Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-15T12:20:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese SILVA AMRB.pdf: 10197611 bytes, checksum: dfa95dac75e87b0ffef8a344cb8d9996 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T12:20:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese SILVA AMRB.pdf: 10197611 bytes, checksum: dfa95dac75e87b0ffef8a344cb8d9996 (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / CNPq / Petrobrás / A aplicação de técnicas de Análises de Componentes Principais (ACP), Redes Neurais Artificiais (RNA), Lógica Fuzzy e Sistema Neurofuzzy para investigar as alterações da característica da água das barragens de Utinga e do Bita que abastecem de água bruta a ETA Suape é de fundamental importância em função do grande número de variáveis utilizadas para definir a qualidade. Neste trabalho, foram realizadas 10 coletas de água em cada área, no período de novembro de 2007 a agosto de 2012, totalizando 120 amostras. Ainda que o conjunto de dados experimentais obtidos seja reduzido, houve múltiplos esforços em demanda da aquisição de informações da qualidade da água junto aos órgãos oficiais de monitoramento ambiental. Os resultados mostraram uma tendência à degradação da propriedade da água das barragens em decorrência da presença de microrganismos, sais e nutrientes, responsáveis pelo processo de eutrofização, o que se configurou pela maior concentração de fósforo total, Coliformes termotolerantes, e diminuição de pH e OD, provavelmente devido à ocorrência de descarte de efluentes da agroindústria canavieira, industrial e doméstico. A ACP caracterizou mais 76% das amostras permitindo visualizar a existência de mudanças sazonais e uma pequena variação espacial d`água nas barragens. A condição da água das duas barragens foi modelada satisfatoriamente, razoável precisão e confiabilidade com os modelos estatístico e computacionais, para uma quantidade de parâmetros e dados ambientais, que embora limitados foram suficientes para realização deste trabalho. Ainda assim, fica evidente a eficiência e sucesso da utilização do Sistema Neurofuzzy (coeficiente de regressão de 0,608 a 0,925) que combina as vantagens das Redes Neurais e da Lógica Fuzzy em modelar o conjunto de dados da qualidade da água das barragens de Utinga e Bita. / The application of techniques such as the Principal Components Analysis (PCAs), Artificial Neural Networks (ANNs), Fuzzy Logic and Neuro-fuzzy Systems for investigating the changes in the water quality characteristics in the Utinga and Bita dams, which supplies raw water to the Suape Wastewater Treatment Plant (WWP), is of great importance due to the high number of variables used to define water quality. In this work were collected 10 water samples used to define water quality, in a period ranging from November 2007 to August 2012, with a total of 120 samples. Although the experimental dataset was limited, there were multiple efforts in gathering information from the Environmental Control Agencies. The results showed a tendency of degradation of the water properties in the dams studied due to the presence of microorganisms, salts and nutrients, responsible for the eutrophication process; result of the higher concentration of total phosphorus, Thermotolerant Coliforms and decrease in pH and DO, probably from the discharge of the sugarcane agroindustry and domestic waste. The PCAs characterised more than 76% of the samples collected, and consequently observing the existence of seasonal changes and small spatial variation of water levels in the dams. The water quality conditions in both dams were satisfactorily modelled, obtaining a reasonable precision and statistical and computational reliability for a certain amount of parameters and environmental data that, even though considered limited, were enough to run this trial. Nonetheless, it becomes evident the efficiency and success in using the Neuro- Fuzzy System (regression coefficient of 0.608 to 0.925), which combines the advantages of both the Neural Networks and Fuzzy Logic in modelling the water quality dataset in the Utinga and Bita dams.

Ce travail de thèse concerne la surveillance de l’état de santé de structures complexes en service. Elle est appliquée à des éléments d’une nacelle d’avion gros porteur. Ce travail est original et s’inscrit dans le cadre d’un projet, coordonné par AIRBUS Operations SAS et porté par AIRCELLE (Groupe SAFRAN). Les principales parties de la nacelle visées par notre démarche sont le capot de soufflante (fan cowl, composite monolithique) et la structure interne fixe du capot coulissant de l’inverseur de poussée (IFS, sandwich nid d’abeille). Ces structures réalisées en matériaux composites sont sujettes à de nombreux modes de dégradation(rupture de fibres, délaminage, fissures, etc…), qui peuvent impacter la durée de vie de la nacelle. De plus elles sont exposées à de nombreuses sollicitations environnementales dont des variations thermiques importantes (de -55 °C à +120°C). L’objectif de ce travail est la mise en place d’un système SHM visant à suivre l’état de santé de ces structures afin de détecter l’apparition de tels endommagements et de les localiser avant qu’ils ne conduisent à une dégradation de la structure; ceci de manière à permettre une maintenance prédictive. Des capteurs et actionneurs piézoélectriques (PZT) sont collés sur la structure et sont utilisés pour générer des ondes de Lamb et effectuer des mesures. La démarche SHM proposée s’appuie sur des mesures successives en partant d’un état initial considéré comme sain, puis en réalisant régulièrement des mesures de suivi. La différence entre des signaux mesurés pour deux états est analysée afin d’en extraire des caractéristiquessensibles à l’apparition de dommages. Après validation, des PZT ont été collés sur le fan cowl et l’IFS ainsi que sur des coupons et un banc d’essai approprié a été conçu afin de valider notre démarche. Du fait que l’on est amené à travailler sur des différences de signaux, des algorithmes de détection, basés sur les testsd’hypothèses statistiques et l’Analyse en Composantes Principales (ACP), ont dû être développés et validés. Ceci a d’abord été testé pour la détection de dommages contrôlés introduits d’abord dans des coupons, puis dans le fan cowl et dans l’IFS. Des algorithmes robustes (y compris aux variations de température) de localisation de ces dommages, basés sur l’extraction des temps de vol des ondes de Lamb, ont été développés et validés sur les structures étudiées. Une approche de quantification des incertitudes sur la localisation par inférence Bayésienne a été proposée en complément de la démarche déterministe implémentée. / This work aims at designing a Structural Health Monitoring (SHM) system for complex composite structures, with an application to elements of aeronautical nacelles. This work is original and is in the framework of a project, coordinated by AIRBUS Operations SAS and headed by AIRCELLE (SAFRAN Group). The main parts of the nacelle concerned with our approach are the fan cowl (composite monolithic) and the inner fixed structure (IFS, sandwich structure with honeycomb core) of the thrust reverser. These structures made from composite materials are subjected to many damages types which can affect nacelle’s useful life (fiber breaking, delamination, crack, etc…). Furthermore these structures are exposed to many environmental constraints which are for instance important thermal variations (from -55°C to +120°C). The objective of this work is to develop a SHM system aimed at detecting and localizing these damages, before the degradation of the whole structureoccurs. Piezoelectric (PZT) actuators and sensors are bonded on the structure and they are used to generate Lamb wave signals and perform measurements. The proposed SHM approach is based on successive measurements starting from an initial state, considered as healthy and regularly conducting follow-up. The difference in signals measured between two states is analyzed in order to extract some damages-sensitivesfeatures. After validation, PZT elements were glued to the fan cowl and to the IFS as well as on representative coupons and a suitable test bench is designed in order to validate our approach. Since one has to work on difference in signals, damage detection algorithms based on statistical hypothesis testing and PrincipalComponent Analysis (PCA) have been developed and validated. This was first tested for the detection of controlled damages introduced in coupons, and thereafter on the fan cowl and IFS. Robust damage localization algorithms (including with temperature variations) based on Time-of-flight (ToF) extraction from difference in signals, were developed and validated for these structures. A Bayesian approach for uncertainties quantification in the damage localization is also developed, leading to more accuracy in the damage localization results.

Context. Automatic placement of surveillance cameras' 3D models in an arbitrary floor plan containing obstacles is a challenging task. The problem becomes more complex when different types of region of interest (RoI) and minimum resolution are considered. An automatic camera placement decision support system (ACP-DSS) integrated into a 3D CAD environment could assist the surveillance system designers with the process of finding good camera settings considering multiple constraints. Objectives. In this study we designed and implemented two subsystems: a camera toolset in SketchUp (CTSS) and a decision support system using an enhanced Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm (HPSO-DSS). The objective for the proposed algorithm was to have a good computational performance in order to quickly generate a solution for the automatic camera placement (ACP) problem. The new algorithm benefited from different aspects of other heuristics such as hill-climbing and greedy algorithms as well as a number of new enhancements. Methods. Both CTSS and ACP-DSS were designed and constructed using the information technology (IT) research framework. A state-of-the-art evolutionary optimization method, Hybrid PSO (HPSO), implemented to solve the ACP problem, was the core of our decision support system. Results. The CTSS is evaluated by some of its potential users after employing it and later answering a conducted survey. The evaluation of CTSS confirmed an outstanding satisfactory level of the respondents. Various aspects of the HPSO algorithm were compared to two other algorithms (PSO and Genetic Algorithm), all implemented to solve our ACP problem. Conclusions. The HPSO algorithm provided an efficient mechanism to solve the ACP problem in a timely manner. The integration of ACP-DSS into CTSS might aid the surveillance designers to adequately and more easily plan and validate the design of their security systems. The quality of CTSS as well as the solutions offered by ACP-DSS were confirmed by a number of field experts. / Sarmad Rohani: 004670606805 Reza Shams: 0046704030897

Dans ce manuscrit de thèse, nous introduisons les avancées récentes sur la décomposition en matrices (et tenseurs) de rang faible et parcimonieuse ainsi que les contributions pour faire face aux principaux problèmes dans ce domaine. Nous présentons d’abord un aperçu des méthodes matricielles et tensorielles les plus récentes ainsi que ses applications sur la modélisation d’arrière-plan et la segmentation du premier plan. Ensuite, nous abordons le problème de l’initialisation du modèle de fond comme un processus de reconstruction à partir de données manquantes ou corrompues. Une nouvelle méthodologie est présentée montrant un potentiel intéressant pour l’initialisation de la modélisation du fond dans le cadre de VSI. Par la suite, nous proposons une version « double contrainte » de l’ACP robuste pour améliorer la détection de premier plan en milieu marin dans des applications de vidéo-surveillance automatisées. Nous avons aussi développé deux algorithmes incrémentaux basés sur tenseurs afin d’effectuer une séparation entre le fond et le premier plan à partir de données multidimensionnelles. Ces deux travaux abordent le problème de la décomposition de rang faible et parcimonieuse sur des tenseurs. A la fin, nous présentons un travail particulier réalisé en conjonction avec le Centre de Vision Informatique (CVC) de l’Université Autonome de Barcelone (UAB). / This thesis introduces the recent advances on decomposition into low-rank plus sparse matrices and tensors, as well as the main contributions to face the principal issues in moving object detection. First, we present an overview of the state-of-the-art methods for low-rank and sparse decomposition, as well as their application to background modeling and foreground segmentation tasks. Next, we address the problem of background model initialization as a reconstruction process from missing/corrupted data. A novel methodology is presented showing an attractive potential for background modeling initialization in video surveillance. Subsequently, we propose a double-constrained version of robust principal component analysis to improve the foreground detection in maritime environments for automated video-surveillance applications. The algorithm makes use of double constraints extracted from spatial saliency maps to enhance object foreground detection in dynamic scenes. We also developed two incremental tensor-based algorithms in order to perform background/foreground separation from multidimensional streaming data. These works address the problem of low-rank and sparse decomposition on tensors. Finally, we present a particular work realized in conjunction with the Computer Vision Center (CVC) at Autonomous University of Barcelona (UAB).

Les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA) appartiennent au phylum Glomeromycota. Ces champignons forment une association symbiotique (obligatoire pour les champignons) avec plus de 80 % des espèces de plantes vasculaires, incluant la plupart des plantes cultivées. Cette symbiose mycorhizienne arbusculaire, très répandue dans la nature, a été retrouvée dans presque tous les écosystèmes terrestres aussi bien dans des déserts chauds et froids que dans des forêts tropicales ou tempérées. L’emploi d’outils de biologie moléculaire et des fossiles ont permis d’estimer la date de l’origine de la symbiose mycorhizienne arbusculaire à environ 450 millions d’années avant notre ère. Cette date coïncide avec l’apparition des premières plantes terrestres primitives. Il existe plusieurs types de mycorhizes impliquant différents champignons et différentes plantes hôtes. Ces différents faits suggèrent que les plantes vasculaires et les champignons mycorhiziens à arbuscules ont co-évolué, et que les Glomeromycota ont influencé la capacité des plantes à coloniser le milieu terrestre. Plusieurs études ont montré que les contaminants organiques peuvent influer négativement cette relation mutuellement bénéfique qu'entretiennent la plante et le champignon conduisant à une diminution de la croissance du CMA mais aussi à une modification des interactions au sein de la communauté de CMA elle-même. Ainsi, mon projet de maîtrise vise à quantifier la diversité mycorhizienne arbusculaire de deux espèces de plante Eleocharis obtusa et Panicum capillare qui poussent dans un bassin hautement contaminé par des hydrocarbures pétroliers de façon très hétérogène et étudier les structures des communautés des CMA dans des échantillons de sol rhizosphérique et de racines de celles-ci. L'un des résultats important de mon étude est la découverte d’une très grande diversité des CMA associés à E. obtusa et P. capillare dans ce milieu contaminé. En effet, pas moins de 26 unités taxonomiques opérationnelles (OTU) de champignons mycorhiziens à arbuscules ont été recensés. La quasi-totalité des familles de Glomeroycota sont représentées à l'exception de Ambisporaceae, Geosiphonaceae et Pacisporaceae. Ainsi, le genre Diversispora domine la communauté des CMA par son abondance relative, cependant le genre Claroideoglomus est le plus abondant des genres des CMA. Ensuite, mon projet a déterminé l'influence de la plante hôte sur la composition de la communauté de CMA. D'après l'analyse de la diversité alpha, les plantes présentent une structure de diversité différente. Les valeurs de Local Contributions to beta Diveristy (LCBD) élevées étaient souvent liées à un site avec un grand nombre de taxons de CMA. En utilisant une analyse en composante principale (ACP), j’ai constaté que les échantillons récoltés en 2011 auraient sensiblement la même composition en OTU. J’ai pu observer également une variation de la communauté des OTU de CMA d'une année à l'autre pour les plantes. La rhizosphère des plantes récoltées la même année avait une communauté d'OTU similaire globalement, pourtant au niveau racinaire, j’ai observé une spécificité chez des certains OTU. Cette étude fournit une vue d’ensemble de la diversité des CMA associés à des végétaux localisés dans les sédiments très polluées. Elle suggère aussi que les CMA peuvent être des candidats microbiens potentiellement importants dans la restauration des sols contaminés par le pétrole. / The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) belong to phylum Glomeromycota, a group of early divergent fungal lineage. These fungi form a mutualistic symbiotic association with more than 80% of vascular plant species, including most important crops. The arbuscular mycorrhizal symbiosis is widespread and has been found in almost all terestrial ecosystems on earth such as hot and cold deserts, as well as tropical and temperate forests. The use of molecular biology tools and fossil records dated back the origin of arbuscular mycorrhizal symbiosis to 460 million years ago, which coincides with the emergence of terrestrial plants. There are several types of mycorrhizas depending on fungal groups and host plants. It has been suggested that vascular plants and AMF have co-evolved and that Glomeromycota helped plant ancestors to colonize the land. It has been reported that organic contaminants can negatively impact this mutually beneficial symbiosis between plant and fungi reducing the growth of the AMF and changing the structure of AMF communities. The objective of my master project was to determine the diversity of arbuscular mycorrhizal fungi associated with two plant species, Eleocharis obtusa and Panicum capillare, which spontaneously growing a highly petroleum hydrocarbons contaminated basin with an heterogeneous pattern of contamination, and to describe the structures of their communities in their rhizosphere soils and roots. My results revealed an unexpected high diversity of AMF OTUs associated with two plant species. Indeed, we identified 26 OTUs of AMF. This diversity covered the most important families of Glomeroycota except Ambisporaceae, Geosiphonaceae and Pacisporaceae. Genus Diversispora dominated the AMF community by its relative abundance, however the genus Claroideoglomus was the most represented in the samples. My study determined the influence of the host plant on the composition of the AMF community. Based on the analysis of the α diversity, we found that the rhizospheric soil and root samples showed different community structures between the two plants species. β diversity analysis showed that high Local Contributions to β Diveristy (LCBD) values (high uniqueness of species composition) were often linked to the sample with a large number of AMF taxa. Using a principal component analysis (PCA), we found that the samples collected in 2011 have approximately the same composition of OTUs. It is likely that a turnover of AMF OTU and 4 plants may occur from one year to another. This study provides an overview of the diversity of AMF associated with plants located in heavily polluted sediments. It also suggests that AMF may be potentially important microbial candidates in the remediation of oil-contaminated soils.

Le contexte de l’étude est celui des mouvements de terrain susceptibles de se produire à la suite d’un affaissement minier caractéristique de Lorraine et de leurs conséquences sur les habitations en maçonnerie traditionnelle. Quand de tels affaissements se produisent, ces habitations subissent en effet des désordres qui résultent des efforts engendrés dans la structure par les mouvements du terrain. La réponse qui caractérise alors l’état global de la structure dépend des caractéristiques géométriques, physiques et mécaniques. Or, la nature discontinue des maçonneries et la complexité des interactions entre blocs dans ces maçonneries rend complexe et difficile la détermination de cette réponse. Il en est de même de l’interaction sol-structure. L’objectif de la recherche consiste donc à étudier, par modélisation numérique avec la méthode des éléments distincts et par la technique des plans d’expérience et des surfaces de réponse, le comportement d’ouvrages en maçonnerie soumis à un affaissement minier caractéristique et à dégager de cette étude des critères permettant d’estimer, à l’échelle d’une ville entière, la vulnérabilité de tous ses bâtiments en maçonnerie. Une première analyse simplifiée expose le principe de la démarche mise en œuvre à l’échelle de la ville de Joeuf, utilisée comme site pilote. Elle repose sur l’analyse de la longueur cumulée des joints ouverts, assimilés à la formation de fissures dans la structure. Ensuite, une analyse typologique permet de distinguer 4 groupes de maisons aux caractéristiques proches. Sur chacun de ces groupes, la démarche est ensuite appliquée de manière systématique. Elle prend en considération des caractéristiques géométriques des façades et aboutit à la formulation de fonctions de vulnérabilité qui font appel à la technique de régression orthogonale / The context of our study concerns ground movements that may occur in Lorraine as a result of mining subsidence events and their impact on traditional masonry houses. When such an event occurs, houses suffer disorders resulting from efforts in the structure caused by the movement of the ground. The response that characterizes the state of the structure depends on the geometrical, physical and mechanical characteristics. However, the discontinuous nature of the masonry and the interactions complexity between masonry blocks makes it difficult to determine that response. The same is true about the soil-structure interaction. The purpose of this research is to study, by numerical modelling with the distinct element method, experimental design planning and response surfaces, the behaviour of masonry structures subjected to a typical mining subsidence event and to define from this study some criteria making possible the estimation of the vulnerability of all the buildings of a city. A first simplified analysis describes the principle of the used methodology which is then applied to the study of all houses of the city of Joeuf, used as a pilot site. This methodology is based on an analysis of the total length of the opened joints, which are considered as similar to cracks in the structure. Then, a typology analysis helps first to distinguish 4 groups (types) of houses which have similar characteristics. On each of these groups, the methodology is applied consistently, based on the geometrical characteristics of the houses facades and then leads to the formulation of vulnerability functions that use the technique of orthogonal regression

Magister Legum - LLM / South Africa

Magister Legum - LLM

La prospection géoélectrique est largement utilisée au Maroc pour des reconnaissances hydrogéologique. Le but de ce travail et de proposer de nouvelles techniques d’interprétation des sondages électriques verticaux en un temps réduit, et aussi de bien exploiter une base de données de sondages électriques, par l’établissement entre autre des images 2D horizontales et verticales de l’estimation de la distribution des résistivités électriques apparentes (modélisation géostatistique, inversion, etc.). Dans le but de caractériser électriquement le secteur d’étude (nord-est du Bassin de Saïss), une analyse statistique des résistivités apparentes de sondages électriques verticaux a été réalisée. Cette simple analyse descriptive est suivie par une étude statistique multidirectionnelle : analyse en composantes principales (ACP) et par une classification hiérarchique ascendante (CHA). (...) Les résultats des analyses statistiques et géostatistiques complétés par les inversions des sondages moyens pas classe, ont mis en évidence la fiabilité de ces techniques pour l’interprétation d’un nombre important de sondages électriques au lieu de la méthode ordinaire qui se base sur l’inversion des sondages un par un et les corréler ultérieurement pour construire la structure globale du domaine étudié. Avec les techniques utilisées, dans le cadre de ce travail, des résultats très satisfaisants en un temps plus réduit sont obtenus. Les profils étudiés et inversés à l’aide du logiciel RES2Dinv montrent tous les trois grandes structures définies auparavant (Résistant-Conductrice-Résistant), par contre on note des variations intra formations. De plus, l’organisation spatiale des formations permet de confirmer l’existence de failles cohérentes avec la structure en horst et graben du bassin. / The Geoelectric prospection is usually used in Morocco for hydrogeological recognition. The purpose of this work is to propose new techniques for interpreting vertical electric soundings in a reduced time, and also to fully exploit a database of stored electrical soundings by the establishment, amongst other things, of the horizontal and vertical 2D images, estimating the distribution of apparent electrical resistivity (geostatistic modeling, inversion, etc.). In order to characterize electrically the study area (north-east of the Saïss Basin), a statistical analysis of apparent resistivity of vertical electric soundings was performed. This simple descriptive analysis is followed by a statistical analysis (principal component analysis PCA and ascending hierarchical classification HAC.) (...)The results of statistical analysis and geostatistical supplemented by inversion of the average electric sounding per class, highlighted the reliability of these techniques to the interpretation of a large number of electrical soundings instead of the usual method which is based on the inversion of the electrical sounding one by one and correlate them later, to build the global structure of the area studied. With the techniques used in this work, very satisfactory results in a more reduced time, for interpreting vertical electric soundings, are obtained. VIThe studied profiles and inverted using the software RES2Dinv show all three structures defined previously (Resistant – Conductive - resistant), on the other hand, there are variations within the same formation. In addition, the spatial organization of the formation makes it possible to confirm the existence of faults coherent with the structure in horst and graben basin.

The subject of this Ing. thesis is asphalt mixture with increasing RAP (Reclaimed Asphalt Pavement). The theoretical part defines the terms of recycling and RAP and types of recycling. The practical part is devoted to the production and testing of asphalt mixtures with different volume RAP. The proposed asphalt mixture is asphalt concrete for base layer ACP22 +. Content of RAP in mixtures is 0%, 30%, 50% and 70%. As a special additive to soften the asphalt from RAP is used ingredient STORFLUX. For each mixture are established modulus stiffness of asphalt mixture and determined fatigue characteristics of asphalt mixture. The identified properties are compared for the different representation of RAP.