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ITC/USA 2011 Conference Proceedings / The Forty-Seventh Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 24-27, 2011 / Bally's Las Vegas, Las Vegas, Nevada / When embarking into the design of a new launch vehicle, engineering models of expected vehicle performance are always generated. While many models are well established and understood, some models contain design features that are only marginally known. Unfortunately, these analytical models produce uncertainties in design margins. The best way to answer these analytical issues is with vehicle level testing. The National Aeronautics and Space Administration respond to these uncertainties by using a vehicle level system called the Development Flight Instrumentation, or DFI. This DFI system can be simple to implement, with only a few measurements, or it may be a sophisticated system with hundreds of measurement and video, without a recording capability. From experience with DFI systems, DFI never goes away. The system is renamed and allowed to continue, in most cases. Proper system design can aid the transition to future data requirements. This paper will discuss design features that need to be considered when developing a DFI system for a launch vehicle. It will briefly review the data acquisition units, sensors, multiplexers and recorders, telemetry components and harnessing. It will present a reasonable set of requirements which should be implemented in the beginning of the program in order to start the design. It will discuss a simplistic DFI architecture that could be the basis for the next NASA launch vehicle. This will be followed by a discussion of the "experiences gained" from a past DFI system implementation, such as the very successful Ares I-X test flight. Application of these design considerations may not work for every situation, but they may direct a path toward success or at least make one pause and ask the right questions.

Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent à étudier une géométrie de lasers XUV inspirée des lasers de puissance. Cette architecture, consistant en un injecteur (une source d'harmoniques d'ordre élevé) couplé à un amplificateur (plasma créé par laser), correspond à celle d'une chaîne laser de puissance dans la gamme spectrale de l'XUV. Le laser à 32,8 nm étudié ici, est produit par l'injection d'harmonique d'ordre élevé dans un plasma de krypton créé par Optical Field Ionisation (OFI). Ce schéma, initialement testé par T. Ditmire en 1995, a été validé en 2003 au Laboratoire d'Optique Appliquée avec un amplificateur plasma créé par l'interaction d'un laser intense et d'un milieu gazeux. Cette thèse s'inscrit dans la continuité de ce dernier travail en tentant d'aborder différents aspects liés, non seulement à une meilleure compréhension des processus physiques impliqués, mais aussi à la caractérisation spatio-temporelle de ce type de source.Nous avons démontré expérimentalement et pour la première fois qu'une source dans le domaine de l'XUV peut être à la fois très compacte, énergétique (1 µJ par impulsion), proche de la limite de diffraction et de celle de Fourier. En effet, grâce au filtrage spatial des harmoniques par le milieu amplificateur, le laser XUV injecté à 32,8 nm montre un profil spatial gaussien avec une divergence de 0,7 mrad (à 1/e2). Le front d'onde a été mesuré avec un senseur de type Hartmann et atteint une valeur de lambda/17 en écart quadratique moyen, démontrant que cette source XUV est limitée par la diffraction. Les caractérisations temporelles du laser montrent que le temps de cohérence est de l'ordre de la durée d'émission spontanée de l'amplificateur. Les résultats de la mesure de la cohérence temporelle présentent un profil gaussien de largeur spectrale relative delta lambda/lambda égale à 10-5 (à mi-hauteur) correspondant à une durée d'impulsion de l'ordre de 5 ps.

Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent à étudier une géométrie de lasers XUV inspirée des lasers de puissance. Cette architecture, consistant en un injecteur (une source d'harmoniques d'ordre élevé) couplé à un amplificateur (plasma créé par laser), correspond à celle d'une chaîne laser de puissance dans la gamme spectrale de l'XUV. Le laser à 32,8 nm étudié ici, est produit par l'injection d'harmonique d'ordre élevé dans un plasma de krypton créé par Optical Field Ionisation (OFI). Ce schéma, initialement testé par T. Ditmire en 1995, a été validé en 2003 au Laboratoire d'Optique Appliquée avec un amplificateur plasma créé par l'interaction d'un laser intense et d'un milieu gazeux. Cette thèse s'inscrit dans la continuité de ce dernier travail en tentant d'aborder différents aspects liés, non seulement à une meilleure compréhension des processus physiques impliqués, mais aussi à la caractérisation spatio-temporelle de ce type de source.Nous avons démontré expérimentalement et pour la première fois qu'une source dans le domaine de l'XUV peut être à la fois très compacte, énergétique (1 µJ par impulsion), proche de la limite de diffraction et de celle de Fourier. En effet, grâce au filtrage spatial des harmoniques par le milieu amplificateur, le laser XUV injecté à 32,8 nm montre un profil spatial gaussien avec une divergence de 0,7 mrad (à 1/e2). Le front d'onde a été mesuré avec un senseur de type Hartmann et atteint une valeur de lambda/17 en écart quadratique moyen, démontrant que cette source XUV est limitée par la diffraction. Les caractérisations temporelles du laser montrent que le temps de cohérence est de l'ordre de la durée d'émission spontanée de l'amplificateur. Les résultats de la mesure de la cohérence temporelle présentent un profil gaussien de largeur spectrale relative delta lambda/lambda égale à 10-5 (à mi-hauteur) correspondant à une durée d'impulsion de l'ordre de 5 ps.

Dans la présente étude, nous avons étudié les effets des infusions de feuilles de caroube et de cladodes OFI riches en polyphénols sur l'inflammation associée à l'obésité et la colite ulcéreuse induite par le dextran de sulfate de sodium (DSS) chez les souris suisse.Des études in vitro ont révélé que les extraits aqueux de feuilles de caroube et de cladodes OFI présentaient des propriétés anti-inflammatoires marquées par l'inhibition de la production d'IL-6, de TNF-α et d'oxyde nitrique (NO) dans les cellules RAW 264.7 stimulées par des lipopolysaccharides (LPS). Inhibition de la translocation du noyau NF-κβ.Pour des investigations in vivo, des souris mâles suisses ont été soumises à un régime contrôle (ND) ou à un régime riche en graisses (HFD). A la 4ème semaine après le début de l'étude, les animaux ont reçu ou non 1% d'infusion de feuilles de caroube ou d'OFI-cladode pendant 6 semaines et ont été soumis à une administration de DSS à 2% dans l'eau potable au cours des 7 derniers jours. Après sacrifice, les niveaux de cytokines pro-inflammatoires dans le plasma et l'expression de leur ARNm dans différents organes ont été déterminés. Les résultats ont montré que les infusions de feuille de caroube et de OFI-cladode réduisaient la sévérité de l'inflammation associée à l'obésité induite par HFD et la colite aiguë induite par le DSS indiquée par une diminution de l'expression des cytokines pro-inflammatoires (comme TNF-α, IL1b et IL-6) tissu adipeux et rate. En outre, les taux plasmatiques d'IL-6 et de TNF-α ont également été réduits en réponse au traitement par les infusions. Ainsi, les infusions de feuilles de caroube et d'OFI-cladode ont empêché la perméabilité intestinale grâce à la restauration des protéines de jonctions serrées (Zo1, occludines) et à l'homéostasie immunitaire. Ainsi, l'effet anti-inflammatoire des feuilles de caroube et des cladodes OFI pourrait être attribué à leurs polyphénols qui pourraient atténuer la gravité de l'inflammation associée à l'obésité et à la colite. / In the present study, we have investigated the effects of polyphenol-rich infusions from carob leaves and OFI-cladodes on inflammation associated with obesity and dextran sulfate sodium (DSS)-induced ulcerative colitis in Swiss mice. In vitro studies revealed that aqueous extracts of carob leaves and OFI-cladodes exhibited anti-inflammatory properties marked by the inhibition of , TNF-α and nitric oxide (NO) production in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 cells concomitant with NF-κβ nucleus translocation inhibition. For in vivo investigations, Swiss male mice were subjected to control or high fat diet (HFD). At the 4th week after the start of study, animals received or not 1% infusion of either carob leaves or OFI-cladode for 6 weeks and were subjected to 2% DSS administration in drinking water over last 7 days. After sacrifice, pro-inflammatory cytokines levels in plasma and their mRNA expression in different organs were determined. Results showed that carob leaf and OFI-cladode infusions reduced inflammation severity associated with HFD-induced obesity and DSS-induced acute colitis indicated by decrease in pro-inflammatory cytokines expression (as such TNF-α, IL1b and IL-6) in colon, adipose tissue and spleen. In addition, plasma levels of IL-6 and TNF-α were also curtailed in response to infusions treatment. Thus, carob leaf and OFI-cladode infusions prevented intestinal permeability through the restoration of tight junction proteins (Zo1, occludins) and immune homeostasis. Hence, the anti-inflammatory effect of carob leaves and OFI-cladodes could be attributed to their polyphenols which might alleviate inflammation severity associated with obesity and colitis.

Les sources X-UV sont l'objet d'un développement important depuis une dizaine d'années. Dans cette gamme spectrale, nous sommes maintenant capables de produire des sources cohérentes, collimatées et de forte brillance. De telles sources ont des applications dans l'imagerie médicale, la photolithographie, ou encore le diagnostic de plasmas denses... Cette thèse a été consacrée à la modélisation du laser X-UV "OFI", source X-UV étudiée au LOA (ENSTA, Palaiseau). Ce type de laser X-UV est généré suite à l'ionisation d'un gaz (Kr, Xe) par un laser infrarouge de forte puissance. Le plasma créé par cette interaction constitue la source X-UV. Le travail produit au cours de la thèse a porté sur l'amplification d'un signal X-UV injecté dans ce plasma. L'objectif était d'obtenir une analyse plus détaillée du profil spatio-temporel du signal. Un nouveau code numérique 3D a alors été élaboré. Il utilise un modèle de transfert radiatif décrit par les équations de Maxwell-Bloch. Les résultats du code ont d'une part montré que le profil temporel du signal X-UV changeait considérablement au cours de l'amplification. Notamment il peut, à forte saturation, révéler des pics d'intensité de très courte durée (<100fs). La forte saturation ne pouvant être obtenue qu'avec un plasma de plusieurs centimètres de long, ceci nous amène à considérer avec intérêt les expériences utilisant le guidage du laser infrarouge, permettant la création de tels plasmas. D'autre part, l'analyse de la structure du profil transverse du signal X-UV en sortie calculé à partir de ce même code, nous a permis de mettre en évidence que le plasma amplifi cateur agissait comme un filtre spatial sur l'impulsion X-UV injectée.

Flocculants are commonly used in industrial settings where solid-liquid separations are desired including industrial and municipal wastewater management and potable water production facilities. Conventional flocculants include inorganic metal salts and synthetic organic polymers. The cost, availability, and harmful effects of the non-biodegradable nature of these flocculants have led to the widespread study of natural flocculants. Current natural flocculants being studied include polysaccharides cultivated from microbial extracellular matrix products and plant based materials. In this study, the mucilage of Opuntia ficus-indica cactus was evaluated as a natural flocculant for sediments and bacteria. The O. ficus-indica cactus is also known as the nopal or prickly pear and is commonly used as a food source in Mexico and Latin America. Using simple extraction techniques non-gelling (NE) and gelling (GE) mucilage extracts were isolated from fresh cactus pads. Column tests were used to evaluate the flocculation and removal of suspended sediment and bacteria caused by mucilage addition. Throughout this work the mucilage's ability as a flocculant was evaluated by varying mucilage type and concentration, suspended contaminant type and concentration, and cation type and concentration. Many of the results are explained in terms of the morphology and chemical composition of the GE and NE mucilage extracts. The extracts consist primarily of polysaccharides and differences in physical structure between mucilage types were seen using atomic force microscopy and transition electron microscopy. A variety of suspended particles were used to evaluate the mucilage as a flocculant including kaolin, acid-washed kaolin, and bacteria. The bacteria employed in this study include Bacillus cereus, Escherichia coli HB101 K12, and fully attenuated Bacillus anthracis Sterne strain. The addition of monovalent (Na+ and K+), divalent (Ca2+ and Mg2+), and trivalent (Al3+ and Fe3+) cations was studied alone and in combination with mucilage. In cation studies Ca2+ had the most profound effect on flocculation efficiency; therefore its efficacy was further explored. Mucilage was most effective with dosages between 5 and 50 mg/L for the contaminants studied. Using these optimal concentrations, 20 to 200 L of water could be treated with only 1 g of mucilage powder. Based on the extraction method used in this work, 1 g of mucilage can be obtained from a cactus pad weighing approximately 250 g (wet weight). Mucilage remained an effective flocculant over a wide range of suspended contaminant concentrations showing that mucilage is a versatile flocculant that can be tailored for a variety of applications. Overall, this work shows that the O. ficus-indica cactus is an effective flocculant for suspended sediments and bacteria. The cactus' low cost, abundance, and current use in many areas make it an attractive alternative to traditionally used flocculants. Additionally, this work builds upon existing knowledge pertaining to natural flocculants and could offer insight into their general behaviors for water treatment applications.

Les sources XUV cohérentes présentent un potentiel important d'applications scientifiques, médicales et industrielles. Le développement des lasers ultra intenses a permis la réalisation de nouvelles sources XUV cohérentes et brèves, comme la génération d'harmonique d'ordre élevée et les lasers XUV. Ces sources sont compactes, peu coûteuses par rapport aux sources classiques telles que les synchrotrons, et présentent donc un intérêt tout particulier.<br /><br />Cette thèse présente une série d'études sur une nouvelle source laser XUV, pompée par un laser femtoseconde fonctionnant à 10 Hz. Un laser ultra intense est focalisé dans une cellule remplie de xénon ou de krypton et crée une colonne de plasma. Une émission laser à 41,8 nm dans le xénon IX ou à 32,8 nm dans le krypton IX est alors obtenue sur l'axe du laser de pompe. Nous avons réalisé une étude à la fois expérimentale et numérique de ce type de source dans le but de caractériser l'importance de différents paramètres tels que l'intensité et polarisation du laser, la pression du gaz et la longueur de la cellule. Cette thèse présente aussi une étude des profils spatiaux et temporels de l'émission laser.<br /><br />Afin de compenser la réfraction du laser de pompe, nous avons utilisé deux techniques de guidage qui ont permis un allongement significatif de la zone amplificatrice du plasma. La première repose sur la création d'un canal plasma par décharge électrique et la deuxième sur les réflexions sur les parois internes de tubes diélectriques de saphir ou de verre. Dans les deux cas une amélioration spectaculaire des performances de la source a été observée.<br /><br />Finalement, nous présentons dans ce manuscrit une étude préliminaire sur un autre schéma de pompage de laser X: par photo ionisation en couches internes d'atomes neutres. Nous avons développé un système optique qui devrait permettre la réalisation d'une onde inhomogène femtoseconde absolument nécessaire pour ce type de laser X.