The purpose of this study was to design a passive nanostrain Radio Frequency strain sensor that helps to monitor the strain changes caused by traffic in motion on bridges. The phase sensitive interrogation method was applied meaning that the strain changes will be measured by the cavity sensor phase shift. The results revealed that the RF strain sensor could achieve a resolution of a few nanostrain. The principle conclusion was that the designed RF strain sensor has nanostrain sensitivity. Coaxial-Cylinder sensor sensitivity was 8 nanostrain. Cylinder volume resonant cavity sensor sensitivity was 8 nanostrain for high Q and 4 nanostrain for low Q. (BW = 160Hz) These sensitivities were somewhat larger than theoretical estimates due to noise from sauces other than the thermal noise used in the theoretical estimation. Therefore sensors will be useful for Structural Health Monitoring applications.

The purpose of this study was to design a passive nanostrain Radio Frequency strain sensor that helps to monitor the strain changes caused by traffic in motion on bridges. The phase sensitive interrogation method was applied meaning that the strain changes will be measured by the cavity sensor phase shift. The results revealed that the RF strain sensor could achieve a resolution of a few nanostrain. The principle conclusion was that the designed RF strain sensor has nanostrain sensitivity. Coaxial-Cylinder sensor sensitivity was 8 nanostrain. Cylinder volume resonant cavity sensor sensitivity was 8 nanostrain for high Q and 4 nanostrain for low Q. (BW = 160Hz) These sensitivities were somewhat larger than theoretical estimates due to noise from sauces other than the thermal noise used in the theoretical estimation. Therefore sensors will be useful for Structural Health Monitoring applications.

Structural Health Monitoring (SHM) through adequate damage detection and prediction of the remaining useful life of structures is a major area of interest in the aerospace community, where the growing maintenance costs can reduce the operational life of flight vehicles. The objective of a SHM system with an advanced diagnostic capability is to gradually replace current schedule-based maintenance tasks, where components are inspected following a pre-established number of cycles using condition-based maintenance, or are maintained prior to attaining an insufficient remaining useful life, based on specified confidence bounds. The research challenge is to obtain a reliable method for determining damage existence and respective location during its initial growth state as a component of an early warning system. In this thesis, an SHM system based on Lamb waves is proposed. A damage detection algorithm based on the comparison between the damaged structural state and a reference state has been developed. The detection algorithm, based on discrete signals correlation, was tested and improved by incorporating statistical methods and domain division techniques. Two SHM system architectures, namely the sensor network and phased array system were designed, implemented and tested. A visualization method based on the superposition of solutions obtained from a test set was implemented. Tests executed with multiple damage, representing surface and through-the-thickness holes and cracks were performed. The proposed SHM systems using Lamb waves were able to reliably detect holes of 1 mm holes in aluminum and 1.5 mm in composite plates with great confidence. / Graduate

Les problématiques de sureté nucléaire passent par l’évaluation des installations existantes et notamment des enceintes de confinement. L’enceinte est un double sarcophage en béton armé. Elle constitue une barrière protégeant à la fois le réacteur d’une agression extérieure mais aussi protégeant l’extérieur d’une éventuelle fuite en cas d’accident. Le bon fonctionnement de l’enceinte est assuré lorsqu’elle remplit ses fonctions de résistante et d’étanchéité. L’évaluation de ces deux fonctions se fait notamment par le suivi de l’état de fissuration de l’enceinte.La fissuration du béton est associée au développement de micro-fissures qui apparaissent lorsque les contraintes locales du matériau sont dépassées. Il résulte de ces micro-fissurations la libération d'énergie qui se propage dans le matériau sous la forme d'ondes mécaniques. La détection de ses ondes permettra de remonter à leur source et de caractériser l’état d’endommagement du matériau.L’émission acoustique (EA) permet, à l’aide d’un réseau de capteurs piézoélectriques placés sur la surface, d’enregistrer les signaux issus de la libération d’énergie mécanique émise par les microfissures au sein du matériau. L’analyse des temps de vol de ces ondes permet entre autre de localiser les micro-fissurations au sein du matériau. Cette particularité de l’EA est donc parmi les techniques passives d’inspection pour le suivi de l’endommagement et de la fissuration du béton.Cependant, la précision des outils de localisation existants est fortement dépendante des méthodes d’analyse des signaux d’EA enregistrés. Cette dépendance constitue un verrou important qu’il est nécessaire de lever afin d’assurer le suivi spatial de la propagation de fissures le plus fiable possible. Par ailleurs l’identification des mécanismes sources d’EA est un enjeu crucial car il permet de caractériser les différents phénomènes qui interviennent lors de la propagation de fissure.Sur la base d’essais de fissuration et d’endommagement thermique du béton nous avons montré l’effet des stratégies de localisation sur la représentation de l’endommagement. A partir de ces résultats nous avons montré qu’une analyse spatiale basée sur la densité d’événements acoustique et l’énergie libérée permettait de suivre la propagation de l’endommagement thermique mais aussi de la fissuration dans les éprouvettes. Une analyse originale des signaux par inter-corrélation est proposée afin de regrouper les signaux en classes. Enfin les méthodes développées ont été appliquées pendant les essais d’ouverture et de refermeture d’une fissure sur la souflerie de l’Onera ainsi que sur la maquette « Vercors » d’EDF qui représente une enceinte de confinement de centrale nucléaire à l’échelle 1/3. / Nuclear safety issues involve the evaluation of existing installations, and in particular of containment systems. The enclosure is a double sarcophagus of reinforced concrete. It constitutes a protective barrier to both the reactor of an external aggression but also an agent of protection of the exterior of a possible leak in case of accident. The correct functioning of the enclosure is ensured in full filling of the functions of resistance and sealing. The evaluation of these two functions in particular for monitoring the state of cracking of the enclosure.The cracking of the concrete is associated with the development of micro-cracks which appear when the local stresses of the material are exceeded. As a result of these micro-cracks, the release of energy is propagated in the material in the form of mechanical waves. This phenomenon is called "acoustic emission".Acoustic emission (EA) is also the name of the technique used to directly measure the manifestation of these micro-cracks. The EA consists of recording, by means of a network of piezoelectric sensors placed on the surface, the ultrasonic waves emitted by the micro-cracks within the material. This particularity of the AE places it at the forefront of inspection techniques for monitoring the damage and cracking of concrete.The accuracy of the existing location tools is highly dependent on the methods of analyzing the recorded EA signals. This dependence constitutes an important lock that must be lifted in order to ensure the spatial follow-up of the most reliable crack propagation possible. Moreover, the identification of the source mechanisms of EA is a crucial stake because it makes it possible to characterize the different phenomena that intervene during the propagation of crack.On the basis of tests of cracking and thermal damage of the concrete we shown the impact of the strategies of localization on the representation of the damage. Based on our results, we proposed a spatial analysis based on the acoustic event density and the released energy allowing to follow the propagation of the thermal damage also of the cracking in the specimens. An original analysis of the signals by cross-correlation is proposed in order to group the signals into classes. Finally, the methods developed were applied during crack opening and referencing trials on the Onera blower and on a 1/3 scale model of a nuclear power plant confinement enclosure called “Vercors”.

À l'heure actuelle, il existe de nombreuses machines de la vie quotidienne instrumentées avec des capteurs responsables de récolter des données. Plusieurs de ces capteurs sont installés dans le but d'exploiter les données à des fins de diagnostic. Dans la plupart des cas, les données abondantes et complexes ne peuvent être analysées facilement par un être humain. Ces données ne sont souvent que très partiellement exploitées. Ceci est également le cas dans le domaine de l'aéronautique. Le fonctionnement moderne des avions commerciaux génère de vastes quantités de données issues non seulement des capteurs à bord de l'avion, mais aussi des données obtenues à partir des procédures de maintenance. Comme pour des machines de la vie quotidienne, ces données ne sont pas exploitées de manière suffisamment efficace. Le pronostic par exploitation de données, basé sur des algorithmes d'apprentissage, est depuis peu envisagé dans le traitement des données. Ce projet présente son application dans le domaine de l'aéronautique pour la prédiction de la durée de vie résiduelle des structures en composite faisant partie d'un avion suite à un endommagement par impact. Ce mémoire par articles est divisé en cinq parties. Les principaux sujets traités concernent les matériaux composites, la propagation d'ondes, la surveillance embarquée des structures ainsi que la méthode de pronostic. La première partie expose l'état de l'art. La seconde partie présente une étude de la propagation des ondes guidées dans une structure transparente et isotrope contenant un ou plusieurs défauts. Cette étude est menée à l'aide d'un système de surveillance piézocéramique qui peut lui aussi être affecté d'un défaut. Les résultats obtenus démontrent que la couche adhésive sous les capteurs piézocéramiques se dégrade avec la présence d'impact. Des courbes de calibration expérimentales peuvent être construites pour compenser la dégradation de la couche adhésive suite à un impact. En détectant et en compensant une dégradation du système de surveillance piezocéramique ceci permet une amélioration de la robustesse du pronostic. Le troisième chapitre présente une étude des ondes guidées dans une structure isotrope et opaque. Plutôt que d'utiliser des courbes de calibration expérimentales, un modèle numérique est développé. Ce modèle rend possible la compensation de défauts dans les systèmes de surveillance piézocéramiques installés sur des métaux et sur des matériaux composites. Les quatrième et cinquième parties dérivent l'étape de pronostic. Dans un premier temps le traitement des données d'un système de surveillance piézocéramique monté sur des échantillons en composite est présenté. Suit la transformation des informations brutes mesurées par les transducteurs en paramètres permettant d'identifier des tendances lors d'un dommage important sur l'échantillon. Ces paramètres sont alors entrés dans les modèles basés sur des algorithmes d'apprentissage génériques. La cinquième partie détaille la méthode de compensation d'une dégradation du système de surveillance piézocéramique en exploitant les données récoltées identifiées dans les deux premières études (chapitre deux et trois).

La mise en oeuvre de systèmes de détection de défauts à même les structures ou infrastructures en génie est le sujet d’étude du Structural Health Monitoring (SHM). Le SHM est une solution efficace à la réduction des coûts associés à la maintenance de structures. Une stratégie prometteuse parmi les technologies émergentes en SHM est fondée sur l’utilisation d’ondes ultrasonores guidées. Ces méthodes sont basées sur le fait que les structures minces agissent comme guides d’ondes pour les ondes ultrasonores. Puisque les structures aéronautiques sont majoritairement minces, les ondes guidées constituent une stratégie pertinente afin d’inspecter de grandes surfaces. Toutefois, les assemblages aéronautiques sont constitués de plusieurs éléments modifiant et compliquant la propagation des ondes guidées dans celles-ci. En effet, la présence de rivets, de raidisseurs, de joints ainsi que la variation de la nature des matériaux utilisés complexifie la propagation des ondes guidées. Pour envisager la mise en oeuvre de systèmes de détection basés sur les ondes guidées, une compréhension des interactions intervenant dans ces diverses structures est nécessaire. Un tel travail entre dans le cadre du projet de collaboration CRIAQ DPHM 501 dont l’objectif principal est de développer une banque de connaissances quant à la propagation d’ondes guidées dans les structures aéronautiques. Le travail de ce mémoire présente d’abord les résultats d’études paramétriques numériques obtenus dans le cadre de ce projet CRIAQ. Puis, afin de faciliter la caractérisation expérimentale de la propagation des ondes guidées, une seconde partie du travail a porté sur le développement d’un absorbant d’ondes guidées. Cet absorbant permet également d’envisager l’extension des régions observables par les systèmes SHM. Ce deuxième volet contribue donc également au projet CRIAQ par l’atténuation de réflexions non désirées dans l’étude menée sur les maintes structures aéronautiques nourrissant la banque de connaissances. La première partie de ce mémoire relève l’état des connaissances de la littérature sur la propagation d’ondes guidées dans les structures aéronautiques. La deuxième partie présente rapidement le formalisme derrière les ondes de Lamb ainsi que les différentes approches analytiques pour caractériser les interactions entre ondes guidées et discontinuités. Par la suite, les outils utilisés pour effectuer les simulations par éléments finis sont présentés et validés par le biais d’une phase expérimentale. La deuxième partie se termine avec la présentation des différentes structures et discontinuités étudiées dans le cadre du projet CRIAQ. Finalement, la troisième et dernière partie de ce mémoire présente les travaux numériques orientés vers la conception d’un absorbant idéal pour ondes guidées. Afin d’y parvenir, une étude paramétrique quant à la forme, les dimensions et les propriétés mécaniques de l’absorbant est entreprise. Enfin, une étude expérimentale permettant de valider les résultats numériques est présentée.

This thesis presents a system to display Structural Health Monitoring (SHM) data interactively at multiple scales that range from milliseconds to years. Typically, visualizing large SHM datasets produce static plots that take significant time to render. Our system improves upon standard tools by providing an interactive interface and a speed-optimized binning algorithm. Using the interface, a user is able to view data collected from a bridge's sensors at multiple scales in a web browser. This allows a user to visually inspect the entire range of their data to see both short and long-term trends. To render the data, the system uses a binning algorithm to calculate a five-number summary of a range of data. Those bins are combined to generate increasingly high levels of bins, which are then rendered as a binned line chart. The chart is rendered using a standard web browser on both desktop and mobile devices.

The final publication is available at http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1402391111. Ashraf S. Yousif, Andre Stanlie, Samiran Mondal, Tasuku Honjo, and Nasim A. Begum. Differential regulation of S-region hypermutation and class-switch recombination by noncanonical functions of uracil DNA glycosylase. PNAS 2014 111 (11) E1016-E1024; published ahead of print March 3, 2014. / 京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医科学) / 甲第18464号 / 医科博第55号 / 新制||医科||4(附属図書館) / 31342 / 京都大学大学院医学研究科医科学専攻 / (主査)教授 清水 章, 教授 萩原 正敏, 教授 武田 俊一 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

We determined genetic variance and gene flow across multiple scales (reaches, tributaries, and catchments) to examine the dispersal ability of the caddisfly, Neothremma alicia in streams along the Wasatch Range in the Rocky Mountains of Utah. Neothremma alicia is one of the most abundant caddisflies in this region. We generated DNA sequence data (mitochondrial COI) from 34 reaches, nested in 15 tributaries distributed across 3 adjacent catchments. We identified 47 haplotypes from a total of 486 individuals. The most abundant haplotype (H1) was found at all sites/reaches and comprised 44% of the total number of individuals sequenced. The remaining rare haplotypes (46) were recently derived from the dominant, H1 haplotype. All of the rare haplotypes were restricted to a single catchment with 81 % restricted to either a single tributary or to two adjacent tributaries. We found the largest FST values among tributaries and the smallest FST values between reaches within tributaries suggesting that dispersal and gene flow is largely confined to within tributaries. This result supports the observation that aerial adults commonly crawl and fly along the stream corridor, especially in deeply incised valleys of mountainous regions. Our analyses show that this population has experienced a bottleneck that may have reduced population genetic variance from many haplotypes to one single dominant haplotype, H1. The rare haplotypes may have diverged since the bottleneck from the H1 haplotype and thus, have not had time to disperse outside their catchment and in most cases outside their specific tributary. Our analyses indicated that the bottleneck took place between 1,000 and 10,000 years ago. Thus, it appears that most rare haplotypes have been unable to colonize outside of the tributary they originated in for around 1,000 years.

This essay addresses and analyses the grave field from Broa in Halla, RAÄ 48:1 and SHM 11106 with objects in SHM 10796, dated to 800-900 a.d. The essay is done as part of examination in archaeology C with osteological orientation spring 2018 at Uppsala university, campus Gotland. Gustav Malmborg was supervisor for this essay. The objective of the essay is to give an osteological analysis since it hasn’t been done since the excavation 1899, but also to bring forth what information that can be pursued osteologically. This due to that grave A is the only one to be researched upon and not in full context, only partly focusing on the equestrian equipment, the amber lyre bridge and the sword. The questions of issue are; what can be told about the individuals from the grave field? Is there any grave that can be compared against grave A? What can be said about the contemporary society and the premises? Future research can use this essay as a stepping stone for other comparisons and use the osteological data to relate more information about lyre individuals.   This quantitative essay presents the analysis each grave individually using morphological and metric methods, such as age, sex, paleopathological changes, MIND and estimated stature. After analysis is result presented as a table for easy overview (Table 1). Discussion and interpretation follows, one grave at a time over to the grave field and thereafter the premises. End discussion handles the questions of issue to summarize the discussion and interpretation. Conclusion summarizes the results from all of the above mentioned, such as one grave contains more than one individual which has been unknown before. Possible kinship is found in a grave and the possibility of the contemporary premises to be part of a larger house/farm.