How surface properties influence mineral dust emissions in the Sahelian region ? A modelling case study during AMMA

Tropical mesoscale convective systems (MCSs) are a prominent feature of the African meteorology. A continuous monitoring of the aeolian activity in an experimental site located in Niger shows that such events are responsible for the major part of the annual local wind erosion, i.e. for most of the Sahelian dust emissions [Rajot, 2001]. However, the net effect of these MCSs on mineral dust budget has to be estimated: on the one hand, these systems produce extremely high surface wind velocities leading to intense dust uptake, but on the other hand, rainfalls associated with these systems can efficiently remove the emitted dust from the atmosphere. High resolution modelling appears as a relevant approach to correctly reproduce the surface meteorology associated with such meteorological systems [Bouet et al., submitted]. The question now arising concerns the reliability of surface characteristics available for the Sahelian region, especially soil texture and surface roughness, which are critical parameters for dust emissions. Contrary to arid regions, which are now well documented, data is still missing to correctly characterize semi-arid regions like the Sahel. This is in particular due to the well pronounced annual cycles of precipitations and vegetation in these regions and to the impact of land-use on surface properties. This study focuses on a case study of dust emission associated with the passage of a MCS observed during one of the Special Observing Periods of the international African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA – SOPs 1-2) program. The simulations were made using the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS, Cotton et al. [2003]) coupled online with the dust production model developed by Marticorena and Bergametti [1995] and recently improved by Laurent et al. [2008] for Africa. The sensitivity of dust emission associated with the passage of the MCS to surface features is investigated using different data sets of surface properties (Harmonized World Soil Database, HWSD) and land-use (GLOBCOVER). In-situ measurements of dust concentrations (both ground-based and airborne), and of dust emission flux are used to validate the simulations

Erosion éolienne dans les régions arides et semi-arides africaines : processus physiques, métrologie et techniques de lutte

Les régions arides du sud de la Tunisie sont des zones naturellement très sensibles à l'érosion éolienne. Non seulement les précipitations dans ces régions sont faibles (inférieures à 200 mm), mais les sols sont fins, sableux et peu profonds, c'est-à-dire facilement érodables par le vent. L'utilisation de nouvelles techniques agricoles à la place des techniques traditionnelles a conduit à une augmentation de l'érosion éolienne dans ces régions. Par exemple, l'augmentation croissante de l'utilisation de la déchaumeuse à disques a eu d'importantes conséquences sur la dégradation des champs en modifiant la structure des sols et les caractéristiques de leur surface. Le présent travail de modélisation est centré sur la quantification de la déflation éolienne à l'échelle du sud tunisien en vue de déterminer en particulier les zones les plus sensibles à ce phénomène pour des objectifs de diagnostic et de stratégie de lutte efficace contre l'érosion éolienne. Les flux d'érosion éolienne sur le sud de la Tunisie ont été simulés pour l'année 2008 à une résolution de 10 km x 10 km en prenant en compte le type d'usage des sols et les pratiques agricoles associées à l'aide du modèle d'érosion éolienne Dust Production Model (DPM, Marticorena et Bergametti [1995] ; Alfaro et al. [1998]). Afin de prendre en compte les différents types d'outils agricoles utilisés sur le domaine étudié, les paramétrisations du seuil et du flux d'érosion éolienne en fonction des caractéristiques des billons de labour (hauteur et espacement) développées par Kardous et al. [2005a ; b] ont été intégrées au DPM. [...

Temporal variability of mineral dust in southern Tunisia : analysis of 2 years of PM10 concentration, aerosol optical depth, and meteorology monitoring

International audienceThe south of Tunisia is a region very prone to wind erosion. During the last decades, changes in soil management have led to an increase in wind erosion. In February 2013, a ground-based station dedicated to the monitoring of mineral dust (that can be seen in this region as a proxy of the erosion of soils by wind) was installed at the Institut des Régions Arides (IRA) of Médenine (Tunisia) to document the temporal variability of mineral dust concentrations. This station allows continuous measurements of surface PM10 concentration (TEOM™), aerosol optical depth (CIMEL sunphotometer), and total atmospheric deposition of insoluble dust (CARAGA automatic sampler). The simultaneous monitoring of meteorological parameters (wind speed and direction, relative humidity, air temperature, atmospheric pressure, and precipitations) allows to analyse the factors controlling the variations of mineral dust concentration from the sub-daily to the annual scale. The results from the two first years of measurements of PM10 concentration are presented and discussed. In average on year 2014, PM10 concentration is 56 µg/m3. However, mineral dust concentration highly varies throughout the year: very high PM10 concentrations (up to 1,000 µg/m3 in daily mean) are frequently observed during wintertime and springtime, hardly ever in summer. These episodes of high PM10 concentration (when daily average PM10 concentration is higher than 240 µg/m3) sometimes last several days. By combining local meteorological data, air-masses trajectories, sunphotometer measurements, and satellite imagery, the part of the high PM10 concentration due to local emissions and those linked to an advection of dusty air masses by medium and long range transport from the Sahara desert is quantified

Kak's three-stage protocol of secure quantum communication revisited: Hitherto unknown strengths and weaknesses of the protocol

Kak's three-stage protocol for quantum key distribution is revisited with special focus on its hitherto unknown strengths and weaknesses. It is shown that this protocol can be used for secure direct quantum communication. Further, the implementability of this protocol in the realistic situation is analyzed by considering various Markovian noise models. It is found that the Kak's protocol and its variants in their original form can be implemented only in a restricted class of noisy channels, where the protocols can be transformed to corresponding protocols based on logical qubits in decoherence free subspace. Specifically, it is observed that Kak's protocol can be implemented in the presence of collective rotation and collective dephasing noise, but cannot be implemented in its original form in the presence of other types of noise, like amplitude damping and phase damping noise. Further, the performance of the protocol in the noisy environment is quantified by computing average fidelity under various noise models, and subsequently a set of preferred states for secure communication in noisy environment have also been identified.Comment: Kak's protocol is not suitable for quantum cryptography in presence of nois

Dynamique d'indice de vallée dans l'espace réciproque et propriétés excitoniques dans les monocouches de dichalcogénures à métaux de transition

The possibility of isolating transition metal dichalcogenide monolayers by simple experimental means has been demonstrated in 2005, by the same technique used for graphene. This has sparked extremely diverse and active research by material scientists, physicists and chemists on these perfectly two-dimensional (2D) materials. Their physical properties inmonolayer formare appealing both fromthe point of view of fundamental science and for potential applications. Transition metal dichalcogenidemonolayers such asMoS2 have a direct optical bandgap in the visible and show strong absorption of the order of 10% per monolayer. For transistors based on single atomic layers, the presence of a gap allows to obtain high on/off ratios.In addition to potential applications in electronics and opto-electronics these 2D materials allow manipulating a new degree of freedom of electrons, in addition to the spin and the charge : Inversion symmetry breaking in addition to the strong spin-orbit coupling result in very original optical selection rules. The direct bandgap is situated at two non-equivalent valleys in k-space, K+ and K−. Using a specific laser polarization, carriers can be initialized either in the K+ or K− valley, allowing manipulating the valley index of the electronic states. This opens up an emerging research field termed "valleytronics". The present manuscript contains a set of experiments allowing understanding and characterizing the optoelectronic properties of these new materials. The first chapter is dedicated to the presentation of the scientific context. The original optical and electronic properties of monolayer transition metal dichalcogenides are demonstrated using a simple theoreticalmodel. The second chapter presents details of the samples and the experimental setup. Chapters 3 to 6 present details of the experiments carried out and the results obtained. We verify experimentally the optical selection rules. We identify the different emission peaks in the monolayer materials MoS2, WSe2 and MoSe2. In time resolved photoluminescence measurements we study the dynamics of photo-generated carriersand their polarization. An important part of this study is dedicated to experimental investigations of the properties of excitons, Coulomb bound electron-hole pairs. In the final experimental chapter, magneto-Photoluminescence allows us to probe the electronic band structure and to lift the valley degeneracy.La possibilité de créer des monocouches de dichalcogenures à métaux de transition (MoS2, WSe2,MoSe2 pour ceux étudiés dans ce manuscrit) a été démontrée récemment (2005) et a ouvert la voie à l’étude de ces matériaux sous leur forme 2D. Il apparaît depuis que les propriétés de ces semi-conducteurs sous leur forme monocouche offrent des perspectives intéressantes à la fois du point de vue de la physique fondamentale et des potentielles applications qui peuvent en découler ; en plus de bénéficier d’un fort couplage avec la lumière, l’existence d’un gap important (situé dans le visible, 1.7-1.8 eV) permet entre autres de réaliser des transistors d’épaisseur mono-atomique. Par ailleurs, la physique de ces matériaux est prometteuse pour les applications dans le domaine de l’optoélectronique. En effet, lorsque le matériau est affiné jusqu’à la monocouche atomique, son gap optique devient direct et la brisure de symétrie d’inversion associée au fort couplage spin-orbite provoque l’apparition de règles de sélection optique originales qui relient directement la polarisation de la lumière émise ou absorbée à une des deux vallées non-équivalentes de l’espace réciproque. Cela ouvre la possibilité d’explorer une nouvelle physique, basée sur l’indice de vallée et intitulée en conséquence vallée-tronique, avec comme perspectives futures la manipulation de l’indice de vallée et l’exploitation d’effetsliés à cette relation originale entre propriétés optiques et électroniques (effet vallée-Hall par exemple). Cemanuscrit de thèse regroupe une série d’expériences réalisées dans le but de comprendre et caractériser les propriétés optoélectroniques de ces matériaux. Un premier chapitre introductif présente le contexte scientifique de ces travaux de recherche et démontre l’origine des propriétés électroniques et optiques de ces matériaux via un modèle théorique simple. Le second chapitre présente en détails les échantillons étudiés ainsi que le dispositif expérimental utilisé lors des mesures. Enfin les chapitres 3 à 6 détaillent les expériences menées et les résultats obtenus ; le lecteur y trouvera des mesures de photoluminescence apportant la démonstration expérimentale des règles de sélection optique, l’identification des différents raies spectrales d’émission pour les différentstypes d’échantillons mentionnés plus haut ainsi que des mesures de photoluminescence résolues en temps permettant d’extraire la dynamique des propriétés des porteurs photo-générés. Une part importante de ce manuscrit est consacrée à l’étude expérimentale des propriétés excitoniques de ces matériaux dont la structure de bande électronique est finalement sondée via des études de magnéto-spectroscopie

Étude de l'amélioration de la liaison St. Étienne - Lyon. Note 4. Analyse des coûts et évaluation des scénarios

Cette étude a été réalisée grâce à la mise en place d'une équipe pluridisciplinaire associant différentes compétences techniques et mettant ainsi en collaboration : - l'ITEP pour la sélection des scénarios à évaluer et l'étude de faisabilité des concepts d'offre (MM. EMERY, HASCHMAN, RIVIER, TZIEROPOULOS) ; - le LET pour la modélisation et l'évaluation de la demande férroviaire (MM. BOUET, DUMON, ROUTHIER) ; - et la société METRAM pour la définition des variantes de tracé, l'évaluation des coûts d'investissement, du bilan financier et socio-économique des scénarios (MM. BUISSON, GASCON, LUCA, POINSEAUX, THIBAUD).L'amélioration radicale de la liaison ferroviaire St. Étienne-Lyon, et plus exactement l'objectif de réduction du temps de parcours entre les deux villes a conduit à reconsidérer le tracé actuellement de la ligne. Comte tenu des contraintes de relief, d'urbanisation et de vonlonté de désservir trois villes intermédiaires, le concept retenu en termes d'aménagement du tracé a consisté en un lissage du tracé actuel, et non en la définition d'une ligne nouvelle. Cette quatrième note propose une analyse des coûts et une évaluation des scénarios

Vitruve. De architectura. Concordance

International audienceL’édition de C. Fensterbusch (1976) a été utilisée comme texte de référence. Les additions à la tradition manuscrite choisies ou adoptées par C. Fensterbusch, les suppressions, les loci desperati (signalés comme tels par l’éditeur) sont marqués d’un astérisque à l’intérieur de la concordance et rassemblés en début du livre. Ce relevé est complété par un inventaire en regard des variantes existant, pour les livres VIII, IX et X, entre les leçons choisies par C. Fensterbusch et celles retenues par les éditeurs de la Collection des Universités de France. La documentation proposée a été élargie par un inventaire bibliographique, par des indices, des listes de fréquence, des relevés grammaticaux (fondés sur l’analyse philologique de l’ensemble de l’œuvre), par le rappel des manuscrits utilisés et de leur stemma, par une table explicative des signes numériques

Konkordanz zu den Satiren des Persius Flaccus

International audienceDiese lemmatisierte Computer-Konkordanz, die auf der Edition von D. Bo (Turin 1969) basiert, stellt ein zusätzliches Forschungs- und Interpretationsinstrument für das bereits in derselben Sammlung zusammengestellte Material zu den 'Satiren' des Persius dar ('Index Verborum' vorn L. Berkowitz, Th. F. Brunner [Bd. VII[; 'Lexikon' von D. Bo [Bd. VIII]). Die Kontextabgrenzung ist formal; sie trägt in allen Fällen der Vollständigkeit des Verses Rechnung und stellt bei Eingangsund Ausgangsformen eine Ausweitung auf das Korpus der vorausgehenden oder nachfolgenden Wörter vor. Der eigentlichen Konkordanz sind eine Bibliographie (zum Gesamtkomplex der Satire und zu den einzelnen Satiren) sowie lexikographische und grammatikalische Erhebungen (Auflistung der Eigennamen, Häufigkeitslisten, Tabellen grammatikalischer Distribution) beigefügt.La première fonction assignée à cet ouvrage est de constituer un instrument d'enquête et d'interprétation complémentaire du matériel de recherche déjà réuni, dans cette même Collection, sur les Satires de Perse : Index Verborum de L. Berkowitz et de Th. F. Brunner, Lexicon de D. Bo. A cette fonction ressortissent donc l'économie de l’ouvrage et la présentation même de cette concordance. Les altérations textuelles, conjectures, variantes possibles se trouvant ainsi très largement recueillies dans les travaux de L. Berkowitz, Th. Brunner et de D. Bo, nous avons choisi, aux fins d'une lecture et de confrontations immédiatement plus claires, de limiter nos citations à l'un des derniers états du texte proposé, à celui surtout qui nous est apparu le mieux fondé : celui de l'Edition de D. Bo. En regard, d'autre part, du contexte sémantique sélectif présenté par le Lexicon, notre délimitation a été celle d'un environnement formel qui coïncide, pour tous les cas, avec l'intégralité du vers et se trouve élargi, pour les formes initiales et finales, à l'ensemble des mots du vers précédent ou suivant, jusqu’à la rencontre d’une ponctuation forte. Des matériaux diversifiés de recherche ont été adjoints par ailleurs à la Concordance proprement dite : fiches bi-bliographiques, répertoire alphabétique des formes et des noms propres, documentation statistique, lexicale et gram¬maticale

Vitruve. De architectura. Concordance

International audienceL’édition de C. Fensterbusch (1976) a été utilisée comme texte de référence. Les additions à la tradition manuscrite choisies ou adoptées par C. Fensterbusch, les suppressions, les loci desperati (signalés comme tels par l’éditeur) sont marqués d’un astérisque à l’intérieur de la concordance et rassemblés en début du livre. Ce relevé est complété par un inventaire en regard des variantes existant, pour les livres VIII, IX et X, entre les leçons choisies par C. Fensterbusch et celles retenues par les éditeurs de la Collection des Universités de France. La documentation proposée a été élargie par un inventaire bibliographique, par des indices, des listes de fréquence, des relevés grammaticaux (fondés sur l’analyse philologique de l’ensemble de l’œuvre), par le rappel des manuscrits utilisés et de leur stemma, par une table explicative des signes numériques

Konkordanz zu den Satiren des Persius Flaccus

International audienceDiese lemmatisierte Computer-Konkordanz, die auf der Edition von D. Bo (Turin 1969) basiert, stellt ein zusätzliches Forschungs- und Interpretationsinstrument für das bereits in derselben Sammlung zusammengestellte Material zu den 'Satiren' des Persius dar ('Index Verborum' vorn L. Berkowitz, Th. F. Brunner [Bd. VII[; 'Lexikon' von D. Bo [Bd. VIII]). Die Kontextabgrenzung ist formal; sie trägt in allen Fällen der Vollständigkeit des Verses Rechnung und stellt bei Eingangsund Ausgangsformen eine Ausweitung auf das Korpus der vorausgehenden oder nachfolgenden Wörter vor. Der eigentlichen Konkordanz sind eine Bibliographie (zum Gesamtkomplex der Satire und zu den einzelnen Satiren) sowie lexikographische und grammatikalische Erhebungen (Auflistung der Eigennamen, Häufigkeitslisten, Tabellen grammatikalischer Distribution) beigefügt.La première fonction assignée à cet ouvrage est de constituer un instrument d'enquête et d'interprétation complémentaire du matériel de recherche déjà réuni, dans cette même Collection, sur les Satires de Perse : Index Verborum de L. Berkowitz et de Th. F. Brunner, Lexicon de D. Bo. A cette fonction ressortissent donc l'économie de l’ouvrage et la présentation même de cette concordance. Les altérations textuelles, conjectures, variantes possibles se trouvant ainsi très largement recueillies dans les travaux de L. Berkowitz, Th. Brunner et de D. Bo, nous avons choisi, aux fins d'une lecture et de confrontations immédiatement plus claires, de limiter nos citations à l'un des derniers états du texte proposé, à celui surtout qui nous est apparu le mieux fondé : celui de l'Edition de D. Bo. En regard, d'autre part, du contexte sémantique sélectif présenté par le Lexicon, notre délimitation a été celle d'un environnement formel qui coïncide, pour tous les cas, avec l'intégralité du vers et se trouve élargi, pour les formes initiales et finales, à l'ensemble des mots du vers précédent ou suivant, jusqu’à la rencontre d’une ponctuation forte. Des matériaux diversifiés de recherche ont été adjoints par ailleurs à la Concordance proprement dite : fiches bi-bliographiques, répertoire alphabétique des formes et des noms propres, documentation statistique, lexicale et gram¬maticale