Design of compact polarization rotator using simple silicon nanowires

In this paper, an ultracompact design of a polarization rotator (PR) based on a silicon-on-insulator (SOI) platform is presented. The design contains two simple silicon nanowires but with unequal width, which will be easier to fabricate. It is shown here that a low-loss, wide-bandwidth, and 52.8-μm-long compact PR with polarization cross talk of −20  dB can be achieved. A full-vectorial finite element method and the least-squares boundary residual method are used to study the effects of the fabrication tolerances. This design shows reasonably stable performances

Design of a Compact Polarization Splitter by Using Identical Coupled Silicon Nanowires

Design of an ultra-compact polarization splitter (PS) based on silicon-on-insulator platform is presented. The design incorporates two simply coupled identical silicon nanowires, which can be easily fabricated by using standard Complementary Metal-Oxide-Semiconductor technology and fully compatible with standard active silicon photonics platforms. It is shown here that a low-loss, 17.90 μm long compact PS, and wide bandwidth over the entire C-band can be achieved. Important waveguide design parameters such as the guide width, height, and separation between them have been optimized, and modal birefringence and wavelength dependence have been calculated by using a full-vectorial H-Field finite element method. The optical power transfer characteristics have been calculated by using a rigorous least squares boundary residual method

Pollution nitrique des eaux souterraines au Tadla (Maroc)

Dans les périmètres irrigués du Maroc, la pollution nitrique diffuse des eaux souterraines augmente le risque de détérioration de la qualité des ressources hydriques et engendre un risque sanitaire pour la population rurale s'approvisionnant le plus souvent directement de l'aquifère. La présente étude, réalisée dans le périmètre du Tadla (3600 km2), située au centre du Maroc, vise à faire l'état des lieux de la contamination des eaux souterraines par les nitrates et à identifier les causes potentielles de cette pollution.Le suivi de la concentration des eaux souterraines en nitrates a été réalisé durant la période août 1996 - avril 1998 dans un réseau de cent puits. Les paramètres du milieu physique et des pratiques culturales ont été déterminés soit par des mesures au champs, des analyses au laboratoire ou par enquête auprès des agriculteurs dans un réseau de 40 sites. Les résultats sont présentés sous forme de cartes thématiques par le SIG.Le niveau actuel de la pollution nitrique des eaux souterraines dans le périmètre irrigué du Tadla commence à devenir critique. De part la pollution ponctuelle mise en évidence aux alentours de quelques agglomérations urbaines et à l'aval des sucreries, les zones dont les teneurs en nitrates des eaux souterraines dépassent 50 mg NO3- /l sont localisées en aval des Béni Amir et en aval et à l'Est des Béni Moussa Est. Béni Moussa Ouest reste en général moins polluée que Béni Moussa Est. Les apports excessifs en eau et en engrais azotés pour les cultures pratiquées (blé, betterave, cultures maraîchères, arboriculture et luzerne), sont les causes directes de la pollution diffuse. Par ailleurs, il est certain que la texture du sol (argileuse, argilo-limoneuse et limono-argileuse), la teneur en argile (29% à 55%) et tous les paramètres qui leurs sont corrélés notamment la réserve utile du sol, réduisent le risque de lixiviation des nitrates en profondeur et assurent en conséquence un contrôle naturel de la pollution nitrique des eaux souterraines. Néanmoins, tous les autres facteurs étudiés notamment le niveau des nappes faible par rapport au sol (<4m-12m), la vitesse d'infiltration du sol en milieu saturé généralement élevée (20-450 mm/h), les teneurs assez importantes du sol en matière organique (1.5%-3.5%) et en azote total (0.10%-0.15%), joueraient positivement sur la vulnérabilité de la nappe à cette pollution. De même, le pouvoir de minéralisation élevé des sols couplé aux conditions écologiques favorables à une minéralisation intense de la matière organique native du sol, assez caractéristique des régions irriguées à climat méditerranéen, seraient en partie responsable de cette pollution. Néanmoins, Aucune corrélation n'a été mise en évidence entre la teneur en nitrate des eaux souterraines et les combinaisons linéaires des variables du milieu physique. Ceci serait dû à l'homogénéité du milieu physique et à l'accumulation de la pollution suivant le sens d'écoulement des nappes de l'amont vers l'aval hydraulique. Vu le niveau d'intensification agricole que connaît cette région, la situation risquerait de s'aggraver rapidement induisant, en dehors de toute mesure de prévention, la détérioration de la qualité des eaux souterraines dans cette région.In Morocco, diffuse ground water pollution by nitrates in irrigated areas has caused an increase in the risk of water quality deterioration. This has generated a health risk in rural areas, since most of the rural population get their drinking water supply from the aquifer. The present study was carried out in the Tadla region. The plain of Tadla is situated in the centre of Morocco, in the Oum Erbia river basin. It covers a surface area of 3600 km2. The Oum Erbia river (160 km long) divides this plain into two large irrigated areas (Beni Amir in the east (3300 ha) and Beni Moussa in the south (6900 ha)), with different hydrological characteristics. The irrigation water comes from the Oum Erbia river, the Bin El Ouidane dam and from two important waters tables: Beni Amir (190 Mm3) and Beni Moussa (250 Mm3). The objectives of this study were to quantify the degree of ground water contamination by nitrates and to identify the potential causes of this pollution.The monitoring of nitrate concentrations in ground water was carried out during the period of August 1996 to April 1998, in 100 wells in the region of study. The physical environment and agricultural practices were determined either by field measurements, laboratory analyses or by investigations with farmers at 40 selected sites. The results are presented by thematic maps using a geographical information system.The level of ground water nitrate pollution is becoming a serious problem. The point pollution is localized around or downstream of urban built up areas such as Fquih Ben Saleh, Beni Mellal, Souk Sebt and Oulad Ayad. This pollution, caused by household wastes, is likely aggravated by waste dumping from the sugar refineries (SUBM, SUTA and SUNAT) as well as by waste water reuse in agriculture. Other zones with nitrate concentrations more than 50 mg NO3 -/L were observed in wells situated downstream from Beni Amir and east of Beni Moussa. West Beni Moussa was generally not as polluted as east Beni Moussa, but an increase in ground water nitrate levels was observed in some downstream wells in west Beni Moussa. The diffuse nitrate pollution has been attributed to land use, irrigation and fertilization practices. These practices may be responsible for nitrate leaching beyond the root zone during the cropping season and may generate large quantities of residual inorganic nitrogen at harvest time. This represents a potential risk of nitrate ground water pollution in the next draining period. The physical characteristics of soil texture (clay, clay-silt and silty clay), percentage clay (29 % - 55 %) and their correlated parameters (especially the useful storage capacity) act to reduce the risk of nitrate leaching and ensures a control on ground water nitrate pollution. However, other observations including: a low water level table compared to the soil surface, particularly in the middle of the irrigated area and around the edge of the Oum Erbia river (<4 - 12m); a high soil infiltration rate in unsaturated soil, which varied from 20 -100 mm/h (permeable soils) to 200 - 450 mm/h (extremely permeable soils); a high level of organic matter in the soil (1.5% - 3.5%) and; total nitrogen contents (0.10% - 0.15%) would increase the aquifer vulnerability to ground water nitrate pollution. Similarly, the high soil mineralization capacity in the 0-60 cm soil layer (100 - 600 kg N /ha), combined with the ecological conditions, favoured an intense mineralization of the native organic matter of soil. This high mineralization capacity, which is characteristic of irrigated Mediterranean areas, could be partly responsible for this pollution. However, no correlation was found between ground water nitrate contents and linear combinations of physical environmental variables. This could be due to the homogeneity of the physical environment and to the movement of water in the saturated soil, in the direction of ground water flow, inducing the accumulation of nitrate pollution in the hydraulic downstream area of the water table.Considering the degree of agriculture in this area, the situation could worsen rapidly, thus inducing significant ground water deterioration. In attempts to avoid this situation, many important measures at the regional scale are necessary, in order to rationalize agricultural practices and to increase the farmers' awareness of ground water nitrate pollution. These urgent preventative actions should be adopted in order to combine agricultural productivity and durability with water economy and water quality preservation. Some programs are in progress within this region. The objectives are essentially to reduce nitrate excess and to introduce more efficient irrigation techniques such as the pivot (frontal ramp) recommended for cereals and sugar beet, and localized irrigation system proposed for vegetable crops and arboriculture. Also, since the Oum Erbia river basin has also been subjected to a clean-up of urban and industrial pollution, it would be interesting to carry out a more precise study of nitrogen dynamics and nitrate leaching at the plot scale, especially for the most common practiced crops in the region (wheat, sugar beet and vegetable crops). This would advance the understanding and management of nitrogen cycles in the crop-water-soil system.Finally, the database included as part of this study may be integrated in a water and nitrate movement simulation model. This will allow the prediction of nitrate leaching losses and identify, through scenario analysis, the links that should be acted on, in order to reduce the risk of ground water nitrate pollution in this region

Fertilisation azotée du blé dur (Triticum durum Desf L.) en irrigué dans les Doukkala (Maroc)

Cette étude multi-site a pour objet de déterminer les équations nécessaires au raisonnement de la fertilisation azotée du blé dur en irrigué dans les Doukkala. La variété "Marzak" a été utilisée. En 1992-93, huit essais dose d'azote ont été conduits (0, 60, 120, 180 kgN/ha). En 1993-94, trois essais combinant les densités de semis et les niveàux d'azote ont été réalisés. Les résultats ont montré que les réponses aux apports d'azote dépendaient de la fertilité initiale du sol. En 1993-94, l'augmentation de la densité de semis aboutit a une amélioration du rendement grain. Une équation de calcul de la dose d'azote à apporter qui tient compte de la différence entre le rendement visé et celui du témoin sans azote, l'efficience de l'azote absorbé (ENA) et le taux de recouvrement apparent de l'engrais (TR) a été établie. Le rendement du témoin sans azote a été hautement corrélé à la teneur en azote nitrique initiale, au taux de matière organique et à la teneur en azote obtenue en conditions d'anaérobie à 40°C. Le TR diminue avec l'augmentation de la quantité d'azote apportée, l'ENA est constant avec une moyenne de 3.5 kgN/100 kg de grain

Control of composting parameters and assessment of the quality of household waste compost in the Rabat-Salé Wilaya

Les unités de compostage des déchets ménagers se heurtent souvent à des problèmes concernant l'élimination des indésirables et le contrôle du processus de fermentation des décQets putrescibles. Dans cette optique, la présente étude a porté sur (i) l'évaluation de l'efficacité d'élimination des indésirables à l'UTOM (Unité de Traitement des Ordures Ménagères) de la willaya de Rabat-Salé, (ii) l'étude de l'effet de la variable fréquence de retournement des tas sur la processus de décomposition des ordures ménagères ayant subi un broyage et un criblage grossier comme prétraitements préabables, et (iii) l'évaluation de la qualité du compost produit concernant sa composition physique et chimiqtte. L'efficacité d'élimination des indésirables à l'UTOM s'est avérée moyenne, se répercutant ainsi sur la qualité du compost. Cette expérimentation a montré une relation étroite entre le nombre de retournement et la température interne des tas, particulièrement durant les deux premièresJ semaines. L'intervalle optimale d'humidité pour assurer une décomposition aérobique chaude est situé entre 40 à 57%, et la durée nécessaire au processus est d'au moins un mois. Le compost produit se caractérise par une charge importante d'indésirables et de micro-polluants représentés principalement par les éléments traces Pb, Cu et Zn

The 4 per 1000 initiative.

Soil organic matter is at the nexus of global challenges: food security, climate change adaptation and mitigation, soil security. The 4 per 1000 initiative, launched at the Climate COP21 within the Lima-Paris Action Agenda proposes to increase soil organic carbon (SOC) stocks to simultaneously address all these challenges. It directly addresses three sustainable development goals: SDG2 ?no hunger?, SDG13 ?Climate action?, and SDG15 ?Life on land? and indirectly concerns several others. The initiative targets agricultural soils in priority, which are often the most degraded soils and because of the high expected benefits in terms of soil fertility and hence of productivity. A range of agricultural practices are available that allow to increase SOC stocks while ensuring a resilient, productive and environmentally friendly agriculture, so that a large-scale deployment can be aimed at. Here, we review and discuss the main limits and criticisms addressed to the 4 per 1000 initiative

Multi-scale evolution of charmed particles in a nuclear medium

Parton energy-momentum exchange with the quark gluon plasma (QGP) is a multi-scale problem. In this work, we calculate the interaction of charm quarks with the QGP within the higher twist formalism at high virtuality and high energy using the MATTER model, while the low virtuality and high energy portion is treated via a (linearized) Boltzmann Transport (LBT) formalism. Coherence effect that reduces the medium-induced emission rate in the MATTER model is also taken into account. The interplay between these two formalisms is studied in detail and used to produce a good description of the D-meson and charged hadron nuclear modification factor RAA across multiple centralities. All calculations were carried out utilizing the JETSCAPE framework