No / It is challenging to use traditional data mining techniques to deal with real-time data stream classifications. Existing mining classifiers need to be updated frequently to adapt to the changes in data streams. To address this issue, in this paper we propose an adaptive ensemble approach for classification and novel class detection in concept drifting data streams. The proposed approach uses traditional mining classifiers and updates the ensemble model automatically so that it represents the most recent concepts in data streams. For novel class detection we consider the idea that data points belonging to the same class should be closer to each other and should be far apart from the data points belonging to other classes. If a data point is well separated from the existing data clusters, it is identified as a novel class instance. We tested the performance of this proposed stream classification model against that of existing mining algorithms using real benchmark datasets from UCI (University of California, Irvine) machine learning repository. The experimental results prove that our approach shows great flexibility and robustness in novel class detection in concept drifting and outperforms traditional classification models in challenging real-life data stream applications. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The purpose of this thesis is to evaluate a selection of power quality parameters (harmonic distortion and voltage variations) in the microgrid on Arholma Island in the Stockholm archipelago, Sweden. Measurements of harmonic distortion, total harmonic distortion, and voltage magnitudes is evaluated and compared prior to and after the installation of the microgrid. Furthermore, a comparison is made between grid-connected mode and island operation mode where also the frequency is analysed. The measured values are compared against regulatory limits.  The microgrid is owned and managed by the company Vattenfall, who provides the data used for the evaluation. The microgrid consists of two battery energy storage systems and a small photovoltaic system. The central energy management system has different use cases, for example peak shaving and voltage regulation. At the time when this thesis is conducted, the microgrid has been up and running continuously for approximately 8 months, from September, 2023 to April, 2024. A power quality meter has been collecting data at the point of common coupling (connection to the mainland) for a period of two years, i.e., from April, 2022, which is one year prior to the installation of the microgrid in mid-April, 2023. The microgrid is also operated in island operation mode for three short periods on April 18, 2024.  The data analysis is executed in Excel and Matlab. The results show that all measured harmonics (2nd to 25th), and total harmonic distortion stays well within regulatory limits throughout the whole measuring period. The microgrid does not seem to make the harmonic magnitude increase in general, although there is a slight increase during island operation mode for certain harmonics. Only on one occasion (with the exception of a planned maintenance outage) does the voltage drop below the levels of what is considered as good voltage quality during the two-year measurement period. Also, during island operation mode, the frequency show less variations than during grid-connected mode. / Syftet med detta examensarbete är att utvärdera ett urval av elkvalitetsparametrar (spänningsdistorsion/övertoner och spänningsvariationer) i mikronätet på ön Arholma i Stockholms skärgård, Sverige. Mätdata för övertoner, total övertonsdistorsion och spänningsamplitud utvärderas och jämförs före och efter installationen av mikronätet. Dessutom görs en jämförelse mellan nätanslutet läge och ö-driftläge, där även frekvensen analyseras. De uppmätta värdena jämförs med föreskrivna gränsvärden. Mikronätet ägs och förvaltas av företaget Vattenfall, och tillhandahåller den data som används för utvärderingen. Mikronätet består av två batterilagringssystem och ett litet solcellssystem. Det centrala kontrollsystemet har olika funktioner, till exempel ”peak shaving” och spänningsreglering. Vid t idpunkten då detta examensarbete genomförs har mikronätet varit i drift kontinuerligt i cirka 8 månader, från september 2023 till april 2024. En elkvalitetsmätare har samlat in data vid sammankopplingspunkten mot fastlandet under en period av två år, dvs. från april 2022, vilket är ett år före installationen av mikronätet i mitten av april 2023. Mikronätet körs i ö-drift under tre korta perioder den 18 april 2024. Dataanalysen utförs i Excel och Matlab. Resultaten visar att alla uppmätta övertoner (2:a till och med 25:e) och total övertonsdistorsion håller sig väl inom regulatoriska gränser genom hela mätperioden. Mikronätet verkar inte bidra till att övertonernas magnitud ökar i allmänhet, men en liten ökning för vissa övertoner kan ses i samband med att mikronätet körs i ö-drift. Endast vid ett tillfälle (med undantag för ett planerat underhållsavbrott) under den tvååriga mätperioden sjunker spänningen under nivåerna för vad som anses vara god spänningskvalitet. Resultaten visar även att frekvensen varierar mindre vid ö-drift än när mikronätet är sammankopplat med fastlandsnätet.

La dernière période glaciaire a été ponctuée de variations climatiques abruptes, appelées événements d'Heinrich, qui sont caractérisées par des épisodes de vêlages massifs d'icebergs et d'apports en eaux de fonte dans l'Atlantique Nord. Les événements d'Heinrich (EH) ont fait l'objet de nombreuses publications scientifiques portant sur la paléocéanographie de la zone Nord Atlantique. Cependant, peu d'études se sont intéressées aux modifications sédimentaires intervenant entre la source et la zone de dépôt. L'objectif de cette recherche est de caractériser l'enregistrement sédimentaire des événements d'Heinrich Hl et H2 le long de la marge du Labrador. Pour cela, une approche multi-proxy à haute résolution (propriétés physiques, géochimiques et datations au ¹⁴C) a été réalisée sur des carottes prélevées le long de la marge du Labrador en 2005 et 2006 à partir de l'embouchure du détroit d'Hudson jusqu'à l'éperon d'Hamilton. En combinant les différentes analyses, il a été possible d'illustrer l'évolution des dépôts de H1-H2 en fonction de la distance à la source. Les résultats ont permis de déterminer la répartition spatiale de Hl et H2 le long de la marge et les différents processus de déposition qui y sont associés. Les brusques variations de concentrations géochimiques, la faible susceptibilité magnétique et la présence de carbonates inorganiques des dépôts étudiés indiquent une provenance de l'érosion des roches carbonatées du plancher du détroit d'Hudson ainsi qu'une dilution des minéraux ferrimagnétiques par les carbonates (Andrews et Tedesco, 1992). La présence d'une couche noire à la base de H2 composée de sédiments qui proviendrait du détroit de Cumberland (Jennings et al., 1996) indique un transport sédimentaire précurseur à la déposition des débris carbonates du détroit d'Hudson. Les concentrations d'IRD ont permis de détecter des fluctuations d'apports en eaux de fonte et en icebergs dans Hl et H2. La variabilité des concentrations géochimiques de ces couches d'Heinrich s'explique par des apports sédimentaires de sources différentes ou par des réactions chimiques dues aux échanges eau-particules selon la localisation le long de la marge.

Un carottier à triple paroi a permis la récupération d'échantillons de calibre PQ3 et ZQ3, dans le till glaciaire des fondations du barrage Jules-Allard, dans le sud du Québec. Des essais cross-hole ont permis d'obtenir des modules de Young variant entre 1300 et 2600 MPa. Les essais triaxiaux consolidé non drainés de chargement monotones ont permis l'obtention de modules de Young Emax variant entre 290 et 6000 MPa, notamment en fonction de la fraction de gravier de l'échantillon. Les modules de Young des échantillons de calibre ZQ3 étaient similaires à ceux obtenus avec les essais cross-hole et leurs coefficients de Poisson étaient régulièrement nuls. Lors d'essais triaxiaux de chargement cycliques, les échantillons ont subi une contraction, avant de dilater à l'atteinte d'un point de transformation de phase, lorsque les contraintes ont croisé le cheminement de contraintes d'un échantillon chargé de façon monotone, à la même contrainte effective de consolidation. Mots clés: transformation de phase, comportement cyclique, till glaciaire, module de Young, vitesse de propagation d'onde de cisaillement, coefficient de Poisson. / A triple tube wireline core barrel allowed to retrieve PQ3 and ZQ3 calibre samples from the foundation glacial till of the Jules-Allard dam, South of Quebec. Cross-hole testing allowed to obtain Young's modulus ranging from 1300 to 2600 MPa. Consolidated-undrained triaxial monotonic testing, yielded Young's modulus Emax ranging between 290 MPa and 6000 MPa, notably as a function of the amount of gravel particles present in the samples. ZQ3 samples Young modulus were similar to those obtained using the cross-hole testing. In addition, the Poisson's ratio of these samples were regularly zero. During cyclic triaxial testing, contraction was followed by dilation when the samples reached a phase transformation point and the stress path intersected the stress path of a monotonically loaded sample having the same effective consolidation stress. keywords: phase transformation, cyclic behaviour, glacial till, Young's modulus, shear wave velocity, Poisson's ratio.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Oberflächenmodifizierung von drei industriell bedeutenden Metallen, Eisen, Zink und Kupfer, sowie den Oxiden von Zink und Eisen, mit wasserlöslichen Polyvinyl-formamid-Polyvinylamin-Copolymeren (PVFA-co-PVAmen). Der Einfluss des pH-Wertes, des Hydrolysegrades der PVFA-co-PVAme, und der Einfluss von im wässrigen Medium ablaufenden Redoxprozessen an den Metalloberflächen auf die adsorbierte Polymermenge, wurden studiert. Ferner werden polymeranaloge Reaktionen des PVAms bzw. PVAm-modifizierter Metall- und Metalloxidpulver mit Kohlendioxid, ein Multischichtaufbau mit PVAm und Natriumpolyacrylat, als auch die Hydrophobierung durch Maleinsäureanhydridcopolymere beschrieben. Zur Charakterisierung der polymermodifizierten Oberflächen wurde die XPS, die DRIFT-Spektroskopie und die Sorptiochromie genutzt. Besonders der Sorptiochromie wurde aufgrund der hohen Sensitivität ein hoher Stellenwert in der vorliegenden Arbeit eingeräumt. Das Konzept der Sorptiochromie wurde zum ersten Mal auf Metalloberflächen angewendet. Ein zweiter zentraler Aspekt der Arbeit war deshalb die Suche nach Sondenmolekülen, die geeignet waren Polaritätsparameter farbiger Metalloxid- und Metallpulver zu ermitteln. Hierfür wurden das solvatochrome und acidochrome Verhalten, sowie die Wechselwirkungen von Barbituratfarbstoffen mit Merocyaninstruktur mit Metallionen, Metall- und Metalloxidoberflächen studiert.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Oberflächenmodifizierung von drei industriell bedeutenden Metallen, Eisen, Zink und Kupfer, sowie den Oxiden von Zink und Eisen, mit wasserlöslichen Polyvinyl-formamid-Polyvinylamin-Copolymeren (PVFA-co-PVAmen). Der Einfluss des pH-Wertes, des Hydrolysegrades der PVFA-co-PVAme, und der Einfluss von im wässrigen Medium ablaufenden Redoxprozessen an den Metalloberflächen auf die adsorbierte Polymermenge, wurden studiert. Ferner werden polymeranaloge Reaktionen des PVAms bzw. PVAm-modifizierter Metall- und Metalloxidpulver mit Kohlendioxid, ein Multischichtaufbau mit PVAm und Natriumpolyacrylat, als auch die Hydrophobierung durch Maleinsäureanhydridcopolymere beschrieben. Zur Charakterisierung der polymermodifizierten Oberflächen wurde die XPS, die DRIFT-Spektroskopie und die Sorptiochromie genutzt. Besonders der Sorptiochromie wurde aufgrund der hohen Sensitivität ein hoher Stellenwert in der vorliegenden Arbeit eingeräumt. Das Konzept der Sorptiochromie wurde zum ersten Mal auf Metalloberflächen angewendet. Ein zweiter zentraler Aspekt der Arbeit war deshalb die Suche nach Sondenmolekülen, die geeignet waren Polaritätsparameter farbiger Metalloxid- und Metallpulver zu ermitteln. Hierfür wurden das solvatochrome und acidochrome Verhalten, sowie die Wechselwirkungen von Barbituratfarbstoffen mit Merocyaninstruktur mit Metallionen, Metall- und Metalloxidoberflächen studiert.

Until recently, numerical modulation models for the solar modulation of cosmic rays have been based primarily on finite difference approaches; however, models based on the solution of an appropriate set of stochastic differential equations have become increasingly popular. This study utilises such a spatially three-dimensional and time-stationary model, based on that of Strauss et al. (2011b). The remarkable numerical stability and powerful illustrative capabilities of this model are utilised extensively and in a distinctly comparative fashion to enable new insights into the processes of modulation. The model is refined to provide for both the Smith-Bieber (Smith and Bieber, 1991) and Jokipii-Kota (Jokipii and Kota, 1989) modifcations to the Parker heliospheric magnetic field (Parker, 1958) and the implications for modulation are investigated. During this investigation it is conclusively illustrated that the Parker field is most conducive to drift dominated modulation, while the Jokipii-Kota and Smith-Bieber modifcations are seen to induce successively larger contributions from diffusive processes. A further refinement to the model is the incorporation of a different profile for the heliospheric current sheet. This profile is defined by its latitudinal extent given by Kota and Jokipii (1983), as opposed to the profile given by Jokipii and Thomas (1981). An extensive investigation into current sheet related matters is launched, illustrating the difference between these current sheet geometries, the associated drift velocity fields and the effect on modulation. At high levels of solar activity, such that the current sheet enters deep enough into the polar regions, the profile of Kota and Jokipii (1983) is found to significantly reduce the effective inward (outward) drifts of positively (negatively) charged particles during A > 0 polarity cycles. The analogous effect is true for A < 0 polarity cycles and the overall effect is of such an extent that the A > 0 and A < 0 solutions are found to coincide at the highest levels of solar activity to form a closed loop. This is a result that has never before been achieved without having to scale down the drift coefficient to zero at solar maximum, as was done by e.g. Ndiitwani et al. (2005). Furthermore, it is found that the drift velocity fields associated with these two current sheet profiles lead to significant differences in modulation even at such low levels of solar activity where no difference in the geometries of these profiles are yet in evidence. The model is finally applied to reproduce four observed galactic proton spectra, selected from PAMELA measurements (Adriani et al., 2013) during the atypical solar minimum of 2006 to 2009; a new proton local interstellar spectrum was employed. The results are found to be in accordance with that found by other authors and in particular Vos (2011), i.e. the diffusion was required to consistently increase from 2006 to 2009 and, in addition, the rigidity dependence below ~ 3 GV was required to change over this time so that the spectra became increasingly softer. / MSc (Space Physics), North-West University, Potchefstroom Campus, 2015

Until recently, numerical modulation models for the solar modulation of cosmic rays have been based primarily on finite difference approaches; however, models based on the solution of an appropriate set of stochastic differential equations have become increasingly popular. This study utilises such a spatially three-dimensional and time-stationary model, based on that of Strauss et al. (2011b). The remarkable numerical stability and powerful illustrative capabilities of this model are utilised extensively and in a distinctly comparative fashion to enable new insights into the processes of modulation. The model is refined to provide for both the Smith-Bieber (Smith and Bieber, 1991) and Jokipii-Kota (Jokipii and Kota, 1989) modifcations to the Parker heliospheric magnetic field (Parker, 1958) and the implications for modulation are investigated. During this investigation it is conclusively illustrated that the Parker field is most conducive to drift dominated modulation, while the Jokipii-Kota and Smith-Bieber modifcations are seen to induce successively larger contributions from diffusive processes. A further refinement to the model is the incorporation of a different profile for the heliospheric current sheet. This profile is defined by its latitudinal extent given by Kota and Jokipii (1983), as opposed to the profile given by Jokipii and Thomas (1981). An extensive investigation into current sheet related matters is launched, illustrating the difference between these current sheet geometries, the associated drift velocity fields and the effect on modulation. At high levels of solar activity, such that the current sheet enters deep enough into the polar regions, the profile of Kota and Jokipii (1983) is found to significantly reduce the effective inward (outward) drifts of positively (negatively) charged particles during A > 0 polarity cycles. The analogous effect is true for A < 0 polarity cycles and the overall effect is of such an extent that the A > 0 and A < 0 solutions are found to coincide at the highest levels of solar activity to form a closed loop. This is a result that has never before been achieved without having to scale down the drift coefficient to zero at solar maximum, as was done by e.g. Ndiitwani et al. (2005). Furthermore, it is found that the drift velocity fields associated with these two current sheet profiles lead to significant differences in modulation even at such low levels of solar activity where no difference in the geometries of these profiles are yet in evidence. The model is finally applied to reproduce four observed galactic proton spectra, selected from PAMELA measurements (Adriani et al., 2013) during the atypical solar minimum of 2006 to 2009; a new proton local interstellar spectrum was employed. The results are found to be in accordance with that found by other authors and in particular Vos (2011), i.e. the diffusion was required to consistently increase from 2006 to 2009 and, in addition, the rigidity dependence below ~ 3 GV was required to change over this time so that the spectra became increasingly softer. / MSc (Space Physics), North-West University, Potchefstroom Campus, 2015

Ce texte constitue une synthèse de mes travaux de recherche menés depuis 2000 en statistique mathématique. Ces travaux s'articulent autour de 4 thèmes: la statistique non paramétrique pour les processus de diffusion, efficacité au second ordre pour l'estimation semiparamétrique, agrégation par des poids exponentiels et réduction de dimension pour la régression non paramétrique. <br />Le premier chapitre contient une description générale des résultats obtenus en les replaçant dans un contexte historique et en présentant les motivations qui nous ont animées pour étudier ces problèmes. J'y décris également de façon informelle les idées clés des démonstrations. <br /><br />Au second chapitre, je présente les définitions principales nécessaires pour énoncer de façon rigoureuse les résultats les plus importants. Ce chapitre contient également une discussion plus formelle permettant de mettre en lumière certains aspects théoriques et pratiques de nos résultats.

Les matériaux à changement de phase montrent la combinaison exceptionnelle d’un contraste énorme dans leurs propriétés physiques entre la phase amorphe et cristalline allié à une cinétique de changement de phase extrêmement rapide. La grande différence en résistivité permet leur application dans les mémoires numériques. De plus, cette classe de matériaux montre dans leur état vitreux des phénomènes de transport électronique caractéristiques. Le seuil de commutation dénote la chute de la résistivité dans l’état amorphe au delà d’un champ électrique critique. Le phénomène de seuil de commutation permet la transition de phase en appliquant des tensions relativement faibles. Au-dessous de cette valeur critique l’état désordonné montre une conductivité d’obscurité activée en température ainsi qu’une résistance - dans les cellules mémoires et les couches minces également – qui augmente avec le temps. Cette évolution de la résistivité amorphe entrave le stockage à plusieurs niveaux, qui offrirait la possibilité d'accroître la capacité ou la densité de stockage considérablement. Comprendre les origines physiques de ces deux phénomènes est crucial pour développer de meilleures mémoires à changement de phase. Bien que ces deux phénomènes soient généralement attribués aux défauts localisés, la connaissance de la distribution de défauts dans les matériaux amorphes à changement de phase est assez limitée. Cette thèse se concentre sur la densité des défauts mesurée dans différents verres chalcogénures présentant l’effet de seuil de commutation. Sur la base d’expériences de photo courant modulé (MPC) et de spectroscopie par déviation photothermique, un modèle sophistiqué des défauts a été développé pour GeTe amorphe (a-GeTe) mettant en évidence les états de la bande de valence et plusieurs défauts. Cette étude sur a-GeTe montre que l’analyse des données MPC peut être grandement améliorée en prenant en compte la variation de la bande de l’énergie interdite avec la température. Afin de mieux appréhender l’évolution de la résistivité amorphe, la présente étude porte sur l’évolution avec les recuits et le vieillissement de la résistivité, de l’énergie d’activation du courant d’obscurité, de la densité des défauts, du stress mécanique, de l'environnement atomique et de l’énergie de la bande interdite mesurée par des méthodes optiques sur les couches minces de a-GeTe. Le recuit d’un échantillon entraîne un élargissement de la bande interdite et de l’énergie d’activation du courant d’obscurité. De plus, la technique MPC a révélé une diminution des défauts profonds dans les couches minces de a-GeTe vieillies. Ces résultats illustrent l’impact de l’annihilation des défauts et de l’élargissement de la bande interdite sur l’évolution de la résistivité des matériaux à changement de phase amorphe. Cette thèse présente également une étude sur les alliages à changement de phase GeSnTe. En augmentant la concentration d’étain, on observe une décroissance systématique de la résistivité amorphe, de l’énergie d’activation du courant d’obscurité, de la largeur de bande interdite et de la densité des défauts, qui conduisent à une résistivité amorphe plus stables dans les compositions riches en étain comme a-Ge2Sn2Te4. L’étude sur les alliages GeSnTe montre que les matériaux à changement de phase ayant une résistivité amorphe plus stable présentent une faible énergie d’activation du courant d’obscurité. À l’exemple du Ge2Sn2Te4 et GeTe la présente étude montre un lien étroit entre l’évolution de la résistivité et la relaxation du stress mécanique. L’étude sur les verres chalcogénures montrent que les matériaux ayant un grand champ d’électrique de seuil, bien connu d’après la littérature, présentent aussi une grande densité de défauts. Ce résultat implique que l’origine du phénomène de seuil de commutation se trouve dans un mécanisme de génération à travers la bande interdite et de recombinaison dans les défauts profonds comme proposé par D. Adler. / Phase change materials combine a pronounced contrast in resistivity and reflectivity between their disordered amorphous and ordered crystalline state with very fast crystallization kinetics. Due to this exceptional combination of properties phase-change materials find broad application in non-volatile optical memories such as CD, DVD or Bluray Disc. Furthermore, this class of materials demonstrates remarkable electrical transport phenomena in their disordered state, which have shown to be crucial for their application in electronic storage devices. The threshold switching phenomenon denotes the sudden decrease in resistivity beyond a critical electrical threshold field. The threshold switching phenomenon facilitates the phase transitions at practical small voltages. Below this threshold the amorphous state resistivity is thermally activated and is observed to increase with time. This effect known as resistance drift seriously hampers the development of multi-level storage devices. Hence, understanding the physical origins of threshold switching and resistance drift phenomena is crucial to improve non-volatile phase-change memories. Even though both phenomena are often attributed to localized defect states in the band gap, the defect state density in amorphous phase-change materials has remained poorly studied. This thesis presents defects state densities measured on different amorphous phase-change materials and chalcogenides showing electrical threshold switching. On the basis of Modulated Photo Current (MPC) Experiments and Photothermal Spectroscopy a sophisticated band model for a-GeTe has been developed, which is shown to consist of defect bands and band tail states. This study on a-GeTe has shown that the data analysis within MPC experiments can be drastically improved by taking the temperature dependence of the optical band gap into account. To get a better understanding of resistance drift phenomena this study focuses on the evolution of resistivity on heating and ageing, activation energy of electronic conduction, optical band gap, defect state density, mechanical stress and nearest neighbour ordering in a-GeTe thin films. After heating the samples one hour at 140°C the activation energy for electric conduction increases by 30 meV, while the optical band gap increases by 60 meV. Additionally, MPC experiments revealed a decreasing concentration of mid gap states in aged a-GeTe thin films. These findings demonstrate the impact of band gap opening and defect annihilation on resistance drift. Furthermore, the stoichiometric dependence of resistance drift phenomena in a-GeSnTe phase-change alloys is studied in this thesis. A systematic decrease in the amorphous state resistivity, activation energy for electric conduction, optical band gap and defect density is observed with increasing tin content resulting in a low resistance drift for tin rich compositions such as a-Ge2Sn2Te4. This study on GeSnTe systems demonstrates, that phase change alloys showing a more stable amorphous state resistivity are characterized by a low activation energy of electronic conduction. This finding found in GeSnTe alloys holds also true for GeSbTe and AgInSbTe systems. On the example of a-Ge2Sn2Te4 and a-GeTe exhibiting a strong resistance drift, the evolution of the amorphous state resistivity is shown to be closely linked to the relaxation of internal mechanical stresses resulting in an improving structural ordering of the amorphous phase. For the investigated alloys showing electrical switching, the measured density of midgap states is observed to decreases with decreasing threshold field known from literature. This result favours a generation-recombination model behind electrical switching in amorphous chalcogenides as originally proposed by Adler.