<p>During photosynthesis sunlight is absorbed by photosynthetic pigments and converted into organic compounds, such as carbohydrates. Photosynthesis needs to be highly regulated, since both too much and too little light are harmful to plant. If too little light is absorbed, a plant cannot store enough energy, which will have effects on growth and fitness of the plant. With too much light absorbed, a dangerous side reaction of photosynthesis, the production of reactive oxygen species can happen. These reactive oxygen species can damage the proteins in the chloroplast and the lipids of the chloroplast.</p><p>To avoid the production of reactive oxygen species, plants have evolved many mechanisms, which act on different time-scales and different levels of organization. As a first measure, when the absorbed light is exceeding the capacity for its utilization, is to switch the light-harvesting antenna from efficient light harvesting to energy dissipation. This process is called feedback de-excitation (FDE). The protein PsbS is essential for this process as well as a functioning xanthophylls cycle with the enzyme violaxanthin de-epoxidase (VDE).</p><p>I have investigated the effects of plants with changes in their ability to dissipate excess excitation energy in the model plants species Arabidopsis thaliana. Three genotypes with either increased or decreased capacity for FDE were used during my experiments. The first genotype over-expresses the PsbS gene, having approximately two-fold increased amounts of PsbS and FDE. The second is a PsbS deletion mutant with no PsbS protein and no FDE. The third genotype cannot perform the conversion of violaxanthin to zeaxanthin, because the enzyme VDE is missing. This mutant has some FDE left. </p><p><i>Arabidopsis thaliana</i> is an annual plant, which flowers only once in its lifetime. Therefore, when counting the seeds produced an estimation of fitness can be made from the amount of seeds produced. This was done during my experiments and shown that FDE is a trait and that plants with increased FDE have a higher fitness and vice versa. </p><p>This was also the case for a collection of plants lacking a single protein from the light harvesting antenna. All of these genotypes had a fitness reduction, proving that their function is not redundant. </p><p>In an attempt to explain why the fitness is reduced in plants with altered FDE, photosynthetic measurements, as well as a determination of the transcriptome and the metabolome was performed. Plants lacking FDE had higher levels of photoinhibition, leading both to lower rates of photosynthesis and to higher repair cost. This could in part explain the reduction in fitness. These plants also had major changes in their transcriptome and their metabolome. Primary metabolism was most effected, for example carbohydrate and amino acid metabolism. But there were also changes in secondary metabolism such as an up regulation of the biosynthesis of anthocyanins.</p>

This thesis explores the benefits of intensity modulation for the purpose of extending the range of applications of fluorescence spectroscopy and imaging in cellular and molecular biology and medicine. Long-lived transient states of fluorescent molecules can, because of their long lifetimes, be used to detect subtle changes in the microenvironment of the molecule. A method for determining the kinetic rates for transitions to and from such states by registration of changes in the average fluorescence intensity related to different modulation of the excitation source is introduced. It combines the detection sensitivity of fluorescence with the environmental sensitivity of the long-lived transient states and allows the use of slow detectors such as CCD cameras, making parallelization and wide-field imaging possible developments. An extension of this method, generating image contrast based on triplet state population using a standard laser scanning microscope, is also shown. A strategy to combine fluorescence correlation spectroscopy (FCS) with modulated excitation, in a way that allows extraction of correlation data for all correlation times, is presented. This enables the use of modulation to optimize measurement conditions with respect to photophysical properties of the dyes used. FCS with modulated excitation will probably prove useful in future studies involving multiple kinetic processes occurring in overlapping time ranges. One of the ideas from this project also constitutes a powerful method for generating artifact free correlation curves from data sets where sections have been removed. This is potentially very useful in biological studies where spikes in the measurements often cause problems. In the final project, cross-correlation and alternating excitation are combined in measurements on a pH-sensitive ratiometric dye to clearly distinguish the protonation–deprotonation dynamics from other processes. The presented approach makes the protonation related fluctuations manifest themselves as a very distinct anti-correlating component in the correlation curve. This enables robust data analysis using a simple model. / QC 20100805

Après mes travaux de thèse effectués au Laboratoire l'Electricité, Signaux, et Robotique, (LESiR) de l'Ecole Normale Supérieure de Cachan, devenu depuis Laboratoire des Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), j'ai eu la chance de travailler au sein de différentes équipes de recherche en génie électrique, tout d'abord, en Grande Bretagne, à l'"Electrical Machines and Drives Group" de l'Université de Sheffield, puis à Belfort au Laboratoire d'Electronique, Electrotechnique et Systèmes (L2ES), et enfin au Havre, au sein du Groupe de Recherche en Electrotechnique et Automatique du Havre (GREAH). Ce document me permet de présenter ces travaux afin de solliciter une Habilitation à Diriger des Recherches. Ce mémoire comporte trois parties. Une première partie où sont regroupés mon CV, une présentation de mes activités d'enseignement, d'administration, d'encadrement et de recherche et enfin une énumération des publications auxquelles j'ai participé. Dans la seconde partie, qui constitue le cœur de ce mémoire, une présentation plus approfondie de mes thématiques de recherche sera abordée. Ces thématiques sont regroupées en deux catégories : l'une plus fondamentale, du point de vue des sciences de l'ingénieur, concerne la modélisation des machines électriques, et la seconde plus applicative concerne les machines synchrones à double excitation. Alors que lors de mes travaux de thèse, qui concernaient les machines synchrones à double excitation, j'ai été plus utilisateur que développeur de méthodes de modélisation, je me suis de plus en plus orienté vers le développement de modèles au cours de mon séjour à l'Université de Sheffield et maintenant au GREAH. Les modèles développés sont bien adaptés pour le dimensionnement optimal des machines électriques. Ils sont de deux natures : * modèles analytiques ; * modèles semi-numériques. Les modèles analytiques sont basés sur la résolution formelle des équations de Maxwell dans les régions à perméabilité uniforme. Par modèles semi-numériques on entend les modèles basés sur les réseaux de permeances. La thématique des machines synchrones à double excitation, bien que n'étant pas une problématique fondamentale à proprement dit, permet d'apporter des réponses à des problématiques qui ne le sont pas moins : "défluxage" des machines à aimants permanents, optimisation énergétique, et enfin augmentation du coût des aimants permanents. Cette thématique est essentiellement menée en collaboration avec des collègues de l'équipe Systèmes d'Énergies pour les Transports et l'Environnement (SETE) du SATIE. Enfin, dans la troisième partie un bilan global des activités de recherche est dressé. Ce bilan permettra de revenir sur les points que je considère essentiels de ces activités, et de dégager quelques perspectives aux court, moyen, et long termes.

Le travail présenté dans cette thèse est une contribution à la commande de la Machine Synchrone à Double Excitation (MSDE) pour des applications embarquées. La MSDE allie les avantages de la machine synchrone à aimants permanents et la machine synchrone à rotor bobiné. Le flux d'excitation dans cette machine est généré par deux sources : les aimants permanents et un enroulement qui est placé au stator afin d'éviter les contacts glissants. Cette dernière source permet de régler le flux dans l'entrefer. Le modèle de la machine est basé sur un modèle de Park et prend en considération les pertes fer et la saturation des circuits magnétiques. Les paramètres du prototype existant au laboratoire ont été identifiés. La commande de la MSDE est effectuée en deux modes : générateur et moteur. En génératrice, l'application visée est la génération électrique en avionique. Deux réseaux de distribution sont traités : Réseau à haute tension et à fréquence variable et réseau haute tension DC. Dans ce dernier cas, la MSDE est associée à un pont redresseur à diodes. Dans les deux cas, la commande est élaborée dans le but de maintenir l'amplitude de la tension constante via le control du courant d'excitation uniquement. Le control est scalaire. L'approche est validée par simulation avec Matlab/Simulink et par expérimentation. Pour le mode moteur, l'application visée est la propulsion dans un véhicule électrique. Une commande optimale des courants est étudiée en vue de minimiser les pertes. Les pertes joules sont considérées premièrement. Ensuite, les pertes fer sont ajoutées. Finalement, le problème de minimisation est étendu pour inclure les pertes dues à l'onduleur et au hacheur. L'optimisation par la méthode des multiplicateurs de Lagrange (Kuhn-Tucker conditions) est utilisée pour trouver des expressions analytiques des courants statoriques et inducteur optimaux. Des simulations avec Matlab/Simulink prouvent que la solution obtenue est celle qui assure les pertes minimales tout au long du nouveau cycle de conduite européen.

Les fonctions d'excitation de fusion-évaporation des systèmes 70Zn+150Nd et 86Kr+130,136Xe sont mesurées pour une énergie d'excitation du noyau composé (216,220,222Th) variant de 7 MeV à 70 MeV (soit 4 à 5 MeV par nucléon d'énergie incidente), auprès de l'UNILAC du laboratoire de recherche GSI, Darmstadt (Allemagne). Après désexciation par évaporation (xn, pxn et αxn), les noyaux résiduels sont séparés du faisceau principal et des autres produits de réaction par le filtre de vitesse SHIP et implantés dans un détecteur à localisation. Les énergies caractéristiques des alphas de décroissance de ces noyaux permettent de les identifier et de déduire leur taux de production. Les fonctions d'excitation expériementales de fusion-évaporation sont comparées avec celles menant aux mêmes noyaux composés obtenus par d'autres combinaisons projectile et cible et avec celles calculées par un code développé au GSI. Ce code permet d'évaluer l'évolution des probabilités de fusion avec l'énergie incidente pour chaque système. La variation des sections efficaces et de la probabilité de fusion est étudiée en fonction des variables macroscopiques et microscopiques des noyaux projectiles et cibles. Dans la synthèse de noyaux super-lourds, ces résultats démontrent quantitativement l'intérêt d'utiliser des partenaires de fusion riches en neutrons d'une part et à couche fermée d'autre part (la section efficace de fusion augmente d'un facteur 9 par paire de neutrons supplémentaires). Par contre, la présence d'une couche fermée dans le noyau composé n'influence pas la section efficace de fusion. Il sera moins difficle de synthétiser des noyaux de Z supérieur à 110 à partir de faisceaux secondaires de projectiles enrichis en neutrons, ce qui permettra aussi d'atteindre les isotopes des noyaux super-lourds proches des vallées de stabilité.

A delayed-coincidence spectrometer system was developed to measure nuclear lifetimes in the picosecond region by the centroid-shift method. liming signals were derived from two plastic scintillators. A specially constructed NaI(Tl) detector was used to detect the gamma-rays which were Corrpton-scattered from one of the plastic scintillators. Energy identification was achieved by sumning the signals from the plastic detector and the NaI(Tl) detector to give the full energy photopeaks. In order to test the effectiveness of the system, the mean lives of the first excited states of Ni60 and Ba134 were measured. The 1.0-psec mean life in Ni60 could not be measured with the present system. The gamma-gamma and beta-gamma coincidence experiments gave the mean life of the first excited state of Ba134 as 6.1 ±0.8 psec and 4.8 ±0.6 psec, respectively. It is concluded that the shortest mean life that can reliably be measured by the present system is about 5 psec.Ball State UniversityMuncie, IN 47306

The aim of this thesis was to evaluate the use of dynamic excitation as a method for stiffness and strength grading of wet side boards of narrow dimensions. The need for such an investigation has previously been identified in an ongoing research project in which the possibility to use side boards as lamellae in wet glued glulam beams is investigated.      The assessment of the dynamic excitation method was carried out by means of experimental work and measurements.. The approach was quantitative in the sense that the data was collected through experiments performed on a rather large population and that the results were analyzed using statistical methods.      To investigate the effect of moisture content on stiffness of narrow dimension, side boards, the stiffness was measured in three states: - in wet state, before splitting the boards, - in wet state, after splitting the boards, and - in dry state (splitted boards).      The conclusion, after calculations and analysis of all the results, was that the natural frequency and stiffness of wet boards could, with a high degree of reliability, be predicted by use of the dynamic excitation method. There was a strong correlation in stiffness between wet state split boards and dry state split boards, with a coefficient of determination of 0.93.

The purpose of this thesis work was to find a way to measure basic light emission properties of nitrogen-and-boron-doped 6H-SiC, which are fabricated with a growth method developed at Linköping University. The research is in its initial phase and the light properties as well as optical measurement techniques are important. The aim is that the results of the measurements will provide feedback to the growth process what quality and doping levels that are required to get the maximum amount of light. The measurements were performed at the Laboratory of Lighting Technology, Technical University of Darmstadt, Germany. Two measuring methods with different excitation sources were tested: a double monochromator and a setup using near UV-filters. While the double monochromator was able to project wavelengths in steps down to 0.5 nm with a high accuracy, the filters were only available in steps of 10 nm where the accuracy of the wavelength values varied. The double monochromator was chosen for the continuing measurements. When using excitation light between 375-390 nm the emitted light was in the visible wavelength region. The light properties measured were the irradiance (measured in W/m2) and the peak wavelength were maximum luminescence occurred. The result showed that sample 2-4 had a peak wavelength at approximately 580‑582 nm for the excitation wavelength 375 nm. For sample 5 the peak wavelength occurred at 582 nm at the excitation wavelength 390 nm. Sample 1, the unintentionally doped, did not show any measurable results as expected. When irradiance of the excitation light was approx. 8 W/m2 the irradiance at the peak of luminescence for the samples varied between 15.03-29.35 mW/m2. The low values are believed to be the result of the emitted light scattering in all directions whereas the measurements are done in one direction and only from a small area of the sample. The measurements has shown that it is possible to measure the light properties of the grown material even though the samples were not finalized (capsulated) LED’s. The results from the measurements are of interest for the continuing development of the material.

In this masters thesis we consider a method for experimental identification of the inertial parameters of an industrial robot, using measured torques and joint angles. A dynamic model of the first three joints of the robot has been identified. To achieve good identification results, it is important to carefully choose the trajectory for the experimental identification. A method to generate trajectories using two suggested design criteria has been used and evaluated using an ABB industrial robot, and one of them yields good identification results. / Denna rapport behandlar en metod för experimentell identifiering av en stelkroppsmodell för en industrirobot. Metoden använder sig av uppmätta moment och armvinklar för att identifiera parametrarna i en dynamikmodell för robotens tre huvudaxlar. För att erhålla bra identifieringsresultat är det viktigt att välja en lämplig identifieringsbana och i detta arbete har en metod för generering av banor använts och utvärderats för två olika designkriterier. Experiment har utförts på en industrirobot från ABB och vi har erhållit goda identifieringsresultat med ett av designkriterierna.

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