Granitic rocks of the Topley intrusives underlying 100 square miles, centered around Endako, north central British Columbia, form part of a composite body which lies in a northwest trending belt of granitic plutons extending from Babine Lake to Quesnel, a distance of 180 miles. Rocks of the Topley complex in the Endako area have intruded volcanic rocks of the Takla Group (Upper Triassic to Jurassic) and are unconformably overlain by flat-lying Tertiary volcanic flows. These intrusions are probably of Lower Jurassic to Lower Cretaceous age. The granitic rocks, ranging from diorite to alaskite form six large separately emplaced and sharply bounded intrusive bodies. The development of the Topley complex can be divided chronologically, from oldest to youngest, into five major stages: (I) the Simon Bay (diorite) complex; (II) the Endako quartz monzonite which is the host rock of the Endako molybdenum deposit, and the Franco is granite; (III) the Glennanan complex; (IV) the Casey quartz monzonite-alaskite; and (V) the Stellako quartz monzonite. The Glennanan complex, which is the best exposed and most intensely studied intrusive, consists of two large asymmetrically zoned bodies and a small stock of porphyritic quartz monzonite. The larger zoned body near the town of Endako has: (1) a western zone of porphyritic granite; (2) an intermediate zone of porphyritic quartz monzonite; and (3) an eastern zone of porphyritic granodiorite. A granodiorite zone is absent in the asymmetrically zoned Nithi Mountain intrusive body. All internal contact are gradational and all rock zones contain large rectangular perthite megacrysts which enclose oriented crystals of plagioclase and other minerals. The development of the rock zones can be accounted for by differentiation of a hornblende-biotite granodiorite magma at depth and successive intrusion of first granite, then quartz monzonite and finally granodiorite. Topley stages II to V represent a continuous period of epizonal intrusion following the emplacement of the more deep seated (mesozonal?) Simon Bay complex. Northwesterly and northeasterly trending fracture zones controlled the structural evolution of the Topley complex in the map area. / Science, Faculty of / Earth, Ocean and Atmospheric Sciences, Department of / Graduate

Dans ce travail, nous mettons en place une méthode fournissant des bornes à la fois garanties et précises de l'erreur de discrétisation commise sur des quantités locales lors de simulations numériques menées par la Méthode des Éléments Finis. On se focalise sur les problèmes de viscoélasticité linéaire décrits par variables internes. A partir d'une méthode générale développée au LMT Cachan, plusieurs optimisations sont abordées parmi lesquelles la prise en compte des effets d'histoire, le caractère non intrusif de la méthode ou l'estimation de l'erreur de modèle. La pertinence de la méthode est démontrée sur diverses applications numériques en 1D, 2D et 3D.

Le domaine de la cryptanalyse a été marqué ces dernières années par la découverte de nouvelles classes d'attaques, dont font partie les attaques par injection de fautes. Le travail de thèse vise à développer des outils et des techniques destinés à rendre les circuits robustes face aux attaques par injection de fautes (Differential Fault Analysis : DFA). On s'intéresse en particulier à étudier la modélisation et la conception de circuits asynchrones résistants à ces attaques. Le travail porte dans un premier temps sur l'analyse de la sensibilité aux fautes de ces circuits, puis sur le développement de contre-mesures visant à améliorer leur résistance et leur tolérance. Les résultats sont évalués en pratique sur des circuits cryptographiques asynchrones par une méthode d'injection de fautes par laser. Ces résultats valident les analyses théoriques et les contre-mesures proposées, et confirment l'intérêt des circuits asynchrones pour la conception de systèmes sécurisés.

Mid-Late Triassic-age alkali-basalt dikes were emplaced along the coast of New England between 240-200 Ma. Known as the Coastal New England (CNE) magmatic province, this dike swarm is the immediate magmatic predecessor to the formation of the Central Atlantic Magmatic Province large igneous province at 201 Ma and the breakup of Pangea. The intent of this study is to determine the melt source and mechanisms for melting which produced the Triassic coastal dikes. To achieve this goal, major and trace element compositions were analyzed for 53 CNE dikes from Maine and Nova Scotia. Radiogenic Nd-Sr-Pb-Hf ratios, representing some of the first 176Hf/177Hf data for CNE, are reported for 12 of the dikes. Taken together, the compositional data implicate melting of a deep mantle source that is relatively enriched in incompatible elements, such as a mantle-plume similar to those hypothesized as the source of melting in modern ocean-island basalts (i.e. Hawaii). Dike compositions are inconsistent with melts generated at typical spreading-center ridges (i.e. MORB). Modeling suggests that CNE melts ascended through thick continental crust, consistent with the incipient stages of rifting of Pangea, as evidenced by a heterogeneous mix of melting and crystallization depths, between 0-70km, with no clear geographic pattern. Radiogenic isotope data are relatively consistent and represent a mixture between HIMU, EMI and DMM mantle reservoirs, implying component consisting of relict subducted oceanic crust (or other similarly evolved material). CNE magmatism may have contributed to the breakup of Pangea by destabilizing the lower crust in the limited local area where it erupted, but its true relationship with the breakup of Pangea and later CAMP event requires more study. / Master of Science / Approximately 200-250 million years ago, hundreds of sheets of lava, called dikes, erupted along what is today the coast of New England. As these volcanic dikes rose up from the Earth’s mantle, they traveled along cracks and weak areas of the Earth’s crust. Today, these dikes are found along the New England coast as far south as Rhode Island and as far north as Nova Scotia, Canada. Based on the similarity of their geochemistry and petrology, as well as their geologic age and geography of their eruption, geologists group these dikes and similar volcanics together as a single, related magmatic event. This magmatic event produced the Coastal New England (CNE) magmatic province. 250 million years ago, the coast of New England was actually an interior part of the supercontinent known as Pangea. Around 250 m.yr. ago, Pangea slowly began rifting apart, which is when CNE volcanism began. By 200 m.yr. ago, Pangea had broken up, and CNE volcanism had ended. Further complicating the story, a large-igneous province (LIP) also erupted 200 m.yr. ago. Known as the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP), this volcanism consisted of enormous volumes of lava that flooded over the entire east coast of the United States. The intent of this study is to determine what geological conditions led to the CNE volcanism. By learning which part of the Earth melted and why, CNE volcanism’s role in the breakup of Pangea, and the much larger CAMP eruptions that coincided with it, will become clearer. For instance, did the geologic events that resulted in CNE volcanism contribute to the breakup of Pangea, or did the breakup of Pangea cause CNE volcanism followed by CAMP volcanism? To achieve this goal, the geochemical compositions of 53 CNE dikes from Maine and Nova Scotia were analyzed. Radiogenic Nd-Sr-Pb-Hf ratios for a subset of the dikes (12) were also analyzed. This study presents some of the first radiogenic hafnium data for rocks from CNE. The data indicate that the melting which produced the CNE dikes began in the deep mantle, similar to the melting of mantle plumes beneath modern ocean-islands such as Hawaii. In contrast, shallow mantle melting, like the melting at mid-ocean ridges where oceanic crust is produced, is not consistent with the geochemical evidence presented for CNE in this study. Modeling suggests that CNE magmas rose through thick continental crust, which caused them to begin forming crystals at relatively high depths. Radiogenic isotope data suggests that part of the mantle that melted was old, recycled oceanic crust or similar mantle material. CNE magmatism may have contributed to the breakup of Pangea by destabilizing the lower crust in the limited local area where it erupted, but its true relationship with the breakup of Pangea and later CAMP event requires more study.

Résumé : La mesure des profils transitoires et de la vitesse de solidification sont deux données importantes pour le contrôle de procédés industriels impliquant un changement de phase. Dans le cas de l’électrolyse de l’aluminium, ce processus de solidification assure la protection du système et influe sur la performance énergétique du procédé de fabrication. Malheureusement, ces données se révèlent, dans la plupart des cas, difficilement accessibles. Ce travail de thèse porte sur le développement de nouveaux outils permettant l’étude et la caractérisation de la solidification de matériaux à changement de phase et à haute température. L’objectif est de développer un système de mesure du front de solidification de matériaux à changement de phase non destructif et ne perturbant pas le milieu de mesure, tout en assurant une précision et une réponse suffisamment rapide pour exploiter de nouvelles stratégies de contrôle dans les cuves d’électrolyse. Ce travail couple une étude expérimentale fondamentale de la solidification de la cryolithe avec une modélisation numérique de phénomène de changement de phase solide-liquide dans des conditions proches du fonctionnement de cuves d’électrolyse. // Abstract : Measurement of transient solidification fronts and of solidification rate are two important data for controlling industrial processes involving a solid-liquid phase change. In the case of aluminium electrolysis, this solidification process protects the system and affects the energy performance of the manufacturing process. Unfortunately, these data are not easy to obtain in most cases. This thesis focuses on the development of new tools for the study and on the solidification characterization of phase change materials at high temperature. The goal is to develop a nondestructive solidification front measurement system for phase change materials without disturbing the measurement medium, while ensuring accuracy and a fast enough response time to exploit new control strategies in electrolysis cells. This work couples a fundamental experimental study of the cryolite solidification with numerical modeling of solid-liquid phase change phenomenon under conditions close to those during normal operation of electrolytic cells.

Les moteurs électriques sont responsables de 67% de la consommation d’électricité dans l’industrie. Remplacer les moteurs installés par des entrainements plus efficients requiert de statuer sur leur adéquation avec les charges qu’ils entrainent. Une contrainte forte est de les analyser « on-line » et sans mesures intrusives ni consignations des installations.Cette thèse répond à un triple objectif. Premièrement, un dispositif de diagnostic « non-invasif » facilement intégrable en milieu industriel a été développé avec quatre méthodes d’évaluation du niveau de charge des moteurs asynchrones directement connectés au réseau. Deux de ces méthodes, existantes et basées sur la mesure du courant et du flux magnétique de dispersion, font l’objet d’améliorations significatives qui les portent à un niveau TRL7. Les deux autres méthodes exploitent la mesure seule du flux de dispersion. Leur applicabilité est vérifiée pour une alimentation par un système de tensions, équilibré ou non, avec des variations permanentes ou aléatoires. Une étude plus exploratoire montre que l’estimation non-invasive du courant absorbé par les machines asynchrones alimentées par convertisseurs électroniques est possible par exploitation du flux rayonné. Deuxièmement, le dispositif de diagnostic énergétique et des algorithmes de recherche de motorisation adaptée à un cycle de fonctionnement défini ont été appliqués à des exemples concrets d’optimisation énergétique sur un site industriel très énergivore, une aluminerie. Troisièmement, cette étude propose une réflexion sur la gestion d’un parc moteurs et, notamment, sur l'analyse des performances des moteurs neufs comparés à ceux ayant subi un rebobinage. / In the industry, electrical motors are responsible for 67% of electricity consumption. Replacing installed motors by more efficient ones requires the knowledge of their suitability with the loads that they drive. Analyzing the load variations without intrusive measurements or installations consignments is a strong constraint.That is why this thesis has a threefold purpose. Firstly, a “noninvasive” diagnostic device has been developed with four methods for evaluating the load of grid-connected induction motors. Two of these methods, based on the measurement of the current and the magnetic stray flux, have been significantly improved up to TRL7. The two other methods exploit only the measurement of the stray flux. Their applicability is checked for balanced and unbalanced supply voltage systems with permanent or random variations. A more exploratory study shows that the noninvasive estimation of the current for inverter-fed induction machines is possible using the radiated external flux. Secondly, the energy diagnosis device and search algorithms adapted to an operating cycle motorization have been applied to practical examples of energy optimization in an electro-intensive industrial plant, an aluminum smelter. Thirdly, a reflection on the management of a motor fleet is proposed, in particular, on the performance analysis between new motors and rewounded ones.

Rsum : La mesure des profils transitoires et de la vitesse de solidification sont deux donnes importantes pour le contrle de procds industriels impliquant un changement de phase. Dans le cas de llectrolyse de laluminium, ce processus de solidification assure la protection du systme et influe sur la performance nergtique du procd de fabrication. Malheureusement, ces donnes se rvlent, dans la plupart des cas, difficilement accessibles. Ce travail de thse porte sur le dveloppement de nouveaux outils permettant ltude et la caractrisation de la solidification de matriaux changement de phase et haute temprature. Lobjectif est de dvelopper un systme de mesure du front de solidification de matriaux changement de phase non destructif et ne perturbant pas le milieu de mesure, tout en assurant une prcision et une rponse suffisamment rapide pour exploiter de nouvelles stratgies de contrle dans les cuves dlectrolyse. Ce travail couple une tude exprimentale fondamentale de la solidification de la cryolithe avec une modlisation numrique de phnomne de changement de phase solide-liquide dans des conditions proches du fonctionnement de cuves dlectrolyse. // Abstract : Measurement of transient solidification fronts and of solidification rate are two important data for controlling industrial processes involving a solid-liquid phase change. In the case of aluminium electrolysis, this solidification process protects the system and affects the energy performance of the manufacturing process. Unfortunately, these data are not easy to obtain in most cases. This thesis focuses on the development of new tools for the study and on the solidification characterization of phase change materials at high temperature. The goal is to develop a nondestructive solidification front measurement system for phase change materials without disturbing the measurement medium, while ensuring accuracy and a fast enough response time to exploit new control strategies in electrolysis cells. This work couples a fundamental experimental study of the cryolite solidification with numerical modeling of solid-liquid phase change phenomenon under conditions close to those during normal operation of electrolytic cells.

Ce travail de recherche vise à contribuer au développement de nouveaux outils d'estimation d'erreur globale et locale en ingénierie mécanique. Les estimateurs d'erreur globale étudiés reposent sur le concept d'erreur en relation de comportement à travers des techniques spécifiques de construction de champs admissibles, assurant l'aspect conservatif ou garanti de l'estimation. Une nouvelle méthode de construction de champs admissibles est mise en place et comparée à deux autres méthodes concurrentes, en matière de précision, coût de calcul et facilité d'implémentation dans les codes éléments finis. Une amélioration de cette nouvelle méthode hybride fondée sur une minimisation locale de l'énergie complémentaire est également proposée. Celle-ci conduit à l'introduction et à l'élaboration de critères géométriques et énergétiques judicieux, permettant un choix approprié des régions à sélectionner pour améliorer localement la qualité des champs admissibles. Dans le cadre des estimateurs d'erreur locale basés sur l'utilisation conjointe des outils d'extraction et des estimateurs d'erreur globale, deux nouvelles techniques d'encadrement de l'erreur en quantité d'intérêt sont proposées. Celles-ci sont basées sur le principe de Saint-Venant à travers l'emploi de propriétés spécifiques d'homothétie, afin d'améliorer la précision des bornes d'erreur locale obtenues à partir de la technique d'encadrement classique fondée sur l'inégalité de Cauchy-Schwarz. Les diverses études comparatives sont menées dans le cadre des problèmes d'élasticité linéaire en quasi-statique. Le comportement des différents estimateurs d'erreur est illustré et discuté sur des exemples numériques tirés d'applications industrielles. Les travaux réalisés constituent des éléments de réponse à la problématique de la vérification dans un contexte industriel. / This research work aims at contributing to the development of innovative global and goal-oriented error estimation tools applied to Computational Mechanics. The global error estimators considered rely on the concept of constitutive relation error through specific techniques for constructing admissible fields ensuring the recovery of strict and high-quality error estimates. A new hybrid method for constructing admissible stress fields is set up and compared to two other techniques with respect to three different criteria, namely the quality of associated error estimators, the computational cost and the simplicity of practical implementation into finite element codes. An enhanced version of this new technique based on local minimization of the complementary energy is also proposed. Judicious geometric and energetic criteria are introduced to select the relevant zones for optimizing the quality of the admissible fields locally. In the context of goal-oriented error estimation based on the use of both extraction techniques and global error estimators, two new improved bounding techniques are proposed. They lean on Saint-Venant's principle through specific homotheticity properties in order to obtain guaranteed and relevant bounds of better quality than with the classical bounding technique based on the Cauchy-Schwarz inequality. The various comparative studies are conducted on linear elasticity problems under quasi-static loading conditions. The behaviour of the different error estimators is illustrated and discussed through several numerical experiments carried out on industrial cases. The associated results may open up opportunities and help broaden the field of model verification for both academic research and industrial applications.

Ce travail de recherche vise à contribuer au développement de nouveaux outils d'estimation d'erreur globale et locale en ingénierie mécanique. Les estimateurs d'erreur globale étudiés reposent sur le concept d'erreur en relation de comportement à travers des techniques spécifiques de construction de champs admissibles, assurant l'aspect conservatif ou garanti de l'estimation. Une nouvelle méthode de construction de champs admissibles est mise en place et comparée à deux autres méthodes concurrentes, en matière de précision, coût de calcul et facilité d'implémentation dans les codes éléments finis. Une amélioration de cette nouvelle méthode hybride fondée sur une minimisation locale de l'énergie complémentaire est également proposée. Celle-ci conduit à l'introduction et à l'élaboration de critères géométriques et énergétiques judicieux, permettant un choix approprié des régions à sélectionner pour améliorer localement la qualité des champs admissibles. Dans le cadre des estimateurs d'erreur locale basés sur l'utilisation conjointe des outils d'extraction et des estimateurs d'erreur globale, deux nouvelles techniques d'encadrement de l'erreur en quantité d'intérêt sont proposées. Celles-ci sont basées sur le principe de Saint-Venant à travers l'emploi de propriétés spécifiques d'homothétie, afin d'améliorer la précision des bornes d'erreur locale obtenues à partir de la technique d'encadrement classique fondée sur l'inégalité de Cauchy-Schwarz. Les diverses études comparatives sont menées dans le cadre des problèmes d'élasticité linéaire en quasi-statique. Le comportement des différents estimateurs d'erreur est illustré et discuté sur des exemples numériques tirés d'applications industrielles. Les travaux réalisés constituent des éléments de réponse à la problématique de la vérification dans un contexte industriel.