Neisseria meningitidis är en bakterie som kan leda till invasiv sjukdom eller endast orsaka bärarskap i nasopharynx. Bakterien delas in i olika serogrupper och klonala komplex. Vissa av dessa grupper och klonala komplex förekommer endast hos invasiva isolat och andra bland bärare, vilket tyder på att det finns genetiska skillnader mellan invasiva och bärarisolat. I denna studie undersöktes genen pilE som kodar för PilE proteinet och ingår i bakteriens pili. Proteinet finns i två klasser, klass 1 och klass 2. Metoden som användes för att studera eventuella skillnader i förekomst och uttryck av pilE genen var digital droplet PCR (ddPCR). Både DNA och RNA kvantifierades med ddPCR för att undersöka antalet kopior av pilE genen (DNA) samt dess uttryck (RNA) mellan invasiva isolat och bärarisolat, mellan klass 1 pilE isolat och klass 2 samt fördelning av klasserna i isolattyperna. Principen för ddPCR är att dela ett prov till tiotusentals nanodroppar där individuella droppar genomgår PCR för en senare avläsning av flourescens från prober. Resultatet visade skillnad mellan bärarisolat och invasiva isolat där de invasiva isolaten visade mindre uttryck av pilE än bärarisolat. Klass 2 isolat hade signifikant färre genuttryck än klass 1 isolat och invasiva isolat visade klass 2 i högre utsträckning än bärarisolat. / Neisseria meningitidis is a bacterium that can cause invasive disease or carriage in the nasopharynx. The bacteria are divided into different serogroups and clonal complexes. Specific serogroups and clonal complexes are more frequent or are only found among invasive isolates or in carriage isolates. This study has investigated pilE, a gene that encodes the PilE protein located in the bacteria´s pilin and the protein is found in either class 1 or class 2. digital droplet PCR was used to investigate differences in presence and expression of the gene pilE. Both DNA and RNA was quantified to study the difference in copy number of the pilE gene (DNA) and its expression (RNA) between invasive isolates and carriage isolates but also between class 1 isolates and class 2 isolates. The distribution of classes between the isolate types was also investigated. The ddPCR method divides a sample into thousands of nanodroplets and a PCR reaction occurs in each droplet followed by droplet reading where fluoroscens from probes is measured. The difference that could be seen was that the invasive isolates expressed pilE in lower copies. Class 2 isolates had a significantly lower gene expression than class 1 isolates and invasive isolates expressed class 2 in a higher frequency.

This thesis consists of two parts. The first part explores a 2-d edge dislocation model to demonstrate characteristics of Field Dislocation Mechanics (FDM) in modeling single and collective behavior of individual dislocations. The second work explores the possibility of modelling adiabatic shear bands propagation within the timespace averaged framework of Mesoscopic Field Dislocation Mechanics (MFDM). It is demonstrated that FDM reduces the study of a significant class of problems of discrete dislocation dynamics to questions of the modern theory of continuum plasticity. The explored questions include the existence of a Peierls stress in translationally-invariant media, dislocation annihilation, dislocation dissociation, finite-speed-of-propagation effects of elastic waves vis-a-vis dynamic dislocation fields, supersonic dislocation motion, and short-slip duration in rupture dynamics. A variety of dislocation pile-up problems are studied, primarily complementary to what can be dealt by existing classical pile-up models. In addition, the model suggests the possibility that the tip of a shear band can be modelled as a localized spatial gradient of elastic distortion with the dislocation density tensor in continuum dislocation mechanics; It is demonstrated that the localization can be moved by its theoretical driving force and forms a diffuse traveling band tip, thereby extending the thin layer of the deformation band. A 3-d, parallel finite element framework of MFDM is developed in a geometrically nonlinear context for the purpose of modelling shear bands. The numerical formulations and algorithm are presented in detail. Constitutive models appropriate for single crystal plasticity response and J2 plasticity with thermal softening are implemented.

En tant que système producteur de puissance électrique continue, la pile à combustible est souvent considérée de la même manière qu'une batterie. Il s'agit cependant d'un système ouvert qui utilise l'énergie chimique portée par un couple carburant/comburant, pour produire du travail, électrique en l'occurrence. Elle peut ainsi être considérée comme un type particulier de moteur thermique à combustion interne. Partant de cee simple réflexion, nous représentons dans cette thèse la pile à combustible sous la forme d'un moteur thermique équivalent, sur la base d'une identification de la pile idéale, c'est-à-dire réversible d'un point de vue thermodynamique, à un moteur de Carnot. Puis, prolongeant le raisonnement dans le domaine de la thermodynamique en dimensions finies, nous définissons une pile à combustible endoréversible, c'est-à-dire source d'entropie par l'intermédiaire de ses échanges de matière et d'énergie avec son environnement. La traduction en langage exergétique de ces idées permet d'appréhender de manière plus pertinente le fonctionnement du système pile à combustible, formé par la pile elle-même et par ses organes auxiliaires principaux (échangeurs, humidificateur d'air, etc.). L'analyse exergétique en dimensions finies ainsi formalisée est successivement appliquée à la pile seule, à ses échangeurs de chaleur et à son humidificateur d'air. Nous étudions par la même voie le fonctionnement de quelques systèmes pile à combustible intéressants, basés sur des piles fonctionnant à haute ou basse température, éventuellement en cycle combiné avec une machine thermique. Outre une mise en évidence supplémentaire de la pertinence de l'approche exergétique pour la description de systèmes de natures très différentes, nous militons ici pour une diffusion plus large de cette méthodologie, en dehors de son champ traditionnel d'application, par exemple en électrotechnique.

Notre avenir énergétique doit être basé sur des énergies non polluantes ayant des ressources importantes. Les énergies renouvelables sont les meilleurs candidats mais l'intermittence de leur production nécessite de trouver des moyens de stockage efficaces et respectant l'environnement. Un système électrolyseur/pile à combustible permet de stocker l'électricité par l'intermédiaire d'un stockage sous forme de gaz et, en plus, de générer de la chaleur. L'objectif de ce travail est d'évaluer les performances d'un système autonome de production d'énergie électrique et thermique, couplant un champ photovoltaïque et un système de stockage par l'hydrogène, composé d'un électrolyseur, d'une unité de stockage de gaz et d'une pile à combustible. L'hydrogène est l'unique moyen de stockage de l'électricité. Pour réaliser cette étude, deux outils complémentaires ont été développés : un banc d'essai de 3,6 kW et un outil de simulation.<br/> Pour sélectionner le banc d'essai, une étude bibliographique rassemble les informations nécessaires au dimensionnement et au choix du système et de ses composants. La disponibilité très limitée de composants adaptés à notre application nous a contraints à développer de nouveaux appareils (électrolyseur, pile à combustible, appareil de conversion et de gestion d'énergie). Le banc d'essai réalisé est automatisé et sécurisé. L'analyse expérimentale évalue le rendement du système de stockage par l'hydrogène par la détermination des différentes pertes dans chacun des composants. Différentes modifications sont proposées pour améliorer les performances du système de stockage. L'outil de modélisation simule le fonctionnement du banc d'essai pour une charge et un site donnés. Il peut modéliser tout système à partir de résultats expérimentaux des composants. Les résultats de simulation permettent de caractériser le fonctionnement du système dans une application autonome, de déterminer ses performances et d'évaluer l'influence des différentes pertes.

Un système électrique isolé du réseau, uniquement alimenté par un générateur photovoltaïque nécessite un stockage d'énergie pour être autonome. La batterie au plomb est couramment utilisée à cet effet, en raison de son faible coût, malgré certaines contraintes de fonctionnement. On peut la remplacer par une unité de stockage (USEH) incluant un électrolyseur, une pile à combustible et un réservoir d'hydrogène. Mais il reste d'importants efforts à fournir avant de voir l'essor industriel de cette technologie dont les débouchés doivent être identifiés. Les applications stationnaires de quelques kW sont évaluées par simulation numérique. Un simulateur est développé dans l'environnement Matlab/Simulink, comprenant principalement: le champ photovoltaïque et le système de stockage (batteries au plomb, USEH, ou stockage hybride USEH/batteries). La taille des composants est calculée pour satisfaire l'autonomie du système sur une année de fonctionnement. Il est testé pour 160 profils de charge (1kW en moyenne annuelle) et trois situations géographiques (Algérie, France et Norvège). Deux coefficients sont mis en place pour traduire la corrélation entre la consommation de l'usager et la disponibilité de la ressource renouvelable, à l'échelle journalière et saisonnière. Parmi les cas testés, le coefficient de corrélation saisonnier montre une valeur limite permettant de préconiser le stockage le plus adapté au cas étudié. L'emploi de l'USEH au lieu de batteries au plomb peut conduire à accroître le rendement du système, à réduire la taille du champ photovoltaïque et à optimiser l'exploitation de la ressource renouvelable. Dans tous les cas testés, l'hybridation de l'USEH avec des batteries permet d'améliorer le dimensionnement et les performances du système, avec un gain sur le rendement de 10 à 40 % selon le lieu testé. La confrontation des résultats de simulation à des données de systèmes réels a permis de valider les modèles utilisés.

Avec les larges déploiements de multiples technologies sans fil, les terminaux informatiques mobiles bénéficient d'une connectivité presque permanente, changeant de réseaux d'accès au gré de leurs déplacements. Ceci pose cependant le problème de la sélection de ces réseaux, afin de fournir les meilleures performances. Cette mobilité risque aussi d'impacter la qualité des applications, souvent en raison lors des " handovers " d'un réseau à l'autre, ou de la disparité des caractéristiques des réseaux d'accès. Pour aborder ces problèmes, cette thèse introduit trois éléments de contrôle (observation, décision, action) pour permettre une meilleure utilisation des ressources réseau par les équipements mobiles. Nous introduisons d'abord un mécanisme de décision qui utilise directement les métriques pertinentes pour les utilisateurs et les applications, plutôt que l'approche indirecte classique basée sur les métriques réseau. Ce mécanisme contrôle de manière coordonnée l'ensemble de la pile protocolaire, plutôt que des composants séparés, afin d'éviter des combinaisons conflictuelles. Nous démontrons que la flexibilité des paramètres applicatifs peut être exploitée et permet de maintenir une qualité élevée pour les applications tout en réduisant les coûts d'accès (énergétique et financier). Un élément d'action pour atténuer les perturbations lors des handovers est ensuite proposé sous la forme d'une extension au TCP-Friendly Rate Control mechanism (TFRC). Nous proposons de suspendre la transmission avant la déconnexion, puis de sonder le réseau après reconnexion. Nous montrons que cela permet un rétablissement plus rapide et une meilleure adaptabilité aux conditions du nouveau réseau. Son usage en combinaison avec le Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) offre un meilleur support aux applications temps-réel, dont la qualité dépend de la vitesse de transmission immédiate. Finalement, nous proposons l'usage de la OMF Measurement Library (OML), une bibliothèque légère d'instrumentation et de rapport, comme élément d'observation. Pour évaluer la validité de cette proposition, nous étudions sa performance. Nous montrons qu'elle n'a pas d'impact significatif sur les applications instrumentées et qu'elle permet un suivi précis des métriques idoines.

<p>Bioenergi är en stor industri i Sverige och står för en betydande del av energiomsättningen. Bioenergi i form av flis förvaras runt om i landet på hög i väntan på förbränning. Då högarna läggs upp startar olika processer som värmer upp stacken, ofta till temperaturer på 50°C under det första dygnet. En vanlig ansats i litteraturen är att denna temperaturstegring beror på aerob nedbrytning. Arbetet ämnar undersöka om denna uppvärmning endast beror av mikrobiella aktiviteter. Hypotesen prövas genom kalorimetriska mätningar av effekt från prover av flis och simulering av första dygnets temperaturutveckling i ett program som programmeras under arbetes gång.</p><p>I modellen så betraktas för enkelhets skulle flisstacken som en avlång figur med rektangulärt tvärsnitt. Figuren delas sedan in i lämpligt stora beräkningsceller. Problemet löses genom att iterativt räkna fram ett strömningsfält. Strömningsfältet och effekterna som räknas ut hålls sedan konstanta under ett tidssteg, 5-15min. Den magasinerade värmeenergin används sedan för att räkna fram en ny temperatur som så ger ett nytt strömningsfält och nya effekter. I modellen användes enbart explicita metoder eftersom de är snabbare och mycket enklare att programmera.</p><p>Ett flertal experiment i kalorimeter genomfördes med olika prover av flis och torv. Prover med barkflis gav högst utslag. Den högsta effekten som uppmättes var 2,16W/kg TS. Då effekter av denna storleksordning användes som inre effektgenerering i programmet gav detta inte en temperatur ökning motsvarande sådana som uppmätts i verkligheten. Detta tyder på att mer än aerob nedbrytning krävs för att ge en temperatur på över 50°C.</p> / <p>Bioenergy is a major industry in Sweden and accounts for a significant part of the energy production. Bioenergy in the form of wood chips is stored in piles across the country awaiting combustion. When the piles are acumulated, various processes that heat the stack begin, often to temperatures of 50 °C during the first day. A common approach in the literature is that this temperature rise is due to the aerobic decomposition. This paper will investigate whether the microbial activity is the fundamental cause for warming. The hypothesis is tested by calorimetric measurements of power from the samples of wood chips and simulation of the first day's temperature development in a programme that was desinated.</p><p>For simplicity the model considers an oblong wood chip pile with rectangular cross-section. The pile is then subdivided into appropriately sized calculation cells. The problem is solved by calculating a flow field iteratively. The flow field and the effects that are calculated is then static during one time step for approximately 5-15 minutes. The produced heat energy is then used to calculate a new temperature, which renders a new flow field and new powers. The model uses only explicit methods because they are faster and much easier to programme.</p><p>Several calorimetric experiments were carried out with various samples of wood chips and peat. Samples of bark chips achieved the highest result. The highest power measured was 2.16 W / kg DM. When the effects of this magnitude were used as internal power source in the programme the temperature did not increase corresponding to those measured in reality. This suggests that more than aerobic decomposition is needed to reach a temperature above 50°C.</p>

Cette étude est consacrée au développement d'une pile à combustible à oxyde solide (SOFC) de type monochambre. Contrairement à une pile SOFC conventionnelle, le système monochambre fonctionne dans un mélange de gaz hydrocarbure/air ce qui permet de s'affranchir des contraintes d'étanchéités. Le principe de fonctionnement est basé sur la différence d'activité catalytique entre l'anode et la cathode : l'anode doit être sélective à l'oxydation des hydrocarbures et la cathode à la réduction de l'oxygène. La configuration monochambre implique cependant de nouvelles contraintes concernant notamment la stabilité des matériaux sous mélange hydrocarbure/air à haute température.L'objectif de cette thèse est d'optimiser les performances d'une pile monochambre fonctionnant sous mélange méthane/oxygène et d'améliorer la compréhension de ce système.Les différents éléments d'une pile (électrolyte, cathode, anode) ont été caractérisés sous mélange méthane/oxygène. Quatre matériaux de cathodes (LSM, BSCF, SSC, LSCF) ont été comparés au niveau de leur activité catalytique, stabilité, conductivité électrique et résistance de polarisation. Une étude catalytique de l'anode a été réalisée afin d'identifier les réactions chimiques qui se produisent. Une étude de pile complète en géométrie électrolyte support a permis de sélectionner le matériau de cathode LSCF. Cette étude a également mis en évidence la nécessité de diminuer l'épaisseur de l'électrolyte, la géométrie anode support a donc été étudiée. La première pile anode support a présentée une anode inhomogène et un électrolyte poreux. Des travaux ont été menés afin d'homogénéiser l'anode et de diminuer la porosité de l'électrolyte. En optimisant les conditions de fonctionnement (température et rapport CH4/O2), une densité de puissance maximale de 160 mW.cm-2 a été obtenue.

The Prairie Creek Mine, NWT, is a non-producing Zn-Pb-Ag mine located within the Mackenzie Mountains. The 320 km2 area is surrounded by the Nahanni National Park Reserve, and is found approximately 40 km upstream of a UNESCO World Heritage Site. Geochemical characterization of weathered material in the area is useful from both an exploration geochemistry and environmental geochemistry perspective. This investigation attempted to characterize geochemical and mineralogical controls on metal mobility in natural and manufactured environments. Surface waters and sediments were sampled, analyzed, and interpreted. Detailed mineralogical analyses were also performed, including SEM, XRD, and synchrotron-based µXRF and µXRD. Prairie Creek contains sulphide and supergene mineralization hosted in carbonate rocks, which supply the area with a high pH, as well as a wealth of alkalinity and buffering capacity. This study aims to provide some insight as to the geochemical and mineralogical controls on the weathering processes which may enhance or inhibit mobility of metals downstream of known mineralization. Results show that the metals are found in much higher concentration in the stream sediments than in the stream waters. Pb and Zn show the highest concentrations, and Zn appears to be more mobile than Pb. Based on water versus sediment chemistry, it may be possible to differentiate between mineralization types. Dissolution textures and alteration of detrital grains indicates that chemical weathering does occur within the streams and releases metals to the aqueous environment, though they are likely quickly attenuated through adsorption or co-precipitation. The mine site hosts a historic ore stockpile and waste rock pile, established in the early 1980’s. Geochemical characterization of the reactions occurring within these piles and of the mineralogical controls on metal mobility can contribute to the mitigation of risk from leachate. Metal concentrations are variable and do not support a trend, which indicates that metal mobility within these piles may be attributed to micro-environments. There appears to be a trend in increasing alkalinity and decreasing sulphate towards the bottom of the piles. Therefore, metals appear to have limited mobility in the studied environments, although small scale chemical reactions are occurring which may release and attenuate metals. / Thesis (Master, Geological Sciences & Geological Engineering) -- Queen's University, 2013-07-04 20:00:21.774

Synthetic polymer fluids have been used as an alternative to conventional bentonite slurries for the excavation of foundation elements over the last two decades. Thus far their use has excited polarised views in the industry – some construction professionals avoid using them after hearing ‘horror stories’ about past failures whereas others believe that they are the future of support fluids because of the many benefits that they can offer. This situation has been found to be mainly due to a lack of understanding of what polymers really are and their properties. To address this issue, the various polymer products currently available in the market have been categorised based on their intended functions, and the fundamental properties of some of them have been characterised. The research showed that significant difference exists between polymers even of the same chemical family. Based on a series of rheological experiments, it was found that the properties of polymer fluids are highly dependent on the governing shear rate, time, and a range of site dependent factors. The research also showed that the current procedure for the interpretation of viscosity data is incorrect. After an analysis of the properties of currently available polymers, the latter part of the thesis describes a field trial carried out at a site in Stratford, East London. The aims of the trial were twofold: to compare the performance between piles constructed using bentonite and polymer fluids, and to assess the effect of extended pile bore open time for pile bores supported by polymers. From the results, it was found that the polymer piles showed much stiffer load–settlement response than the bentonite pile, and that a pile bore open time of up to 26 h had no adverse effect on the pile performance. The load test results have been carefully back-analysed using a range of methods. It was found that, compared to their bentonite counterparts, polymer fluids can improve the interface shearing resistance with Thanet Sand and the shear modulus of the Lambeth clay.