Thèse (D.Eng.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2004. / Bibliogr.: f. [183]-197. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

xviii, 179 p. : ill. (some col.). Includes 3 video files. / Mafic arc volcanoes have eruption styles that range from explosive to effusive. In a broad sense, eruption style is controlled by the rate of magma supply to the vent. In this dissertation I examine relationships between eruption rate and style in two separate studies: (1) an investigation of ongoing activity at NW Rota-1, a submarine volcano in the Mariana arc, and (2) a morphologic study of the Collier Cone lava flow field in the Central Oregon Cascades. The eruptions of NW Rota-1 range from effusive to moderately explosive; eruptions are effusive when mass eruption rate (MER) is low and explosive when MER increases. The explosivity of submarine eruptions is suppressed by seawater because of increased hydrostatic pressure, rapid cooling, and the high viscosity of water relative to air (which limits expansion). The combination of seawater and relatively low MERs limit pyroclast deposition to within meters to tens of meters of the vent. In fact, many pyroclasts fall back into the vent and are recycled. Evidence for recycling includes microcrystalline inclusions within erupted pyroclasts and elevated Cl and Na concentrations in matrix glass. Enrichment of Cl and Na suggests that seawater assimilation provides a geochemical signature of recycling. Recycling is limited to low MER explosive eruptions and is not observed in either effusive lava or deposits from high MER explosions. Direct observations of eruptions allow measurements of eruption rate. However, it is more challenging to estimate MERs of eruptions that were not observed. To address this problem, I develop and test methods of constraining the eruption rate (and duration) of the c. 1600 year old Collier Cone lava flow using the flow morphology. To quantify flow morphology I combine field observations with GIS analysis of Lidar-derived digital topography. Channel dimensions constrain emplacement rates; dominant wavelengths and amplitudes of surface folds constrain spatial and temporal changes in flow rheology. Three videos of eruption activity accompany this dissertation as supplemental files. This dissertation includes both previously published and unpublished co-authored material. / Committee in charge: Dr. Katharine V. Cashman, Chair; Dr. Joshua J. Roering, Member; Dr. Paul J. Wallace, Member; Dr. Patricia F. McDowell, Outside Member; Dr. William W. Chadwick, Outside Member

En conception de produits, l’étape de conception dite architecturale doit aboutir à une solution décrivant les caractéristiques du produit, telles que les dimensions ou le choix de composants. Parmi les nombreuses solutions potentielles, il est nécessaire d’effectuer un choix et de pouvoir le justifier de manière rigoureuse. Ce choix doit en outre intégrer l’éventuelle présence d’une solution de référence, pouvant par exemple être issue de projets antérieurs, ou d’études préliminaires.Dans ce but, nos travaux présentent une méthode d’aide à la décision en vue de sélectionner une solution de conception ; nous la nommons méthode OIA (Observation-Interprétation-Agrégation). Cette méthode emploie deux types de modèle, l’un pour formaliser le comportement objectif du produit (Observation), l’autre pour les préférences subjectives du concepteur (Interprétation). Dans ces préférences, nous incluons le comportement attendu du produit, la satisfaction du concepteur ainsi que les compromis intrinsèquement réalisés lors du processus de conception. Ces compromis sont réalisés au travers de stratégies de conception et de logiques de pondérations (Agrégation). La méthode OIA est employée une première fois pour qualifier les solutions de conception en termes de performance. Cette méthode est ensuite appliquée une seconde fois afin de qualifier la solution par rapport à la solution de référence, en termes de confiance accordée par le concepteur. Nous introduisons la notion d’arc-élasticité en conception comme un indicateur de compromis entre performance et confiance pour une solution de conception.Plusieurs algorithmes stochastiques d’optimisation sont comparés comme méthodes de recherche de solutions candidates pertinentes. Nous les détaillons, les comparons et proposons une méthode de sélection multicritère afin d’identifier l’algorithme le plus pertinent.Notre travail est appliqué au dimensionnement d’une jonction rivetée dans un contexte aéronautique industriel. / In product design, the design phase called "embodiment design" results to define solutions describing main product characteristics, such as dimensions or standard components. Among numerous candidate solutions, it is necessary to select and to rigorously justify the selection. This choice must often take into account preexisting reference solutions, coming from previous projects or preliminary studies.In this context, our works propose a decision support method aiming to select a design solution; it is called OIA method (Observation-Interpretation-Aggregation). This approach uses two types of model, the first one concerns the objective behavior of the product (Observation), the second one concerns the designer's subjective preferences (Interpretation). In these preference several indicators are introduced: expected product behaviors, designer's satisfactions and usual compromises realized through design activity. These compromises are achieved through design strategies and weighting approaches (Aggregation). The OIA method is first used to qualify design solutions though the performance indicator. This method is then used to qualify design solutions related to the reference one, through the confidence indicator. The arc-elasticity is finally introduced as a compromise indicator between performance and confidence.Several stochastic optimization algorithms are compared to compute optimal solutions. Theses algorithms are investigated and compared using three criteria, and a multicriteria selection method is proposed to identify the most suitable one.This work is applied to the dimensioning of a riveted junction in an industrial context.

Les terrains en faciès des schistes bleus dans l'Arc Ibéro-Armoricain sont rares et limités à de petits domaines. Un de ces exemples est l'unité de Ceán qui constitue l'affleurement le plus occidental de l'Allochtone moyen dans le NO du Massif Ibérique et dans la chaîne varisque de l'Europe occidentale. L'unité de Ceán est interprétée comme une séquence volcanosédimentaire qui représente probablement la couverture d'une croûte transitionnelle ou océanique. Les informations sur l'évolution P–T de roches de ce terrain sont donc essentielles pour comprendre les caractéristiques et les mécanismes de la subduction de cette marge. L'unité de Ceán forme la partie supérieure du Complexe de Malpica-Tui (MTC) et comprend des proportions variables de métapélites à glaucophane-chloritoïde et de roches mafiques avec d'abondants pseudomorphes de lawsonite automorphe bien préservés. L'objectif principal de cette recherche est une étude détaillée de l'évolution métamorphique de ces lithologies à l'aide de diagrammes de phases . L'analyse pétrologique montre que l'unité de Ceán a enregistré une évolution métamorphique en trois étapes. (i) Un métamorphisme précoce (M1), lié à la subduction (ii) Un métamorphisme prograde dans le faciès des schistes bleus (iii) Un métamorphisme lié à l'exhumation (M3, post-M3). Les résultats obtenus à partir de la modélisation numérique des effets du H2O et Fe2O3 dans l'évolution des roches du faciès des schistes bleus ont donné des contraintes de premier ordre pour les modèles géodynamiques qui peuvent avoir une application générale. (i) Cette étude propose que le métamorphisme des zones de subduction peut se développer dans des conditions de sous-saturation en H2O, liées à la cristallisation de la lawsonite. La transition entre le faciès schistes bleus à lawsonite et le faciès des amphibolites / schistes verts produit une hydratation significative qui est principalement le résultat de la déstabilisation de la lawsonite. (ii) La proportion du fer ferrique à une forte influence sur les équilibres de phases. Les valeurs analysées du Fe2O3 ne reflètent pas nécessairement l'état d'oxydation pendant les principales étapes de l'évolution métamorphique et sont probablement facilement modifies par l'altération superficielle, même dans les échantillons frais en apparence. L'utilisation des pseudosections P/T–X(H2O/Fe2O3) avec une analyse pétrographique détaillée (incluant une bonne connaissance de la composition chimique des minéraux et de leurs relations texturales) est alors nécessaire pour estimer le degré de saturation en fluide et l'état réel oxydation afin d'évaluer correctement les conditions P–T pendant le métamorphisme de subduction. L'âge du pic du métamorphisme dans le faciès des schistes bleus a été contraint à environ 363±2 Ma par la méthode 40Ar/39Ar sur muscovite phengitique des schistes pélitiques. Les datations sur les muscovites des mylonites quartzo-feldspathiques du détachement de Bembibre-Ceán, à la base de l'unité de Ceán a donné un âge d'environ 337±3 Ma. Cet âge est interprété comme le début de la tectonique en extension qui mène au collapse gravitationnel de l'orogène. Les différences entre l'événement HP/BT et le début de la tectonique post-nappes suggèrent une vitesse d'exhumation de 2–2,5 mm/an pour le complexe de Malpica-Tui. Ces âges supportent l'équivalence de l'unité de Ceán avec l'unité supérieure de l'Ile de Groix dans le Massif Armoricain et suggèrent que les deux terrains partagent le même événement en faciès des schistes bleus vers 360–370 Ma qui peut représenter la subduction tardi-dévonienne carbonifère précoce de la marge nord du Gondwana sous le Laurussia, au début de la tectonique varisque. / Blueschist-facies (BSF) terranes in the Ibero-Armorican Arc are restricted to scarce and relatively small areas. One of these examples is the Ceán Unit (CU), the westernmost exposure of the Middle Allochthon in the NW Iberian Massif, and in the European Variscan belt. The CU is a volcano-sedimentary sequence interpreted as a part of the cover of a transitional (continental to oceanic) crust of the north Gondwana margin during its subduction below Laurussia. Thus, constraints on the pressure–temperature (P–T) evolution of rocks from this terrain are essential to understand the subduction of this margin. The CU forms the upper tectonic sheet of the Malpica-Tui Complex (MTC) and comprises variable proportions of glaucophane-chloritoid-bearing metapelites and mafic rocks with abundant well-preserved pseudomorphs after euhedral lawsonite. The main objective of this research consists in a detailed study of the metamorphic evolution of these lithologies using pseudosection approach. Petrological analysis shows that the CU recorded a three-stage metamorphic evolution comprising (i) early subduction-related MP/LT metamorphism (ca. 350–380 ºC, 12–14 kbar), which is only preserved in the basal part of the sequence. (ii) Subduction-related blueschist/LT-eclogite-facies prograde metamorphism characterized by a H2O-undersaturated prograde P–T path peaking at 19–22 kbar, corresponding to a maximum burial of ca. 65–70 km. (iii) Exhumation-related metamorphism occurred in two stages (1) a slower nearly isothermal decompression and a phase of fast cooling once the rocks have reached an upper crustal level. Furthermore, thermodynamic modelling of the effects of H2O and Fe2O3 in the metamorphic evolution of BSF rocks shows that (i) subduction zone metamorphism may occur in H2O-undersaturated conditions induced by the crystallization of a significant modal amount of lawsonite, and (ii) the analysed values of Fe2O3 may not reflect the oxidation state during the main metamorphic evolution and are probably easily modified by superficial alteration even in apparently fresh samples. Then, the use of P–T–X(H2O/Fe2O3) pseudosections together with a thorough petrographic investigation, and an extensive knowledge on the mineral chemistry and the textural relationships is necessary to estimate the extent of fluid-saturation during subduction zone metamorphism and the real oxidation state of the rocks to correctly evaluate the P–T conditions. The age of the peak BSF metamorphism has been constrained at ca. 363±2 Ma by 40Ar/39Ar step-heating of phengitic muscovite from the pelitic schists, supporting the equivalence of the CU and its counterpart in the Armorican Massif, the Upper Unit of Ile de Groix. This suggest that both terranes share a BSF event constrained at ca. 360–370 Ma, that may represent the Late Devonian-Early Carboniferous subduction of the northern margin of Gondwana beneath Laurussia, at the onset of the Variscan collision.

Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) is a novel Additive manufacturing method. It is a high deposition rate process which can be suitable for producing low to medium quantities of medium to large sized components. Because it is such a novel method, there are still somechallenges to solve for the method to be useful. This project have been focusing on how to dealwith these challenges and how to manufacture a torque arm with WAAM. This includes the process on how to go from a CAD model to a printed product. Tests have been done during the project parallel with the design of the torque arm. The design have been modied according to the results from the tests. The result of the project was a more specic description how the softwares can be used to optimizethe process for a successful print. The used slicing software, Simplify3D, have some limitations and other options should be considered. Some limitations for the part design have been identied and some known challenges have been solved. The torque arm was successfully printed but with more time and refinement, the added offset could be reduced. The process was time consuming and needs to be more automated in the future. Some proposals on what should be further tested and evaluated is also stated in this report.

Campaign GPS measurements during 2001-2003 in the transition between subduction and collision of the Banda arc reveal how strain is partitioned away from the trench and distributed to other parts of the arc-trench system. Genrich, et. al. (1996) conducted a GPS campaign (1992-1994) throughout the Eastern Sunda and Banda arcs that demonstrated partial accretion of the arc to the Australian plate. We reoccupied many of the sites from this earlier study and 7 additional stations, 3 of which are new benchmarks. Our study shortened many baselines and extended the observation epoch to ten years for many key stations. The resulting GPS velocity field for the active Banda arc-continent collision reveals: 1) several mostly rigid crustal blocks exist in the transition from subduction to collision, 2) relative to an Asian reference frame, most of these blocks move in the same direction as the Australian lower plate, but at different rates, 3) block boundaries may exist between the islands of Lombok and Komodo, Flores and Sumba, Savu and West Timor, and between Timor and Darwin, 4) the Timor Trough may account for at least 20 mm/yr of motion between Timor and Darwin, 5) a major transverse fault off the coast of West Timor separates the Savu/Flores/Sumba block from the Timor/Wetar Block and may account for variations in movement in Rote, 6) the Flores thrust moves the eastern Sunda arc north relative to Asia by decreasing amounts to the west, 7) the back-arc Wetar Thrust system takes up the majority of plate convergence between Australia and Asia, and 8) fault boundaries are not found between many blocks, such as various islands of the Sunda arc and forearc with different amounts of motion.

L'utilisation de gluten de maïs (GM) jaune dans les moulées d'aquaculture est une pratique de plus en plus courante. En plus d'être très digeste, le GM est faible en phosphore et contient plus de 60% de protéines digestes. Le GM jaune est très concentré en pigments caroténoïdes xanthophylles jaunes. TI a cependant été démontré que ces pigments ont un pouvoir colorant indésirable sur la chair des salmonidés. Le GM est aussi pauvre en lysine et les régimes alimentaires contenant un haut niveau de GM peuvent montrer une légère déficience en lysine, ce qui limite la déposition protéique chez les poissons. Quatre régimes alimentaires (36% de protéines digestibles, 19 MJ kg-1 d'énergie digestible, 50 ppm d' astaxanthine) ont été formulés pour contenir 12% de farine de poisson et 30% de GM blanc ou jaune. Un régime contenant 36% de farine de poisson et aucun GM a également été utilisé. Les moulés ont été distribuées à des truites arc-en-ciel (poids initial = 119 g) élevés à 12° C pendant 140 jours. Le premier objectif de cette étude était d'étudier l'effet des pigments xanthophylles sur la déposition des pigments dans la chair de la truite arc-en-ciel. Le second objectif consistait à étudier l'effet de différents niveaux de lysine dans la moulée sur les performances et la pigmentation de la truite arc-en-ciel.

Yes / Neuronal activity regulates the transcription and translation of the immediate-early gene Arc/Arg3.1, a key mediator of synaptic plasticity. Proteasomedependent degradation of Arc tightly limits its temporal expression, yet the significance of this regulation remains unknown. We disrupted the temporal control of Arc degradation by creating an Arc knockin mouse (ArcKR) where the predominant Arc ubiquitination sites were mutated. ArcKR mice had intact spatial learning but showed specific deficits in selecting an optimal strategy during reversal learning. This cognitive inflexibility was coupled to changes in Arc mRNA and protein expression resulting in a reduced threshold to induce mGluR-LTD and enhanced mGluR-LTD amplitude. These findings show that the abnormal persistence of Arc protein limits the dynamic range of Arc signaling pathways specifically during reversal learning. Our work illuminates how the precise temporal control of activity-dependent molecules, such as Arc, regulates synaptic plasticity and is crucial for cognition. / Open access funded by Biotechnology and Biological Sciences Research Council

L’apparition accidentelle d’un arc électrique dans le système de distribution électrique d’un aéronef peut compromettre la sécurité du vol. Il existe peu de travaux liés à cette problématique.Le but de ce travail est donc d’étudier le comportement d’un arc électrique, en conditions aéronautiques,par des approches théorique, numérique, et expérimentale. Dans ce travail, un modèle MHD de la colonne d’arc à l’ETL a été utilisé, et résolu à l’aide du logiciel commercial comsolMultiphysics. Afin de décrire l’interaction plasma-électrodes, le modèle a dû étendu pour inclure les écarts à l’équilibre près des électrodes. Ces zones ont été prises en compte en considérant la conservation du courant et de l’énergie dans la zone hors-équilibre. L’approche choisie et le développement du modèle ont été détaillés. La validation du modèle dans le cas d’un arc libre a montré un excellent accord avec les résultats numériques et expérimentaux de la littérature.Ce modèle d’arc libre a été étendu au cas de l’arc se propageant entre des électrodes en configuration rails et en géométrie 3D. Une description auto-cohérente du déplacement de l’arc entre les électrodes a été réalisée. La simulation numérique a été faite pour des arcs en régimes DC, pulsé et AC à des pressions atmosphériques et inférieures. Les principales caractéristiques de l’arc ont été analysées et discutées. Les résultats obtenus ont été comparés avec les résultats expérimentaux et ont montré un bon accord.Ce modèle d’arc électrique est capable de prédire le comportement d’un arc de défaut dans des conditions aéronautiques. Des améliorations du modèle sont discutées comme perspectives de ce travail. / The ignition of an electric arc in the electric distribution system of an aircraft can be a serious problem for flight safety. The amount of information on this topic is limited, however. Therefore,the aim of this work is to investigate the electric arc behavior by means of experiment and numerical simulations.The MHD model of the LTE arc column was used and resolved numerically using the commercial software comsol Multiphysics. In order to describe plasma-electride interaction, the model had to be extended to include non-equilibrium effects near the electrodes. These zones were taken into account by means of current and energy conservation in the non-equilibrium layer. The correct matching conditions were developed and are described in the work. Validation of the model in the case of a free burning arc showed excellent agreement between comprehensive models and the experiment.This model was then extended to the case of the electric arc between rail electrodes in a 3D geometry. Due to electromagnetic forces the electric arc displaces along the electrodes. A self-consistent description of this phenomenon was established. The calculation was performed for DC, pulsed and AC current conditions at atmospheric and lower pressures. The main characteristics of the arc were analyzed and discussed. The results obtained were compared with the experimental measurements and showed good agreement.The model of electric arcs between busbar electrodes is able to predict the behavior of a fault arc in aeronautical conditions. Further improvements of the model are discussed as an outlook of the research.

Les avions du futur auront une topologie tout électrique. Pour cela, les constructeurs augmentent la puissance et la tension d'utilisation du réseau d'énergie embarqué. Cependant, le défaut d'arc électrique est un risque qui est souvent la cause d'incidents d'exploitation voire de crash. La contribution de cette thèse porte sur la problématique de l'identification et la détection de défauts électriques sur un réseau de distribution d'énergie de type HVDC ±270VDC destiné à l'aéronautique. Dans ce manuscrit, le premier axe suivi est exploratoire. Il porte sur l'observation du comportement et de la phénoménologie d'arc dans le milieu proche de l'aéronautique (notamment par l'émulation de l'altitude par la pression). Le second axe de recherche porte sur l'analyse, la mise au point et le développement de méthode de détection fiable d'un défaut d'arc électrique par un coeur de distribution d'énergie (SSPC) sur charges résistive et légèrement inductive. Cinq méthodes ont été développées au cours de ce travail de thèse. Elles sont basées sur l'analyse des caractéristiques temporelles, fréquentielles et temps-fréquence du courant de ligne. À l'issue de chaque méthode est produit un indicateur qui est ensuite utilisé par une logique de discrimination dépendant de chaque critère. Le comportement non-déterministe des arcs notamment aux conditions d'expérimentation (courant, tension, matériaux des électrodes, longueur de l'arc, etc.) rendent la détection difficile par un simple seuil sur le résultat des critères. Dans ces travaux, une approche proportionnelle au défaut est proposée pour la discrimination à l'aide de seuils variables selon le courant, la variation de charge ou le bruit électrique du système. Le résultat combiné des méthodes aboutit à une décision de mise en protection. Pour valider expérimentalement les algorithmes proposés, une vaste base de données a été constituée comprenant aussi bien des signaux de nature résistive que selfique avec à la fois des arcs et des variations de charges sans arcs afin de vérifier qu'aucune détection n'opère à tort. Le fruit de ces travaux a été en partie implémenté dans un prototype d'analyse en temps réel de la ligne de distribution / Tomorrow’s aircraft will have an all-electric topology. This mean, manufacturers boost power and voltage of the embedded energy network. Nevertheless, the lack of an electric arc is a risk that is often the cause of the crash or operated occurrences. This thesis contributions concerns identification issue and electric arc fault detection on an energy distribution smart grid of HVDC network dedicated to avionic. The first line of this manuscript is exploratory. It covers behavioural observation and arc phenomenology in the grounded sphere of aeronautic (in particular emulated altitude by pressure). The second line of research deals with analysis, clarification and development of reliable approach of electric arc default detection through a central energy distribution on resistive charges. Five methods have been initiated throughout this thesis paper. They are based on several characteristic (time, frequency and time-frequency) of the line current. An indicator is produced at the end of each method. Subsequently, the indicator is used by a logic of discrimination according to each criterion. The non-deterministic behaviour of arc notably testing conditions (current, voltage, electrode materials, etc. makes detection difficult by a simple threshold on result of criteria. In this work, a new approach of arc fault discrimination is proposed. This used a proportional and variable threshold according to the current, load or noise variations from the system. The combined outcome of method results to a decision providing protection. To confirm experimentally proposed algorithms, a wide range database has been established. That included equally resistive and inductive signals with both arcs and load variations without arc fault so as to ensure that any detection is not mistakenly occurring. The upshot of this research work has been implemented in real time protection device prototype for HVDC +-270V smart-grid