs plus grands et moins denses sont également plus résistants à la fragmentation induite par cisaillement turbulent. Ces travaux ont également permis de discuter le concept de structuration fractale des flocs.La dynamique de la dimension fractale, déterminée en combinant des données in situ de concentration en MES et de distribution en classe de taille, peut traduire des variations de composition des MES, mais peut aussi résulter d'incertitudes de mesure associées aux instruments. Ces dernières sont discutées dans cette thèse. La variabilité saisonnière des caractéristiques des MES est plus prononcée au large que dans la zone sous influence de l’estuaire de Seine. À partir des observations ponctuelles en Baie de Seine et d’une série de mesure long terme dans la zone côtière belge acquise par le laboratoire RBINS, les méthodes acoustiques et optiques sont combinées. Ces dernières ont mis en avant une augmentation de la rétrodiffusion acoustique lorsque la densité moyenne des flocs diminueThe knowledge of suspended particulate matter (SPM) and turbidity dynamics in coastal waters is essential for studying marine ecosystems. Flocculation/deflocculation processes are crucial mechanisms controlling the dynamics of SPM physical characteristics and thus, the fate of these SPM in the environment. This PhD thesis focuses on the SPM characteristics and their dynamics in coastal waters, from tidal to annual scales, in response to hydrodynamic, hydrological and biological forcing that take place at the interface between estuaries and coastal seas. To this end, optical and acoustic sensors were deployed in situ through 6 field campaigns in 2016, in order to characterize and quantify SPM in the water column, near the mouth of the Seine estuary (France). A critical analysis of LISST-100X measurements in coastal waters is presented. The quantification of uncertainties on SPM concentration measurements is investigated: it highlights the crucial effect of salt retention, and the need for a minimum mass to filter, around 10 mg. A method for estimating an optimal filtration volume based on a reference turbidity measurement is proposed. High frequency measurements show that the dynamics of SPM and median diameter are controlled by the advection-flocculationsedimentation-resuspension cycle.These results allow to classify the factors controlling flocculation processes. Turbulence is identified as the main factor at the semi-diurnal and semi-lunar tidal scales, as the maximum median size of flocs decreases when the tidal currents intensify.At the seasonal scale, the variation of SPM characteristics (size, density, settling velocity) is correlated to the variability of the organic matter (OM) content: in particular, flocculation is enhanced by an increase of the particular OM fraction. The resulting larger and lesser dense flocs are also more resistant to the fragmentation induced by shear. This work also investigates the fractal approach applied to flocs. The fractal dimension variability, calculated by combining in situ data of SPM concentration and particle size distribution, can be associated to variations of the SPM composition, but can also result from uncertainties linked to instrument limitations. The latter are discussed in this PhD thesis. The seasonal variability of SPM characteristics is more pronounced offshore than at the mouth of the Seine estuary. From short-term observations in the Seine Bay and from long-term series in the Belgian coastal zone provided by the RBINS, optical turbidity and acoustic backscatter measurements are combined. They highlight an increase of the acoustic backscatter intensity when mean floc density
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Oehrtman, Gregory Todd. "Quantification of receptor-ligand interactions on bioengineered autocrine call system : a comparision of theory and experiments." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1997. http://hdl.handle.net/1721.1/46123.
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Paraschiv, Gabriela Ioana [Verfasser]. "Structural identification and quantification of β-amyloid polypeptide-ligand interactions using affinity-mass spectrometric methods / Gabriela Ioana Paraschiv". Konstanz : Bibliothek der Universität Konstanz, 2012. http://d-nb.info/1025637240/34.
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Peters, Amanda Rose. "Quantification of Disease Expression Conferred by Three Host Gene-Necrotrophic Effector Interactions in the Wheat-Parastagonospora Nodorum Pathosystem." Thesis, North Dakota State University, 2017. https://hdl.handle.net/10365/28453.
Анотація:
Septoria nodorum blotch is a wheat foliar and glume disease caused by Parastagonospora nodorum, a necrotrophic fungal pathogen. Snn1-SnTox1, Snn3-B1-SnTox3, and Tsn1-SnToxA are three important interactions between wheat necrotrophic effector sensitivity genes and P. nodorum effectors. I evaluated a recombinant inbred population that segregated for these three necrotrophic effector sensitivity genes with P. nodorum isolates containing various combinations of the three corresponding necrotrophic effectors. The Tsn1-SnToxA and Snn3-B1-SnTox3 interactions explained up to 32.7 and 21.2% of the disease variation, respectively, when present. For most isolates the Snn1-SnTox1 interaction did not show a significant effect, however for some isolates, the interaction explained up to 30.2% of the disease variation. Necrotic flecking was observed on leaves of lines containing Snn1 and corresponded to the Snn1-SnTox1 interaction. The results from this study suggest that the amount of disease explained by each interaction varies by isolate and may be due to differential gene expression.
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Merk, Daniel [Verfasser], Hartwig [Akademischer Betreuer] Deneke, Andreas [Gutachter] Macke, and Ralf [Gutachter] Bennartz. "Uncertainties in the Quantification of Aerosol-Cloud Interactions / Daniel Merk ; Gutachter: Andreas Macke, Ralf Bennartz ; Betreuer: Hartwig Deneke." Leipzig : Universitätsbibliothek Leipzig, 2017. http://d-nb.info/1241064563/34.
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Chateau-Cornu, Jean-Philippe. "Vers une quantification des mécanismes de corrosion sous contrainte : simulations numériques des interactions hydrogène-dislocations en pointe de fissure." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG4201.
Анотація:
Nous discutons les roles respectifs joues par la dissolution anodique et l'hydrogene dans les mecanismes de csc des materiaux cfc, via une etude comparee de la rupture du cuivre en milieu nitrite et du 316l en milieu chlorure a chaud. Bien que les cristallographies de rupture a l'echelle du micron soient differentes, les facies presentent la meme inclinaison macroscopique. Dans le 316l, la presence d'empilements forts et d'hydrogene conduit a une fissuration en zigzag le long des plans de glissement. En l'absence d'hydrogene, comme dans le cuivre, ce mecanisme disparait. Des simulations de l'ecrantage d'une fissure par des dislocations predisent l'inclinaison macroscopique. Elle est due a la dissolution qui confine le glissement en pointe de fissure dans les deux materiaux. Nous avons developpe des simulations qui resolvent numeriquement les equations couplees de diffusion et d'elasticite pour l'hydrogene en pointe d'une fissure ecrantee. Elles reproduisent les mecanismes de segregation sur les dislocations coin et d'adoucissement localise par diminution des interactions de paires. Ces mecanismes provoquent i) une localisation de l'hydrogene le long des plans de glissement, ii) une augmentation de la densite de dislocations dans les empilements, et iii) une diminution de la probabilite de glissement devie. Ces trois facteurs favorisent la rupture en tete d'empilement. En introduisant les effets de surfaces pour l'hydrogene, nous mettons en evidence un mecanisme d'inhibition des sources de dislocations en pointe de fissure, en accord avec les facies fragiles parfois observes dans le 316l. La quantification de ces differents mecanismes nous permet de relier la possibilite de rupture locale aux parametres macroscopiques dans le 316l. Nous tirons des simulations une loi generale pour l'adoucissement, et montrons que la rupture a lieu pour des valeurs realistes de trois parametres cles : la concentration en hydrogene, la diminution de k#i#c et la resistance des obstacles.
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Cabelguen, Jean-Charles. "Développement d’outils pour l’analyse et la quantification des interactions utilisateur-fauteuil-environnement lors de déplacements en fauteuil roulant manuel." Paris, ENSAM, 2008. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004602.
Анотація:
Le fauteuil roulant manuel (FRM), aide technique utilisée pour compenser des problèmes moteurs, asseoit le patient et induit l'utilisation des bras comme membres moteurs. Cette fonction est non naturelle et occasionne souvent des pathologies spécifiques. L'objectif de ce travail de thèse est d'apporter une contribution scientifique à l'étude de la biomécanique de propulsion en FRM en fournissant des outils de quantification. Ces outils sont une modélisation mécanique des efforts de propulsion, le développement d'un système d'analyse cinématique et la conception d'un FRM instrumenté de terrain, nommé CERAHFIT. Nous avons montré par exemple que le paramètre de résistance au roulement est primordial pour obtenir des modélisations mécaniques réalistes. Notre système d'analyse du mouvement est constitué d'une acquisition vidéo classique associée à un mannequin numérique calqué sur le sujet filmé pour reconstruire son mouvement en trois dimensions. Ce système peut être complété par les acquisitions de CERAHFIT qui permettent de mesurer les efforts au niveau du système de soutien du corps et au niveau des mains-courantes. La prochaine étape sera des acquisitions avec sujets pathologiques dans le but d'obtenir des informations objectives pour conseiller sur les réglages d'un FRM et sa conceptionWheelchairs compensate for motor dysfunctions, and transform bipedal locomotion to the seated position. The upper limbs become the locomotive limbs. This antiphysiological means of locomotion leads to various specific pathologies, which are mainly neurological and osteoarticular. The purpose of this thesis is to make a significant contribution in the field of biomechanics of wheelchair propulsion by developing tools. These theoretical and experimental tools are mechanical modelling of forces during wheelchair moving, an outdoor kinematics analyse system and an outdoor instrumented wheelchair, called CERAHFIT. We show that integrating rolling resistance parameter is essential to get realistic modelling. Our kinematics analyse system use standard video acquisition and a numerical manikin matched on user wheelchair’s pictures to reconstruct users’ movements in three dimensions. This system could be associated with CERAHFIT in order to adding measures of puschrim, footrest, seat and backrest forces and moments. The next step of this study will be acquisitions with disable persons in order to obtain unbiased arguments to assist the choices of wheelchair adjustments and to improve wheelchair conception
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Becquemont, Laurent. "Interactions medicamenteuses dependantes des cytochromes p450 chez l'homme apport des modeles d'etude in vitro pour leur detection et leur quantification." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066022.
Анотація:
De tres nombreux medicaments administres chez l'homme sont metabolises par le foie avant de pouvoir etre elimines dans la bile ou les urines. Les cytochromes p450 (cyp) sont les principales enzymes hepatiques responsables du metabolisme des medicaments chez l'homme. L'administration de deux medicaments metabolises par le meme cyp peut ralentir l'elimination d'une des deux molecules. Ceci a parfois pour consequence d'elever les concentrations plasmatiques au seuil de toxicite. La meconnaissance de ces interactions medicamenteuses d'ordre metabolique explique qu'elles soient encore la plupart du temps detectees apres la mise sur le marche des medicaments. Or du fait de leur gravite potentielle, ces interactions devraient etre detectees avant l'administration des medicaments chez l'homme. De nombreux modeles in vitro sont actuellement proposes pour determiner les cyp impliques dans le metabolisme des medicaments afin de detecter les interactions susceptibles de survenir chez l'homme. Dans ce travail, nous avons utilise comme modeles in vitro des microsomes de foie humain ainsi que des cyp humains recombinants exprimes dans la levure. Ces modeles nous ont permis de caracteriser les cyp impliques dans le metabolisme de la tacrine et du proguanil puis dans un second temps de detecter certaines interactions medicamenteuses non encore decrites chez l'homme. A l'aide de ces modeles, nous avons tente de quantifier l'importance de ces interactions en terme de reduction de la clairance des medicaments etudies. Les resultats obtenus in vitro ont ensuite ete confrontes a ceux observes au cours de deux etudes menees chez des sujets volontaires sains : cyp1a2 et interaction tacrine-fluvoxamine ; cyp2c19 et cyp3a4 et interaction proguanil-omeprazole. Les resultats observes dans ces etudes humaines etaient superposables a ceux predits par les modeles in vitro. Ce travail nous a permis de definir les limites des modeles in vitro d'etude du metabolisme des medicaments ainsi que les travaux de validation de ces outils restant a effectuer avant de pouvoir les utiliser de maniere systematique avant les premieres administrations medicamenteuses a l'homme.
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VanStone, Nancy Anne. "Capillary electrophoresis-inductively coupled plasma mass spectrometry for the characterization and quantification of humic substances and their interactions with metal species." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ57999.pdf.
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Pollino, Laurence. "Etude des mécanismes en spectrométrie d'émission optique à source étincelles avec comptage des impulsions (SEO-CDI) permettant la mise au point d'un modèle de quantification des inclusions dans les aciers." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO19002.
Анотація:
La presence d'inclusions non metalliques a souvent un effet nuisible sur les proprietes physiques et mecaniques des aciers. La maitrise des procedes d'elaboration passe par la mise au point de techniques de caracterisation des inclusions de plus en plus performantes et transferables sur site. La spectrometrie d'emission optique a source etincelles avec comptage des impulsions (seo-cdi) est particulierement appropriee du fait de sa robustesse, sa rapidite et l'interet qu'elle suscite aupres des industries siderurgiques mondiales. Ce travail de these vise a etablir un modele physique des interactions plasma-matiere en seo-cdi servant de base au developpement d'un modele de quantification des inclusions dans les aciers. Ainsi, les intensites lumineuses mesurees pourront etre transposees en donnees necessaires a l'exploitation metallurgique. Nous montrons que le mecanisme d'extraction des inclusions varie en fonction de leur taille. La mise en mouvement de l'echantillon en cours d'analyse permet la caracterisation des macroinclusions, alors que la seo-cdi classique est limitee a l'etude des inclusions de desoxydation. L'etude des rendements d'extraction et d'emission permet de determiner les conditions operatoires pour lesquelles leur quantification est possible. Nous mettons en evidence les similitudes de comportement dans le plasma d'argon de l'aluminium provenant des inclusions d'oxydes et de l'aluminium en solution solide dans la matrice ferreuse. Ceci nous a conduit a developper une demarche de quantification qui consiste a etalonner les signaux inclusionnaires en utilisant les signaux d'al dissous dans la matrice. Les resultats tendent a rapprocher les performances de la technique seo-cdi de celles de la methode de determination de l'oxygene par fusion reductrice, avec une duree de mise en uvre similaire, et l'avantage de pouvoir obtenir des informations supplementaires (nombre, nature, taille et cartographies de repartition surfacique des inclusions).
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Labarthe, Baptiste. "Quantification des échanges nappe-rivière au sein de l’hydrosystème Seine par modélisation multi-échelle." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM090/document.
Анотація:
Compte tenu de l’évolution démographique et climatique planétaire, la gestion de la ressource en eau constitue un défi majeur auquel la communauté internationale devra faire face au cours du XXIème siècle. A cet effet, l'identification de la continuité hydrique entre les eaux de surface et les eaux souterraines permet l'introduction de la notion de gestion intégrée de la ressource. L'application de ce principe de gestion au bassin de la Seine, à travers l'estimation des échanges nappe-rivière, est rendue possible par la mise en pratique du concept d'interface nappe-rivière emboitées au sein de travaux de modélisation. Pour cela une procédure de modélisation multi-échelles peut être mise en place. Elle vise à intégrer des informations locales au sein de modélisation à une échelle supérieure. Dans ce mémoire, une procédure de modélisation multi-échelles est mise en œuvre. Ce protocole de modélisation est initié par une estimation des flux d'eau régionaux au sein de l'hydrosystème Seine. La cohérence globale de ces flux est garantie par le développement d'une méthodologie de calibration de modèles couplés en deux étapes. Ensuite les informations locales, que sont les hétérogénéités de la plaine alluviale de la Bassée et de la représentation des interfaces nappe-rivière du réseau secondaire, sont intégrées au modèle régional par une procédure de modélisation emboitée et de changement d'échelle des paramètres hydrauliques. La mise en place de cette procédure a finalement permis l'estimation fine des échanges nappe-rivière sur la quasi-totalité (83%) du réseau hydrographique naturel du bassin de la Seine et ainsi de répondre aux recommandations de gestion intégrée de la ressource faites par la directive cadre sur l'eauGiven the current climate and anthropogenic evolutions, water management becomes one of the greatest challenges of the 21st Century. For that purpose, by identifying hydraulic continuity between surface and subsurface water, the concept of integrated water management can be introduced. In this work this management concept is applied on the Seine basin by quantizing hydrological processes occuring at the nested stream-aquifer interface. The implementatin of the nested interface concept can bedone through multi-scale modeling. This modelling procedure, aimed at embody the local characteristics of the interfaces (such as structural or hydrodynamic heterogeneities) in large scale models. A multi-scale modelling procedures is applied to the regional Seine basin model (70000 km²) in order, to study the hydrodynamic behaviour of the Bassée alluvial plain, and to quantify the stream-aquifer exchanged fluxes at the basin scale. The modelling protocol is initiated with regionals fluxes estimation over Seine hydrosystem. Regional fluxes consistency are assured by a two-step calibration procedure of fully coupled models. Then, the local characteristics of the Bassée alluvial plain, are implemented in the regional model by nested modelling methodology associated with upscaling procedure of hydraulics properties. Finally, the multi-scale modelling procedure lead to quantify distributed stream-aquifer exchanged water fluxes over 83% of the natural river network of the Seine basin, and thus, achieve to answer the integrated water resources management recommandations of the water framework directive
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Mariani, Gabrielle. "Interactions dislocations-défauts ponctuels dans le silicium monocristallin : quantification de l'effet de puits des dislocations sur les auto-interstitiels par diffusion de l'or." Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30004.
Анотація:
Dans ce travail, nous avons etudie les interactions entre les defauts ponctuels (auto-interstitiels, impuretes) et les dislocations dans du silicium monocristallin fz et cz, par diffusion d'or, en fonction de differents parametres tels que la nature cristallographique des segments de dislocation, la concentration initiale en oxygene interstitiel du materiau, le temps de deformation, et la temperature de diffusion de l'or. Pour cela, des mesures de resistance de surface (srt), de transitoires de capacite (dlts), de photoluminescence (pl) ainsi que des observations par microscopie electronique a transmission (tem) ont ete realisees. Cette etude nous a permis de quantifier l'effet de puits exerce par les dislocations sur les auto-interstitiels par la determination d'un coefficient caracteristique d'efficacite de piege gamma. Nous avons obtenu des valeurs de gamma plus importantes, d'une part pour une population de segments de dislocation uniquement de type 60, comparee a une population mixte de segments 60 et vis, et d'autre part, pour des echantillons fz compares aux echantillons cz. Pour ce type de materiau cz, nous avons constate une dependance en temperature de gamma, ainsi qu'un effet de passivation de l'intensite du spectre de photoluminescence d1-d4 lorsque le temps de deformation est prolonge. Les resultats ont ete interpretes par la difference de structure de cur des partielles 90 et 30 des dislocations etudiees. En effet, le cur des partielles 90 possede plus de liaisons pendantes que celui des partielles 30. L'influence de la concentration initiale en oxygene interstitiel sur les valeurs de gamma est due a la formation d'une atmosphere de complexes oxygenes autour de la dislocation, diminuant ainsi son effet de puits. Si cette dislocation peut s'en defaire, par montee ou par simple glissement, les valeurs de gamma peuvent etre restaurees
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Mariana, Frida. "Chip-Calorimetric Monitoring and Biothermodynamic Analysis of Biofilm Growth and Interactions with Chemical and Biological Agents." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-191577.
Анотація:
Over the last years, varieties of technologies for biofilm analysis were developed and established. They work on different principles and deliver information about biofilms on different information levels. In this work, chip-calorimetry was applied as an analytical tool that measures heat produced from biofilms. Any change of metabolism in biofilms is reflected by a changed heat flow. The heat, which is the integral of the heat flow vs. time, is quantitatively related to the growth stoichiometry of the biofilm, as described by the Hess’ Law. The heat flow is related to the growth kinetics with the reaction heat as proportionality factor. The results from the calorimetric measurement thus, deliver general information about growth stoichiometry and kinetics.
The other interpretation of calorimetric results bases on the assumed proportionality between heat flow and oxygen consumption rate (- 460 kJ/mol ). This ratio is called oxycaloric equivalent. Because in case of aerobic growth the majority of oxygen is consumed in catabolic processes during the electron transport phosphorylation, calorimetry is assumed to provide information about the catabolic side of the metabolism.
The newly developed chip-calorimeter applied in this work is much more suitable for biofilm studies compared to conventional microcalorimeters due to the flow-through design of the calorimetric chamber. The measurement of undisturbed growing biofilms and the comparison with conventional biofilm analysis tools (i.e. plate counts, confocal laser scanning microscopy (CLSM), and the determination of intermediates’ concentrations (e.g. ATP)) demonstrate the proper functionality of the calorimetric method and the related cultivation procedure by delivering measurement results in the range of literature values.
However, when the biofilms were challenged with antimicrobial agents i.e. antibiotics, bacteriophage, and predatory bacteria, the calorimetric results surprisingly deviated from the reference analyses. By combining the results of the calorimetric and reference analyses, additional information about the antimicrobial effects on biofilms can be acquired. Combination of heat measurement and plate counts, which is one of the most conventional approaches, demonstrated that antimicrobials (especially the bactericidal acting kanamycin) could cause the loss of culturability while the cells were still metabolically active. The measurement of ATP content resulted in values out of the typical range, which indicated that antimicrobial treatments disturbed the cellular ATP regulation and the ATP concentration was no longer linearly correlated to the cell number. ATP measurements are therefore not suitable for antimicrobial susceptibility testing.
The comparison of heat profiles with the biovolume determined by quantification of microscopic images shows an elevated cell specific heat production rate after the introduction of some antimicrobials (antibiotics and bacteriophage). In case of antibiotics, this can be explained as a consequence of the bacterial defense mechanisms. Most of the described defense mechanisms against antibiotics need biological energy and therefore drive the electron transport phosphorylation (ETP). In case of biofilm treatments with bacteriophage, the trigger of increasing ETP might be the synthesis of phage proteins, hull material, and genetic information molecules. In aerobic conditions, oxygen is used as terminal electron acceptor. Elevated ETP leads therefore to an increase in oxygen consumption, which correlates to the heat production using oxycaloric equivalent as a factor. These correlations explain the increase of cell specific heat productions as biofilms were challenged by antibiotics and bacteriophage. However, also a decrease of specific heat production was observed (in case of predatory bacteria). Here, the predatory bacteria activity caused various damages in host cells, including the interruption of ETP.
With these experiments, chip-calorimetry was demonstrated as a promising complementary tool in biofilm research, which provides deeper insights about metabolic activity and alterations. It benefits from the noninvasive handling and the online, real-time measurement that allow the method to be applied for monitoring purposes. Furthermore, its miniaturized dimension allows easy integration in more complex analytic systems and also reduces experiment costs with minimal media/chemical consumption.
This thesis also demonstrates the potential development of chip-calorimetry to be more suitable for routine analyses. The use of superparamagnetic beads as matrix to grow biofilms allows regulated transfer of biofilm samples into and from the measurement chamber. This was an initial step towards automation and higher-throughput analysis.
One further outcome of the thesis is based on the highly interesting fact about the elevated heat production rate of the host cells induced by the phage infection observed in the chip- calorimetric experiments. The volume specific detection limit of the chip-calorimeter is lower compared to a commercial microcalorimeter. Thus, the infection effect of phages was additionally measured in microcalorimeter to get better quantitative information about the thermal effect of the infection. The results showed that the immediate heat increase after the addition of phage into the solution of the host cells appeared to be quantitatively related to the infection factor, MOI (Multiplicity of Infection).
Unfortunately, microcalorimetric measurements in closed ampoules are often subjected to the oxygen limitation. Thus, this problem of microcalorimetric measurement has been addressed. The combination of experimental results and mathematical modeling showed that the rate of metabolism in the static ampoules is defined by the diffusion rate of oxygen into media. This factor has to be considered while designing biological experiments in closed calorimetric measuring chambers and interpreting the calorimetric results for their biological meaning. Some possible solutions to overcome the oxygen bioavailability problem are e.g. to design the experiments with low biomass, or by using media with elevated density to float the biomass at the interface to air and thus to reduce the diffusion path.
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Breithaupt, Mathies [Verfasser], and Wolfgang [Akademischer Betreuer] Schlegel. "On Simulations of Spin Interactions Applied for the Volumetric T1 Quantification by in vivo Magnetic Resonance Imaging at Ultra High Field / Mathies Breithaupt ; Betreuer: Wolfgang Schlegel." Heidelberg : Universitätsbibliothek Heidelberg, 2015. http://d-nb.info/1180500644/34.
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Pérès, Guénola. "Identification et quantification in situ des interactions entre la diversité lombricienne et la macro-bioporosité dans le contexte polyculture breton. Influence sur le fonctionnement hydrique du sol." Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007432.
Анотація:
Le sol, support entre autre de production végétal, peut être considéré comme un système interactif au sein du quel les composantes physiques (structure du sol), chimiques (solution du sol, matière organique) et biologiques (faune et flore) sont en étroites relations. Replacé dans un contexte plus global, ce système peut être soumis à des contraintes anthropiques qui, devenant trop importantes, sont susceptibles de perturber son fonctionnement. Comprendre le fonctionnement du sol, suggère donc de connaître chacun de ses composants, ainsi que les interactions entre ces composants, tout en intégrant les variabilités spatio-temporelles liées ou non aux activités humaines. Quatre questions ont orienté notre travail mené en conditions naturelles. 1) Nous avons apprécié l'influence de différents contextes agro-pédo-climatiques sur les peuplements lombriciens en tentant de définir parmi ces lombriciens des groupes de réponses aux contraintes prédéfinies. Par ailleurs, dans le but d'affiner le statut d'indicateur des lombriciens, nous avons mis en avant l'intérêt d'intégrer le stade de développement des individus (juvénile, adulte) à l'identification spécifique (catégorie écologique ou taxon), définissant ainsi des Unités Taxonomiques Fonctionnelles (UTF) et des Unités Ecologiques Fonctionnelles (UEF). 2) Nous avons apprécié l'interaction existant entre les peuplements lombriciens et la macroporosité observée au terrain sur un profil de sol. Cette partie de l'étude a mis en évidence que si le nombre de pores quantifié sur un profil de sol peut être indicateur de l'état macrobiologique du sol, il reflète avant tout l'activité des lombriciens. Cette bioactivité étant très fortement dépendante des systèmes culturaux, un nombre de pores donné ne peut en aucun cas être commun à l'ensemble des systèmes de culture. 3) Grâce à la tomographie aux rayons x, l'observation en 3 dimensions du réseau de galeries a pu être réalisée, confirmant tout l'intérêt d'un tel outil dans l'observation et la quantification de la porosité du sol. Ce travail a permis de caractériser la morphologie des réseaux de galeries d'espèces lombricienne jusqu'alors peu documentées (L. friendi). De plus, notre étude a montré qu'au-delà de la variabilité intra catégorie écologique, il existerait une variabilité intra-spécifique en lien avec le stade de développement des individus qui nécessiterait une subdivision du stade juvénile en fonction de l'âge relatif des individus. 4) L'influence de l'interaction entre la biodiversité lombricienne et la macroporosité sur le fonctionnement hydrique du sol a été appréciée par des mesures de conductivité à saturation ainsi que par l'utilisation d'un modèle de transfert de solutés dans les sols. Ce travail a permis de mettre en évidence le rôle prépondérant de la connectivité et de la continuité des galeries sur le fonctionnement du sol, tout en soulignant l'importance de l'état de surface. Cette étude a aussi permis de distinguer l'influence relative des différentes espèces lombriciennes sur le fonctionnement hydrique du sol.
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Pérès, Guénola. "Identification et quantification in situ des interactions entre la diversité lombricienne et la macro-bioporosité dans le contexte polyculture breton, influence sur le fonctionnement hydrique du sol /." Rennes : Éd. des Géosciences Rennes, 2004. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb39955665n.
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Rhino, Kévins. "Caractérisation, quantification et modélisation des processus de transfert et des interactions CO₂-eau-roche en milieu poreux non saturé en contexte de forage lors d'un stockage géologique." Thesis, Bordeaux 3, 2017. http://www.theses.fr/2017BOR30040/document.
Анотація:
Le stockage géologique du carbone est l’une des techniques les plus prometteuses pour réduire le taux de CO₂ dans l’atmosphère. La séquestration géologique possède la capacité et la longévité potentielles pour diminuer les émissions de CO₂ vers l’atmosphère. Dans le cadre d’injections à l’échelle industrielle, les réservoirs carbonatés peuvent faire partie des sites aptes à stocker du CO₂. Toutefois, ces injections à grandes profondeurs sont sujettes à des risques de fuites du piège géologique lui-même ou des infrastructures liés à l’exploitation du site de stockage. Ainsi, il existe principalement deux types de fuite : brutale et diffuse. Dans les deux cas, elles sont susceptibles d’entrainer des risques pour l’environnement et de mettre en danger les populations. Il est ainsi nécessaire de développer des outils capables de prévenir une fuite de CO₂ quel que soit son type. Par ailleurs, il est particulièrement indispensable de comprendre les mécanismes de transport réactif qui rentrent en jeu lors de l’arrivée de cette fuite en contexte de proche surface (zone vadose) et ainsi d’essayer d’étudier comment cette fuite peut s’amortir. Ces travaux de thèse traitent donc de la caractérisation, de la quantification et de la modélisation des processus de transferts et des interactions CO₂-H₂O-CaCO₃ dans la zone vadose en contexte de fuite à partir d’un puits de forage. Cette problématique a été d’abord abordée par une approche expérimentale sur un site pilote à Saint-Emilion. Puis, les interactions CO₂-H₂O-CaCO₃ ont été étudiées au travers d’une approche expérimentale à l’échelle de la carotte en laboratoire. L’approche expérimentale a conduit à la réalisation de deux fuites dans la zone vadose du site pilote : une fuite diffuse et une fuite ultra diffuse. Elles furent réalisées dans la continuité des expériences qui avaient déjà eu lieu auparavant. Une comparaison de l’ensemble des fuites a montré la nécessité d’utiliser des gaz nobles comme précurseurs de l’arrivée en surface du CO₂. Selon le type de fuite, l’hélium peut servir de précurseur temporel du CO₂, tandis que le krypton prévient de l’étendue du panache de gaz durant la fuite. Plus la pression d’injection du CO₂ est importante et plus le gaz migre par advection. Par ailleurs, une pression d’injection importante favorise l’existence de passage préférentiel dans la zone vadose. L’utilisation d’isotopes tels que ceux de l’hélium et du carbone permet de mettre en évidence la présence locale de phases aqueuses dans le massif et de déterminer l’origine biologique ou anthropique du CO₂. Les expériences à l’échelle de la carotte permettent d’estimer le pouvoir tampon des calcaires oligocènes en fonction du faciès de la roche. La perméabilité et la porosité de celle-ci conditionnent la dissolution des calcaires. De même, la réactivité des carbonates en contexte de fuite dépend du pH de la phase aqueuse, du débit qui traverse le réseau poreux, de la saturation en eau et des caractéristiques pétro-physiques des carbonatesCarbon storage is one of the most encouraging methods to decrease CO₂ concentration into the atmosphere. Carbon storage provides the longevity and the capacity needed to decrease CO₂ emissions toward the atmosphere. When dealing with storage on an industrial scale, carbonated reservoirs can be among the most suitable storage sites. However, these high depth injections are subject to leakage risks from the geologic trap itself or from the framework created by the establishment of the site. Two main types of leakage exist: brutal and diffusive leakage. In both cases, they are likely to endanger the environment and the population. Therefore, it is essential to develop tools that are able to anticipate any types of CO₂ leakage. Furthermore, it is also necessary to understand the reactive transport mechanism that take place when the leakage arrives in the shallow subsurface (vadose zone)and to see how the leakage can be buffered. This work deals with the characterization, the quantification and the modelling of transfer processes and CO₂-H₂O-CaCO₃ interactions into the vadose zone in a context of a leakage from a drilling well. This issue was first dealt through field experiment on the site of Saint Emilion. Then, the CO₂-H₂O-CaCO₃ interactions were studied through an experimental approach in laboratory. Two leakage experiments were performed on the site: a diffusive leakage and an ultra-diffusive leakage. They were performed as a sequel of former experiments carried on the pilot site. A comparison of all the leakage experiments revealed the necessity to use noble gases as precursor of the CO₂ arrival at the surface. Depending of the type of the leakage, helium can be a temporal precursor while krypton can anticipate the spread of the CO₂ gas plume. The higher the injection pressure, the more the gas migrates through advective flux. Moreover, a high injection pressure favors the existence of preferential paths in the vadose zone. The use of helium and carbon isotopes makes it possible to reveal the presence of a local aqueous phase within the porous media and to identify the origin of CO₂. The core scale experiments lead to the estimation of the buffering power of Oligocene limestone according to the rock facies. The permeability and the porosity influence the dissolution of the limestone. The reactivity of carbonates during a leakage depends on the pH of the aqueous phase, the flow rate that goes through the porous media, the water saturation and petrophysical characteristics of the carbonates
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Peres, Guénola. "Identification et quantification in situ des interactions entre la diversité lombricienne et la macro-bioporosité dans le contexte polyculture breton. Influence sur le fonctionnement hydrique du sol." Rennes 1, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007432.
Анотація:
Quatre questions ont orienté notre travail mené en conditions naturelles dans trois systèmes culturaux (prairie permanente, prairie temporaire, monoculture mai͏̈s) et deux contextes pédo-climatiques en Bretagne : 1) Quelle est l'influence des différents contextes agro-pédo-climatiques sur les peuplements lombriciens (abondance, biomasse, biodiversité, stade de développement)? 2) Comment évolue l'interaction entre les peuplements lombriciens et la macroporosité observée au terrain sur un profil de sol, en fonction des différents systèmes culturaux et des contextes pédo-climatiques ? 3) Comment la géométrie des réseaux de galeries naturels appréciée en trois dimensions par tomographie aux rayons X, varie-t-elle en fonction des espèces lombriciennes présentes et des contextes agro-pédo-climatiques ? 4) Quelle est l'influence de l'interaction entre les lombriciens et la macroporosité, sur la conductivité hydraulique à saturation du sol (mesurée et simulée) ?
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Cohen, Grégory. "Caractérisation, quantification et modélisation du transport et des interactions du CO2 dans une zone vadose carbonatée : application à une fuite diffuse de CO2 en contexte de séquestration géologique." Phd thesis, Université Michel de Montaigne - Bordeaux III, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00976867.
Анотація:
Le réchauffement climatique est lié aux augmentations des concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre et en particulier aux émissions anthropiques de CO2. La séquestration géologique a la capacité et la longévité potentielles pour diminuer de façon significative les émissions anthropiques de CO2. Cette séquestration à grande profondeur induit des risques de fuite des réservoirs géologiques. Parmi les scénarios de fuite envisagés, celui d'une fuite diffuse est le plus inquiétant puisque sans surveillance, cette fuite pourrait perdurer et entrainer des séquelles sur l'environnement ainsi que des risques pour les populations. Des outils et protocoles de surveillance doivent donc être mis au point pour la surveillance en proche surface. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de cette problématique. Il a pour objectif la caractérisation, la quantification et la modélisation du transport et des interactions du CO2 dans une zone non saturée carbonatée. Ce travail a suivi une approche expérimentale sur un site pilote naturel à Saint-Emilion (Gironde, France), avec la réalisation de fuites diffuses en ZNS carbonatée. Cette étude aborde plusieurs thématiques: la description et l'instrumentation du site pilote naturel ; la caractérisation physico-chimique de l'hétérogénéité du réservoir carbonaté ; l'étude du fonctionnement naturel de la ZNS carbonatée et en particulier la mise en place d'une ligne de base des concentrations en CO2 ; la caractérisation de l'extension des panaches de gaz suite à des expériences de fuite diffuse dans la ZNS carbonatée et l'étude par simulation numérique des interactions gaz-eau-roche lors d'une fuite diffuse de CO2 dans une ZNS carbonatée. Les résultats de ces travaux montrent l'importance de la caractérisation de l'hétérogénéité du réservoir carbonaté ainsi que des techniques d'échantillonnage et d'analyse des différentes phases en présence. L'établissement de la ligne de base a une importance particulière pour permettre de distinguer les variations naturelles de celles induites par une fuite diffuse de CO2 dans la ZNS carbonatée. Les modes de transport du CO2 vont évoluer en fonction des paramètres physico-chimiques. Ce transport se fait par advection et/ou par diffusion. L'utilisation de gaz inertes au niveau du site de séquestration géologique est très importante puisque la détection de ces traceurs permettrait de prédire les arrivées de panaches de CO2 en proche surface. Par ailleurs, les interactions chimiques doivent être prises en compte dans les modèles de transport afin de pouvoir définir les facteurs de retard et l'impact d'une fuite diffuse de CO2 sur une ZNS carbonatée.
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Cohen, Grégory. "Caractérisation, quantification et modélisation du transport et des interactions du CO₂ dans une zone vadose carbonatée : application à une fuite diffuse de CO₂ en contexte de séquestration géologique." Thesis, Bordeaux 3, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR30022/document.
Анотація:
Le réchauffement climatique est lié aux augmentations des concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre et en particulier aux émissions anthropiques de CO₂. La séquestration géologique a la capacité et la longévité potentielles pour diminuer de façon significative les émissions anthropiques de CO₂. Cette séquestration à grande profondeur induit des risques de fuite des réservoirs géologiques. Parmi les scénarios de fuite envisagés, celui d'une fuite diffuse est le plus inquiétant puisque sans surveillance, cette fuite pourrait perdurer et entrainer des séquelles sur l'environnement ainsi que des risques pour les populations. Des outils et protocoles de surveillance doivent donc être mis au point pour la surveillance en proche surface. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de cette problématique. Il a pour objectif la caractérisation, la quantification et la modélisation du transport et des interactions du CO₂ dans une zone non saturée carbonatée. Ce travail a suivi une approche expérimentale sur un site pilote naturel à Saint-Emilion (Gironde, France), avec la réalisation de fuites diffuses en ZNS carbonatée. Cette étude aborde plusieurs thématiques: la description et l'instrumentation du site pilote naturel ; la caractérisation physico-chimique de l'hétérogénéité du réservoir carbonaté ; l'étude du fonctionnement naturel de la ZNS carbonatée et en particulier la mise en place d'une ligne de base des concentrations en CO₂ ; la caractérisation de l'extension des panaches de gaz suite à des expériences de fuite diffuse dans la ZNS carbonatée et l'étude par simulation numérique des interactions gaz-eau-roche lors d'une fuite diffuse de CO₂ dans une ZNS carbonatée. Les résultats de ces travaux montrent l'importance de la caractérisation de l'hétérogénéité du réservoir carbonaté ainsi que des techniques d'échantillonnage et d'analyse des différentes phases en présence. L'établissement de la ligne de base a une importance particulière pour permettre de distinguer les variations naturelles de celles induites par une fuite diffuse de CO₂ dans la ZNS carbonatée. Les modes de transport du CO₂ vont évoluer en fonction des paramètres physico-chimiques. Ce transport se fait par advection et/ou par diffusion. L'utilisation de gaz inertes au niveau du site de séquestration géologique est très importante puisque la détection de ces traceurs permettrait de prédire les arrivées de panaches de CO₂ en proche surface. Par ailleurs, les interactions chimiques doivent être prises en compte dans les modèles de transport afin de pouvoir définir les facteurs de retard et l'impact d'une fuite diffuse de CO₂ sur une ZNS carbonatéeGlobal warming is related to atmospheric greenhouse gas concentration increase and especially anthropogenic CO₂ emissions. Geologic sequestration has the potential capacity and the longevity to significantly diminish anthropogenic CO₂ emissions. This sequestration in deep geological formation induces leakage risks from the geological reservoir. Several leakage scenarios have been imagined. Since it could continue for a long period, inducing environmental issues and risks for human, the scenario of a diffusive leakage is the most worrying. Thus, monitoring tools and protocols are needed to set up a near-surface monitoring plan. The present thesis deals with this problematic. The aims are the characterisation, the quantification and the modelling of transport and interactions of CO₂ in a carbonate unsaturated zone. This was achieved following an experimental approach on a natural pilot site in Saint-Emilion (Gironde, France), where diffusive gas leakage experiments were set up in a carbonate unsaturated zone. Different aspects were investigated during the study: natural pilot site description and instrumentation; the physical and chemical characterisation of carbonate reservoir heterogeneity; the natural functioning of the carbonate unsaturated zone and especially the set-up of a CO₂ concentrations baseline; the characterisation of gas plume extension following induced diffusive leakage in the carbonate unsaturated zone and the study of gas-water-rock interactions during a CO₂ diffusive leakage in a carbonate unsaturated zone through numerical simulations. The results show the importance of the carbonate reservoir heterogeneity characterisation as well as the sampling and analysing methods for the different phases. The baseline set-up is of main interest since it allows discrimination between the induced and the natural CO₂ concentrations variations. The transfer of CO₂ in a carbonate unsaturated zone is varying in function of physical and chemical properties. This transfer is done by diffusion and/or advection. Because the detection of the noble gases allows the prediction of CO₂ plume arrival, the use of tracers in the sequestration site is of main importance. The chemical interactions have to be taken under account in transport models in order to predict delay factors and the impact of a CO₂ leakage in a carbonate unsaturated zone
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Wang, Xiaoling. "MRI and NMR Investigations of Transport in Soft Materials and Explorations of Electron-Nuclear Interactions for Liquid-State Dynamic Nuclear Polarization." Diss., Virginia Tech, 2015. http://hdl.handle.net/10919/75067.
Анотація:
The first part of this dissertation (Chapters 1 to 4) describes the use of magnetic resonance techniques for polymeric material characterizations in solutions, with emphasis on methods utilizing magnetic field gradients - magnetic resonance imaging (MRI) and pulsed-field-gradient (PFG) NMR. The second part (Chapter 5) presents enhancements to dynamic nuclear polarization, an intensity enhancement approach for magnetic resonance techniques.
In Chapter 2, I illustrate a characterization method to quantify free polymer chain content in a polymer/DNA complex (polyplex) formulation via one-dimensional proton NMR experiments. This assessment of free polymer quantity has critical impacts on in vivo gene transfection efficiency, cellular uptake, as well as toxicity of polycationic gene delivery vectors. Specifically, I investigated the complexation properties of three different polymeric "theranostic" agents, which combine an imaging functionality on the polymer as well as a DNA/RNA complexation component. These agents are under development to allow real time clinical monitoring of drug delivery and efficacy using MRI. Our NMR method provides simple and quantitative assessment of free and DNA-complexed polymers, including the actual polymer amine to DNA phosphate molar ratio (N/P ratio) within polyplexes. The NMR results are in close agreement with the stoichiometric number of polymer/DNA binding obtained by isothermal titration calorimetry. The noninvasive nature of this method allows broad application to a range of polyelectrolyte coacervates, for understanding and optimizing polyelectrolyte complex formation.
Chapter 3 demonstrates a time-resolved MRI approach for measuring diffusion of drug-delivery polymeric nanoparticles on mm to cm scales as well as monitoring nanoparticle concentration distribution in bulk biological hydrogels. Our results show that as the particle size and surface charge become larger, collagen gel at tumor relevant concentration (1.0 wt.%) presents a more significant impediment to the diffusive transport of negatively charged nanoparticles. These results agree well with those obtained by fluorescence spectroscopies (neutral or slightly positively charged diffusing particles) as well as the proposed electrostatic bandpass theory of tumor interstitium (negatively charged particles). This study provides fundamental information for the design of polymeric theranostic vectors and carries implications that would benefit the understanding of nanoparticle transport in solid tumors. Furthermore, this work takes a significant step toward developing quantitative and real time in vivo monitoring of clinical drug delivery using MRI.
Chapter 4 addresses the application of PFG-NMR for the determination of weight-average molar mass (Mw) for polyanions that have anti-HIV activity through the measurement of polymer diffusion coefficients in solutions. The effective characterization of molecular weights of polyelectrolytes has been a general and growing problem for the polymer industry, with no clear solutions in sight. In this study, we obtained the molar masses (Mw) for two series of sulfonated copolymers using sodium polystyrene sulfonate samples as molecular weight standards. PFG-NMR has notable advantages over conventional techniques for the characterization of charged polymers and shows great promise for becoming an effective alternative to chromatography methods.
Chapter 5 is devoted to experimental and theoretical studies of liquid state dynamic nuclear polarization (DNP) via the Overhauser effect. Based on the adventurous work done by previous Dorn group members, we show that for 1H-nuclide-containing systems, the dipolar DNP enhancement can be significantly improved by decreasing the correlation time of the interaction by utilizing a supercritical fluid (SF CO2) which allows for greater dipolar enhancements at higher magnetic fields. For molecules containing the ubiquitous 13C nuclide, we show that previously unreported sp hybridized (H-C) alkyne systems represented by the phenylacetylene-nitroxide system exhibit very large scalar-dominated enhancements. Furthermore, we show for a wide range of molecular systems that the Fermi contact interaction can be computationally predicted via electron-nuclear hyperfine coupling and correlated with experimental 13C DNP enhancements. For biomedical applications, the enhancement of metabolites in SF CO2 followed by rapid dissolution in water or biological fluids is an attractive approach for future hyperpolarized NMR and MRI applications. Moreover, with the aid of density functional theory calculations, solution state DNP provides a unique approach for studying intermolecular weak bonding interaction of solutes in normal liquids and SF fluids.Ph. D.
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Simon, Nataline. "Développement des méthodes actives de mesures distribuées de température par fibre optique pour la quantification des écoulements souterrains : apports et limites pour la caractérisation des échanges nappe/rivière." Thesis, Rennes 1, 2020. http://www.theses.fr/2020REN1B028.
Анотація:
Les échanges entre les rivières et les nappes d’eau souterraine jouent un rôle essentiel dans le maintien des écosystèmes aquatiques. Or, leur caractérisation demeure difficile du fait de leur forte variabilité dans l’espace et dans le temps. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse est de développer des méthodes actives de mesures distribuées de température pour quantifier la dynamique des interactions nappe/rivière. Après avoir établi une nouvelle approche pour évaluer la résolution spatiale des mesures de température, nous avons validé deux nouvelles méthodes d’interprétation permettant d’estimer de manière distribuée les flux d’eau et la conductivité thermique du milieu poreux. Les travaux, associant modélisations numériques et mesures expérimentales en laboratoire, montrent que les méthodes d’interprétation développées permettent d’estimer avec une excellente précision les écoulements et que la gamme de flux pouvant être investiguée est particulièrement large. Pour tester cette approche prometteuse, des expériences actives ont ensuite été réalisées sur le terrain dans deux environnements différents : d’abord dans un petit cours d’eau d’ordre 1 de tête de bassin versant, puis dans un fleuve s’écoulant le long d’une plaine alluviale. Ces applications ont démontré le fort potentiel des méthodes actives pour quantifier les écoulements à l’interface nappe/rivière et décrire leur variabilité spatiale et temporelle. La comparaison des résultats obtenus sur les deux sites a permis finalement de discuter la faisabilité, les apports mais aussi les limites de la méthode dans différents contextes hydrologiquesGroundwater/surface water interactions play a fundamental role in the functioning of aquatic ecosystems. However, their quantification is challenging because exchange processes vary both in time and space. Here, we propose an active distributed heat transport experiment in order to quantify the spatial and temporal variability of groundwater/surface water interactions. As a first step, we proposed a new approach to evaluate the spatial resolution of temperature measurements. Then, two interpretation methods of active-DTS experiments were developed and fully validated to estimate the distribution of porous media thermal conductivity and the groundwater fluxes in sediments. Based on numerical simulations and sandbox experiments, results demonstrated the potentiality of these methods for quantifying distributed groundwater fluxes with high accuracy. The large range of groundwater fluxes that can be investigated with the method makes specially promising the application of active experiments for many subsurface applications. Secondly, we conducted heat transport experiments within the streambed sediments of two different streams: in a first-order stream, then in a large flow-system located along an alluvial plain. These applications demonstrated the relevance of using active experiments to characterize the spatial complexity of stream exchanges. Finally, the comparison of results obtained for each experimental site allowed discussing the capabilities and limitations of using active-DTS field experiments to characterize groundwater/surface water interactions in different hydrological contexts
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Meinikmann, Karin. "Groundwater-Surface Water Interactions in a Eutrophic Lake – Impacts of Lacustrine Groundwater Discharge on Water and Nutrient Budgets." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2017. http://dx.doi.org/10.18452/18203.
Анотація:
Die Arbeit besteht aus mehreren Studien zur Quantifizierung des Grundwasserstroms in Seen (Exfiltration; engl.: lacustrine groundwater discharge, LGD) und damit verbundener Nährstoffeinträge. In zwei einleitenden Kapiteln dieser Arbeit werden eine Gründe für die Vernachlässigung der Grundwasserexfiltration (LGD) in Seen und der daran gekoppelten Nährstoffeinträge identifiziert. Diese Literaturstudien fassen den aktuellen Kenntnisstand zum Einfluss des Grundwassers auf die Hydrologie von Seen und ihre Nährstoffhaushalte zusammen.
Den Kern der vorliegenden Arbeit bilden zwei empirische Studien, die sich mit der Quantifizierung der grundwasserbürtigen Phosphor (P)-Fracht in den Arendsee in Deutschland befassen. Das Gesamtvolumen des Grundwasserzustroms wird basierend auf der Grundwasserneubildung im Einzugsgebiet des Sees ermittelt. Lokale Muster der Grundwasserexfiltration werden anhand von Temperaturtiefenprofilen des Seesediments bestimmt. Eine Kombination der Ergebnisse ermöglicht es, die quantitativen Daten mit lokalen Informationen zu unterstützen. Die Untersuchung der Grundwasserqualität zeigt, dass die P-Konzentrationen im Grundwasser im besiedelten Bereich teilweise stark erhöht sind. Als Konsequenz daraus haben die grundwasserbürtigen P-Frachten einen Anteil von mehr als 50% an der gesamten externen P-Last des Arendsees. Das Grundwasser ist damit eine maßgebliche Ursache für die Eutrophierung des Gewässers.
Drei weitere Studien widmen sich der Entwicklung und Optimierung von Ansätzen zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der Grundwasserexfiltration in Seen. Die kritische Auseinandersetzung mit den Ergebnissen der Studien zeigt die Notwendigkeit weiterer Forschung zur Verbesserung und Standardisierung der Methoden zur Bestimmung von LGD und damit verbundenen Stofftransporten auf. Der Fall des Arendsees sollte alle, Wissenschaftler und Praktiker, dazu motivieren, das Grundwasser als relevante Eutrophierungsquelle in Betracht zu ziehen.The present work is a collection of studies on lacustrine groundwater discharge (LGD) and groundwater-borne phosphorus (P) loads. For a number of reasons, groundwater exfiltration (i.e., LGD) is often not considered in water and nutrient budgets of lakes. This is also and especially true for P which was often regarded to be immobile in groundwater until recently. Two chapters review the scientific literature regarding the impacts of groundwater on hydrology and nutrient budgets of lakes, respectively. They present mechanisms and processes of LGD as well as techniques and methods to measure LGD and related nutrient transports. Moreover, numbers of LGD volumes and loads reported in literature are presented. The core of the present work is represented by two case studies dealing with the quantification of P loads from LGD to a lake in Germany. A combination of different methods is applied to overcome the problem of quantitative large scale LGD determination without losing local spatial information. P concentrations in groundwater and LGD are investigated by detailed spatial water sampling. The results reveal that P is actually present in concentrations far above natural background concentrations in the urban groundwater. LGD-derived P loads account for more than 50% of the overall external P loads to the lake and by that contribute significantly to lake eutrophication. Three further studies are devoted to the development and improvement of approaches to determine LGD. Critical reviews of the above mentioned studies reveal the need for further research in order to standardize and improve methods for LGD and mass load determination. It is found that the appropriate method for LGD determination depends on the spatial scale of interest. The identification of P introduced by LGD as a main driver of lake eutrophication is an important finding which should encourage scientists, policy makers, and lake managers to consider groundwater as a relevant P source for lakes.
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Boisseau, Christophe. "Interactions d'atomes ultra froids - extension de la notion de seuil quantique et correction de la condition de quantification semi-classique pour les niveaux vibrationnels proches de la limite de dissociation - deplacement lumineux pour une paire d'atomes." Toulouse 3, 1999. http://www.theses.fr/1999TOU30018.
Анотація:
Ce travail porte sur l'etude des interactions entre deux atomes ultra froids. Pour cela nous utilisons le lien entre la longueur de diffusion (parametre critique de la condensation de bose-einstein) et le dephasage asymptotique induit par le potentiel interatomique. Nous etablissons une expression asymptotique de la fonction d'onde dans le formalisme phase-amplitude, qui permet de prolonger analytiquement l'approximation semi-classique dans la zone energetique du seuil quantique. Nous montrons qu'il est possible d'utiliser cette expression avec des potentiels modeles pour la simulation numerique d'une experience de photoassociation grace a l'approximation de la reflexion et nous testons la validite de cette approximation qui se revele excellente dans de nombreux cas. Nous avons d'autre part etendu la notion de seuil quantique aux niveaux vibrationnels de tres faible energie de liaison. En effet, comme pour les etats du continuum, ils apparaissent dans un domaine energetique caracterise par une limitation de la validite de l'approximation semi-classique. Grace a un code de calcul que nous avons developpe pour determiner precisement la position energetique de ces niveaux, nous montrons que la condition de quantification wkb doit etre corrigee par un terme de phase supplementaire dans cette zone energetique. Nous decrivons ensuite analytiquement ce terme dans le cas d'etats lies extremement proches de la limite de dissociation. L'ensemble de ces resultats a demande un gros travail de programmation numerique pour le calcul des fonctions d'onde dans des domaines inhabituels en physique moleculaire (tres basses energies, tres grandes distances internucleaire). Enfin, dans le cadre des reseaux optiques, nous etudions l'interaction entre deux atomes en presence d'un champ laser. L'anisotropie de cette interaction est mise en evidence. Le resultat le plus important est que la presence simultanee des deux atomes dans un meme micro-piege detruit l'effet de piegeage.
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Birmpa, Panagiota. "Quantification of mesoscopic and macroscopic fluctuations in interacting particle systems." Thesis, University of Sussex, 2018. http://sro.sussex.ac.uk/id/eprint/76622/.
Анотація:
The purpose of this PhD thesis is to study mesoscopic and macroscopic fluctuations in Interacting Particle Systems. The thesis is split into two main parts. In the first part, we consider a system of Ising spins interacting via Kac potential evolving with Glauber dynamics and study the macroscopic motion of an one-dimensional interface under forced displacement as the result of large scale fluctuations. In the second part, we consider a diffusive system modelled by a Simple Symmetric Exclusion Process (SSEP) which is driven out of equilibrium by the action of current reservoirs at the boundary and study the non-equilibrium fluctuations around the hydrodynamic limit for the SSEP with current reservoirs. We give a brief summary of the first part. In recent years, there has been significant effort to derive deterministic models describing two-phase materials and their dynamical properties. In this context, we investigate the law that governs the power needed to force a motion of a one dimensional macroscopic interface between two different phases of a given ferromagnetic sample with a prescribed speed V at low temperature. We show that given the mesoscopic deterministic non-local evolution equation for the magnetisation (a non local version of the Allen-Cahn equation), we consider a stochastic Ising spin system with Glauber dynamics and Kac interaction (the underlying microscopic stochastic process) whose mesoscopic scaling limit (intermediate scale between microscale and macroscale) is the given PDE, and we calculate the corresponding large deviations functional which would provide the action functional. We obtain that by deriving upper and lower bounds of the large deviation cost functional. Concepts from statistical mechanics such as contours, free energy, local equilibrium allow a better understanding of the structure of the cost functional. Then we characterise the limiting behaviour of the action functional under a parabolic rescaling, by proving that for small values of the ratio between the distance and the time, the interface moves with a constant speed, while for larger values the occurrence of nucleations is the preferred way to make the transition. This led to a production of two published papers [12] and [14] with my supervisor D. Tsagkarogiannis and N. Dirr. In the second part we study the non-equilibrium fluctuations of a system modelled by SSEP with current reservoirs around its hydrodynamic limit. In particular, we prove that, in the limit, the appropriately scaled fluctuation field is given by a Generalised Ornstein- Uhlenbeck process. For the characterisation of the limiting fluctuation field we implement the Holley-Stroock theory. This is not straightforward due to the boundary terms coming from the nature of the model. Hence, by following a martingale approach (martingale decomposition) and the derivation of the equation of the variance for this model combined with “good” enough correlation estimates (the so-called v-estimates), we reduce the problem to a form whose Holley-Stroock result in [45] is now applicable. This is work in progress jointly with my supervisor and P. Gonçalves, [13].
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Philippi, Andreas, and Victor Nihlwing. "Embodied Quantification of Self : Motivating and Informing Action in Self-Tracking." Thesis, Umeå universitet, Institutionen för informatik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-136555.
Анотація:
Technical advancements allow for increasingly sophisticated methods of self-tracking. Despite this, the ways in which we interact with our numerical representations seem not to have progressed equally, making it challenging to use the data in meaningful ways. This prevents us from making the most of self-tracking in order to facilitate a healthier lifestyle and self-improvement. In this study, we show how Dourish’s Embodied Interaction can motivate acting based on self-tracked data, with the example of walking. We conducted evaluations with experts and users of a software prototype that is built on the notion of embodiment. Based on the results, we draw a number of conclusions about the usefulness of Embodied Interaction in this area: That digital applications can support physical activity through providing context, motivation and feedback; that self-tracking applications should focus on goals rather than data; that motivation might be increased by placing the users efforts in a context that transcends them as individuals; and that Embodied Interaction offers a rich field of possibilities which are yet to be discovered.
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List, Michael G. "Numerical Quantification of Interaction Effects in a Closely-Coupled Diffuser-Fan System." University of Cincinnati / OhioLINK, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1396530464.
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Mezher, Nader. "Modélisation numérique et quantification de l'effet sismique Site-Ville." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2004. http://www.theses.fr/2004ECAP0947.
Анотація:
L'interaction sol-structure à l'échelle individuelle a fait l'objet de nombreuses études alors que l'interaction globale entre les bâtiments d'une ville fortement urbanisée est largement ignorée sur le plan pratique. Ce sujet, d'actualité en Génie Parasismique, est apparu récemment sous le nom de l'effet Site-Ville. Quantifier les modifications apportées par une ville sur la sollicitation sismique mais aussi sur les comportements des bâtiments est primordial pour mieux contrôler le risque sismique en environnement urbain. L'originalité de ce travail réside dans l'étude de l'effet Site-Ville pour des configurations urbaines réelles (Nice, Mexico). Celle-ci est réalisée au moyen d'une modélisation numérique tridimensionnelle qui tient compte de la complexité du site. Avec la seule hypothèse de linéarité, le problème complet tridimensionnel d'interaction Site-Ville est traité à un coût raisonnable. En effet, l'approche par sous-structuration dynamique permet de coupler les domaines des bâtiments, modélisés par la méthode des éléments finis, avec celui du sol représenté à l'aide de la méthode des éléments finis de frontière. Les cas-tests réalisés montrent que la ville engendre des fluctuations incohérentes du champ sismique qui vont s'ajouter au champ libre. En particulier, ce travail montre que la durée des signaux est allongée et les paramètres de dimensionnement des structures modifiés.
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Rothwell, Clayton D. "Recurrence Quantification Models of Human Conversational Grounding Processes: Informing Natural Language Human-Computer Interaction." Wright State University / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright1527591081613424.
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Hosseini, Shahrzad. "Human-robotic performance quantification under time-delay for lunar mission control scenarios." Thesis, Toulouse, ISAE, 2020. http://www.theses.fr/2020ESAE0019.
Анотація:
La stratégie d'exploration spatiale de l'agence exige une approche efficace et abordable concernant l’opération et le contrôle des systèmes spatiaux. Dans le programme d'exploration une approche optimale, intégrant à la foi acteurs humains en orbite et au sol, doit être trouvée. Dans l'activité proposée nous passons à l’étape suivante: une analyse systématique des données expérimentales existantes et l'exécution de nouvelles expériences pour déterminer l'approche la plus efficace et abordable de technologies et opérations homme-robot intégrés. Dans un premier temps, des données expérimentales existantes de METERON (ESA), mais aussi de grandes bases de données issues d'autres opérations non spatiales, seront analysées et fourniront une métrique claire de la performance des opérations par rapport aux paramètres quantitatifs des propriétés de lien de communication, les capacités des actifs robotiques, le niveau d'automatisation et l'environnement de l'opérateur. La deuxième phase de l'étude définira et mettra en œuvre des expériences basées au sol abordable avec des actifs robotiques déployés dans des environnements analogues et des opérateurs placés dans des environnements de simulation. La troisième et dernière phase de l'activité se terminera par la rédaction de trois documents, en plus de la thèse de doctorat: 1) Manuel de formation d’équipages pour l’opération des technologies homme-robot dans le cadre des missions d’exploration de l'ESA 2) Recommandations pour l'évaluation des performances humaine pour les opérations homme-robots dans le cadre de la sélection des astronautes 3) Un document d’évaluation de la technologie de coopération homme-robotThe Space Exploration Strategy of the Agency requires an affordable and efficient approach to operating and controlling space systems. In the exploration programme an optimum approach to integrate human decision makers in orbit and on the ground must be found. In the proposed activity the next logical step is taken: a systematic analysis of existing experimental data and execution of new experiments to find the most efficient and affordable approach to human-robotic integrated technology and operations. In a first phase, existing experimental data from METERON, but also large datasets from non- space operations will be processed to provide a clear metric of operations performance with respect to quantitative parameters of communication link properties, robotic asset capabilities, level of automation, and operator environment. The second phase of the study will define and implement affordable ground-based experiments with robotic assets deployed in analogue environments and operators hosted in a simulation environment. The third and final phase of the activity will culminate in the drafting of three documents in addition to the PhD thesis: 1) Crew-training manual for operating human-robotic technology on ESA exploration missions 2) Guideline for assessing human performance for human-robotic operations in the frame of astronaut selection 3) Human-robotic technology assessment document
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Moghaddasi, Kuchaksarai Masoud. "Probabilistic Quantification of the Effects of Soil-Shallow Foundation-Structure Interaction on Seismic Structural Response." Thesis, University of Canterbury. Civil and Natural Resources, 2012. http://hdl.handle.net/10092/8446.
Анотація:
Previous earthquakes demonstrated destructive effects of soil-structure interaction on structural response. For example, in the 1970 Gediz earthquake in Turkey, part of a factory was demolished in a town 135 km from the epicentre, while no other buildings in the town were damaged. Subsequent investigations revealed that the fundamental period of vibration of the factory was approximately equal to that of the underlying soil. This alignment provided a resonance effect and led to collapse of the structure. Another dramatic example took place in Adapazari, during the 1999 Kocaeli earthquake where several foundations failed due to either bearing capacity exceedance or foundation uplifting, consequently, damaging the structure. Finally, the Christchurch 2012 earthquakes have shown that significant nonlinear action in the soil and soil-foundation interface can be expected due to high levels of seismic excitation and spectral acceleration. This nonlinearity, in turn, significantly influenced the response of the structure interacting with the soil-foundation underneath.
Extensive research over more than 35 years has focused on the subject of seismic soil-structure interaction. However, since the response of soil-structure systems to seismic forces is extremely complex, burdened by uncertainties in system parameters and variability in ground motions, the role of soil-structure interaction on the structural response is still controversial. Conventional design procedures suggest that soil-structure interaction effects on the structural response can be conservatively ignored. However, more recent studies show that soil-structure interaction can be either beneficial or detrimental, depending on the soil-structure-earthquake scenarios considered.
In view of the above mentioned issues, this research aims to utilise a comprehensive and systematic probabilistic methodology, as the most rational way, to quantify the effects of soil-structure interaction on the structural response considering both aleatory and epistemic uncertainties. The goal is achieved by examining the response of established rheological single-degree-of-freedom systems located on shallow-foundation and excited by ground motions with different spectral characteristics. In this regard, four main phases are followed.
First, the effects of seismic soil-structure interaction on the response of structures with linear behaviour are investigated using a robust stochastic approach. Herein, the soil-foundation interface is modelled by an equivalent linear cone model. This phase is mainly considered to examine the influence of soil-structure interaction on the approach that has been adopted in the building codes for developing design spectrum and defining the seismic forces acting on the structure. Second, the effects of structural nonlinearity on the role of soil-structure interaction in modifying seismic structural response are studied. The same stochastic approach as phase 1 is followed, while three different types of structural force-deflection behaviour are examined. Third, a systematic fashion is carried out to look for any possible correlation between soil, structural, and system parameters and the degree of soil-structure interaction effects on the structural response. An attempt is made to identify the key parameters whose variation significantly affects the structural response. In addition, it is tried to define the critical range of variation of parameters of consequent. Finally, the impact of soil-foundation interface nonlinearity on the soil-structure interaction analysis is examined. In this regard, a newly developed macro-element covering both material and geometrical soil-foundation interface nonlinearity is implemented in a finite-element program Raumoko 3D. This model is then used in an extensive probabilistic simulation to compare the effects of linear and nonlinear soil-structure interaction on the structural response.
This research is concluded by reviewing the current design guidelines incorporating soil-structure interaction effects in their design procedures. A discussion is then followed on the inadequacies of current procedures based on the outcomes of this study.
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Kratzke, Jonas [Verfasser], and Vincent [Akademischer Betreuer] Heuveline. "Uncertainty Quantification for Fluid-Structure Interaction: Application to Aortic Biomechanics / Jonas Kratzke ; Betreuer: Vincent Heuveline." Heidelberg : Universitätsbibliothek Heidelberg, 2018. http://d-nb.info/1177044501/34.
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Björk, Joakim. "Performance Quantification of Interarea Oscillation Damping Using HVDC." Licentiate thesis, KTH, Reglerteknik, 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-245223.
Анотація:
With the transition towards renewable energy, and the deregulation of the electricity market, generation patterns and grid topology are changing. These changes increase the need for transfer capacity. One limiting factor, which sometimes leads to underutilization of the transmission grid, is interarea oscillations. These system-wide modes involve groups of generators oscillating relative to each other and are sometimes hard to control due to their scale and complexity. In this thesis we investigate how high-voltage direct current (HVDC) transmission can be used to attenuate interarea oscillations. The thesis has two main contributions. In the first contribution we show how the stability of two asynchronous grids can be improved by modulating the active power of a single interconnecting HVDC link. One concern with modulating HVDC active power is that the interaction between interarea modes of the two grids may have a negative impact on system stability. By studying the controllability Gramian, we show that it is always possible to improve the damping in both grids as long as the frequencies of their interarea modes are not too close. For simplified models, it is explicitly shown how the controllability, and therefore the achievable damping improvements, deteriorates as the frequency difference becomes small. The second contribution of the thesis is to show how coordinated control of two (or more) links can be used to avoid interaction between troublesome interarea modes. We investigate the performance of some multivariable control designs. In particular we look at input usage as well as robustness to measurement, communication, and actuator failures. Suitable controllers are thereby characterized.Övergången till förnybar energi och avregleringen av elmarknaden leder till förändrade produktions-och överföringsmönster. Dessa förändringar medför behov av en ökad överföringskapacitet. En begränsande faktor, som kan leda till ett underutnyttjande av stamnätet, är interareapendlingar. Dessa systemövergripande pendlingar involverar grupper av generatorer som svänger i förhållande till varandra. Interareapendlingar är ibland svåra att styra på grund av deras skala och komplexitet. I denna avhandling undersöker vi hur förbindelser med högspänd likström, engleska high-voltage direct current (HVDC), kan användas för att dämpa interareapendlingar. Avhandlingen har två huvudbidrag. I det första bidraget visar vi hur stabiliteten hos två olika synkrona nät kan förbättras genom att modulera den aktiva effekten hos en enda HVDC-länk. Ett bekymmer med aktiv effektmodulering är att växelverkan mellan interareapendlingar hos de två näten kan ha en negativ inverkan på systemets stabilitet. Genom att studera styrbarhetsgramianen visar vi att det alltid är möjligt att förbättra dämpningen i båda näten så länge som frekvenserna hos deras interareapendlingar inte ligger för nära varandra. För förenklade modeller visas det uttryckligen hur styrbarheten och därmed de möjliga dämpningsförbättringarna, försämras då frekvensskillnaden blir liten. Avhandlings andra bidrag visar hur koordinerad styrning av två (eller fler) länkar kan användas för att undvika växelverkan mellan besvärliga interareapendlingar. Vi undersöker prestandan hos olika typer av flervariabla regulatorer. I synnerhet undersökers styrsignalsanvändning samt robusthet mot mät-, kommunikations- och aktuatorfel. Därigenom karakteriseras lämpliga regulatortyper.
QC 20190308
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Hefer, Arno Wilhelm. "Adhesion in bitumen-aggregate systems and quantification of the effect of water on the adhesive bond." Texas A&M University, 2004. http://hdl.handle.net/1969.1/1457.
Анотація:
This research is intended to contribute toward the understanding, development, and
implementation of a more fundamental design process for bituminous pavement
materials, utilizing thermodynamic properties of the materials involved. The theory
developed by van Oss, Chaudhury and Good forms the basis of this research.
Optimization of techniques to characterize surface energy, as well as consideration and
evaluation of additional factors that influence adhesion in the presence of water, are
pursued. A synthesis of theories and mechanisms of bitumen-aggregate adhesion is
presented, and existing and potential techniques for surface energy characterization are
reviewed to establish firm background knowledge on this subject.
The Wilhelmy plate technique was scrutinized and improved methodologies and
analysis procedures are proposed. Inverse gas chromatography (IGC) is introduced as an
alternative technique. A reasonable comparison of total surface energy values form
these techniques with mechanical surface tension values were found. Results suggest
that bitumen surface energies do not vary substantially. Inability of these techniques to
detect the effect of a liquid additive is rationalized by the potential surface energy
concept. Suggestions for a more realistic characterization of bitumen polar surface
energy components are presented.
A static gravimetric sorption technique was employed to characterize aggregate
surface energies. Dynamic vapor sorption was identified as a candidate alternative
technique for aggregate surface energy characterization.
A study on the effect of pH on surface energy components of water revealed that this
effect is practically negligible. Calculation of the free energy of electrostatic interaction
(DGEL) indicated that this term contributes less than 1% to the total free energy of
adhesion. Despite this finding, it is shown that DGEL alone is able to distinguish
moisture sensitive mixtures. The significance of electrical phenomena at the interface is
elucidated through another mechanism following the work of M.E. Labib. The
relationship between pH and electron donor-acceptor properties of aggregate surfaces is
presented. The Labib approach potentially offers the solution to quantify the effect of
pH on adhesion. In addition, it should be possible to resolve issues with the acid-base
scale proposed by the founders of the current theory, by replacing it with a more
absolute donor-acceptor scale.
44
Engelbrecht, Juanita. "Studying the interaction between Phytophthora cinnamomi and Persea americana using gene expression profiling and pathogen quantification." Diss., University of Pretoria, 2012. http://hdl.handle.net/2263/31502.
Анотація:
Preface: Avocado (Persea americana Mill.) is a popular and nutritious crop and of great importance to
the global fruit industry. One of the major problems encountered is the susceptibility of
avocado trees to Phytophthora root rot (PRR) caused by the soil-born oomycete
Phytophthora cinnamomi Rands. Control is achieved through an integrated control strategy
that consists of mulching, chemical control in the form of phosphite injections and the use of
resistant rootstocks. Emphasis is now placed on the use of resistant rootstock varieties to
combat this devastating disease. Avocado breeding programmes around the world have
provided growers with a selection of highly tolerant rootstocks such as Duke 7 and Dusa®.
Despite the availability of tolerant material it has not yet been established why certain
rootstocks display high levels of tolerance against P. cinnamomi and others not. Selecting
resistant rootstocks is a time consuming process that can take up to 25 years. Due to the
lack of research on the avocado/Phytophthora interaction, the aim of this dissertation was i)
to establish a pathogenicity system that could be used to study the interaction ii) to
investigate the expression profiles of selected defense-associated genes from five avocado
rootstocks upon P. cinnamomi infection and lastly to develop an assay that could detect P.
cinnamomi in planta that could be applied to aid in the selection process of tolerant avocado
varieties.
Chapter 1 entitled Plant defense mechanisms against Phytophthora provides an overview of
plant defense responses against Phytophthora and where possible specifically against P.
cinnamomi. General plant defense concepts including pathogen triggered immunity and
specific effector triggered immunity is discussed. Both these immune responses are linked to
other key players that regulate specific signalling pathways in order to achieve an effective
defense response. Mechanisms involved in defense that are discussed include cell wall
reinforcements, production of ion fluxes and ROS species, MAPK and phosphorylation
cascades, rapid induction of defense genes, accumulation of defense-related proteins including phytoalexins and PR proteins which all negatively affect colonization of potential
pathogens.
Chapter 2 reports on the establishment of two reliable small plant inoculation systems for
studying plant disease development in the greenhouse followed by subsequent molecular
studies. Briefly a hydroponics system was evaluated to allow easy access to root material for
RNA extractions followed by quantitative PCR and the second solid system was evaluated
using perlite and vermiculite as growth substrates to assess disease development and
severity in three avocado rootstocks with varying levels of resistance to PRR.
In Chapter 3 the role of seven defense related genes were investigated in five avocado
rootstocks after infection with P. cinnamomi. The expression of each individual gene was
assessed over seven time points ranging from 0 to 72 hours using quantitative RT-PCR.
Data were analyzed statistically to highlight differences amongst the five rootstocks with
respect to their gene expression against the pathogen.
Chapter 4 describes the development of a nested quantitative PCR that quantifies P.
cinnamomi in planta in two avocado rootstocks displaying different levels of tolerance
against this soil-borne oomycete. A nested primer set was developed for the Lpv gene that
resulted in a P. cinnamomi – specific, sensitive assay that can be utilized to assess rootstock
tolerance.
The thesis concludes with a discussion (Chapter 5) on all the data generated during the
course of this study, our findings and recommendations.Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2012.
Microbiology and Plant Pathology
MSc
Unrestricted
45
Faouzi, Moulay El Abbes. "Contribution a l'optimisation de traitements medicamenteux : quantification d'interaction contenant-contenu, biodisponibilite du budenoside au niveau bronchique." Lille 2, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL2P263.
46
Hind, Michael D. "Quantification of flow structures generated by an oscillating fence actuator in a flat plate laminar boundary layer." Laramie, Wyo. : University of Wyoming, 2008. http://proquest.umi.com/pqdweb?did=1798480911&sid=1&Fmt=2&clientId=18949&RQT=309&VName=PQD.
47
Moise, Adrian [Verfasser]. "Identification and quantification of carbohydrate interacting structures in proteins using affinity-mass spectrometry / Adrian Moise." Konstanz : Bibliothek der Universität Konstanz, 2015. http://d-nb.info/1079983767/34.
48
Adams, Gareth. "Quantification of interaction energies for host/guest peptides with a hydrated DMPC bilayer : a step towards membrane protein folding." Thesis, University of Bath, 1999. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.311177.
49
Riedelmeier, Stefan [Verfasser], Stefan [Akademischer Betreuer] Becker, and Stefan [Gutachter] Becker. "Quantification of fluid-structure interaction effects during water hammer in piping systems / Stefan Riedelmeier ; Gutachter: Stefan Becker ; Betreuer: Stefan Becker." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2017. http://d-nb.info/1159771227/34.
50
Sanchez, Crespo Alejandro. "Novel computational methods for image analysis and quantification using position sensitive radiation detectors." Doctoral thesis, Stockholm University, Medical Radiation Physics (together with KI), 2005. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-754.
Анотація:
The major advantage of position sensitive radiation detector systems lies in their ability to non invasively map the regional distribution of the emitted radiation in real-time. Three of such detector systems were studied in this thesis, gamma-cameras, positron cameras and CMOS image sensors. A number of physical factors associated to these detectors degrade the qualitative and quantitative properties of the obtained images. These blurring factors could be divided into two groups. The first group consists of the general degrading factors inherent to the physical interaction processes of radiation with matter, such as scatter and attenuation processes which are common to all three detectors The second group consists of specific factors inherent to the particular radiation detection properties of the used detector which have to be separately studied for each detector system. Therefore, the aim of this thesis was devoted to the development of computational methods to enable quantitative molecular imaging in PET, SPET and in vivo patient dosimetry with CMOS image sensors.
The first task was to develop a novel quantitative dual isotope method for simultaneous assessments of regional lung ventilation and perfusion using a SPET technique. This method included correction routines for photon scattering, non uniform attenuation at two different photon energies (140 and 392 keV) and organ outline. This quantitative method was validated both with phantom experiments and physiological studies on healthy subjects.
The second task was to develop and clinically apply a quantitative method for tumour to background activity uptake measurements using planar mammo-scintigraphy, with partial volume compensation.
The third stage was to produce several computational models to assess the spatial resolution limitations in PET from the positron range, the annihilation photon non-collineairy and the photon depth of interaction.
Finally, a quantitative image processing method for a CMOS image sensor for applications in ion beam therapy dosimetry was developed.
From the obtained phantom and physiological results it was concluded that the methodologies developed for the simultaneous measurement of the lung ventilation and perfusion and for the quantification of the tumour malignancy grade in breast carcinoma were both accurate. Further, the obtained models for the influence that the positron range in various human tissues, and the photon emission non-collinearity and depth of interaction have on PET image spatial resolution, could be used both to optimise future PET camera designs and spatial resolution recovery algorithms. Finally, it was shown that the proton fluence rate in a proton therapy beam could be monitored and visualised by using a simple and inexpensive CMOS image sensor.