Hindcasts of Equatorial sea surface dynamic height in the Atlantic in 1982-1984

Two different wind data sets of the years 1982-1984 are used to force in linear multimode model of the Tropical Atlantic ocean. We describe the variations of the Equatorial slope in both cases and investigate the differences betwenthe two runs. The main discrepancy occurs in 1983 for the amplitude of the seasonal signal all along the equator. Models results are also compared with observations (hydrocasts and inverted echo sounders) taken during the Programme Français Océan et Climat dans l'Atlantique Equatorial/Seasonal Response of the Equatorial Atlantic (FOCAL/SEQUAL) field experiment (july 1982 throught october 1984). The contrast between 1983 and 1984 is well captured by the two runs, especially the abnormal flat topography of the sea surface along the equator in the first 3 months of 1984 due to an unusual basin wide relaxation of the Equatorial wind stress. The major discrepancy between model results and observations is found during the upwelling periods east of 10°W, but at that time dynamic height measurements are too sparse to give a good description of these events. (Résumé d'auteur

Etude de l'impulsion électromagnétique et du plasma issus de la décharge de matériaux diélectriques soumis à une irradiation d'électrons

Dans l'espace, les matériaux diélectriques constitutifs des satellites sont susceptibles d'être exposé à des flux énergétiques de particules générés dans l'environnement terrestre à partir des rayonnements solaire et cosmique. Une des conséquences de cette exposition est l'apparition de décharges électrostatiques (ESD) qui naissent lorsque des électrons énergétiques pénètrent en profondeur dans des matériaux de faibles conductivités comme les polymères. Ces particules piégées sont responsables d'une élévation importante du champ électrique interne pouvant conduire à une rupture diélectrique du matériau suivi d'une évacuation des charges et de la formation d'un plasma qui s'étend dans le vide. L'impulsion électromagnétique intense qui en découle peut se coupler aux éléments d'interconnexion (pistes de circuit imprimé ou liaison filaire) et propager des signaux qui représentent une menace sérieuse pour l'ensemble du satellite. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre ces phénomènes de ruptures et de caractériser le plasma et l'impulsion électromagnétique générée. Les travaux de recherche comportent une partie expérimentale où les décharges sont reproduites au moyen d'un accélérateur linéaire d'électrons de 6 MeV irradiant différents polymères (polyéthylène, polytétrafluoroéthylène et polyméthacrylate de méthyle) dans une cavité sous vide. Les courants électriques induits et les champs électromagnétiques rayonnés sont quantifiés respectivement au moyen d'une pince de courant et de sondes de champs couvrant une bande spectrale allant jusqu'à 6 GHz. Les caractéristiques du plasma sont étudiées par absorption d'un signal radiofréquence injecté dans la cavité par un générateur de bruit blanc. Il a notamment été montré que la durée de vie du plasma s'étend jusqu'à la dizaine de microsecondes alors que les phénomènes électriques et électromagnétiques ne durent que quelques centaines de nanosecondes. Les résultats expérimentaux obtenus ont été confrontés aux résultats issus du code 3D de résolution des équations de Maxwell (code Sophie) développé au CEA. Les mesures du champ électromagnétique rayonné dans la cavité ont pu être restituées en injectant des profils spatio-temporels de densité de courant modélisant la rupture diélectrique du matériau. Le temps de montée de la décharge a pu être quantifié à une centaine de picosecondes. Les mesures d'absorption des signaux radiofréquences ont pu être restituées en modélisant l'expansion du plasma dans la cavité à l'aide de coquilles concentriques de conductivité variable. La vitesse d'expansion du plasma dans le vide a pu être établie à 105 m/s et la conductivité sur les premiers millimètres de l'expansion de l'ordre de la dizaine de S/m. Enfin, un modèle collisionnel-radiatif et un modèle simplifié de l'évolution spatio-temporel du plasma ont permis de faire le lien entre la densité de courant, la conductivité du plasma injectés dans le code Sophie et la densité et température du plasma.In space, dielectric materials of satellites are likely to be exposed to energetic fluxes of particles generated in the terrestrial environment from solar and cosmic radiation. One of the consequences of this exposure is the appearance of an electrostatic discharges (ESD) risk that arise when energetic electrons penetrate deeply into low conductivity materials such as polymers. These trapped particles are responsible for a significant rise in the internal electric field that can lead to a dielectric breakdown of the material followed by a charges evacuation and plasma formation expanding into vacuum. The resulting intense electromagnetic pulse can couple with interconnection elements (conductive tracks of printed circuit board or wire connection) and propagate signals that pose a serious threat to the entire satellite. The objective of this thesis is a better understand of these dielectric breakdown phenomena and characterize the plasma and the electromagnetic pulse generated. The research includes an experimental part where discharges are reproduced by a 6 MeV linear electron accelerator irradiating different polymers (polyethylene, polytetrafluoroethylene and polymethylmethacrylate) in a vacuum cavity. The induced electric currents and electromagnetic fields are quantified respectively by current probe and magnetic field probes covering a spectral band up to 6 GHz. The characteristics of the plasma are studied by absorption of a radiofrequency signal injected into the cavity by a white noise generator. It has been shown that the lifetime of the plasma extends to about ten microseconds while the electrical and electromagnetic phenomena last only a few hundred nanoseconds. The experimental results obtained were compared with the results from the 3D code solving Maxwell equations (Sophie code) developed at CEA. Measurements of the electromagnetic field in the cavity could be restored by injecting spatial and temporal profiles of current density modeling the dielectric breakdown of the material. The rise time of the discharge could be quantified at a hundred picoseconds. Absorption measurements of radiofrequency signals could be restored by modeling the plasma expansion in the cavity using concentric shells of variable conductivity. The expansion velocity of the plasma in vacuum could be established at 105 m/s and the conductivity on the first expansion millimeters at about ten S/m. Finally, a collisional-radiative model and a simplified spatiotemporal plasma evolution model allow connection between current density, plasma conductivity injected into Sophie code and plasma density

Vertical structure of the seasonal cycle in the Central Equatorial Atlantic ocean : XBT sections from 1980 to 1988

A set of temperature profiles from expendable bathythermographs collected from 1980 to april 1988 along two ship routes transecting the Equatorial Atlantic from 11°N to 11°S is analyzed to infer the vertical structure of the annual variability of the temperature and the currents in the upper ocean. During the average seasonal cycle, the vertical isotherm displacements occur earlier below 300 meters than near the surface at most locations within 4 degrees of the equator. At the equator the amplitude of the displacements does not decrease with depth in the upper 500 meters. This still holds down to 700 meters, but there are less data at these depths. The lead of the deeper isotherm displacements with respect to those in the upper thermocline implies that there is a contribution to the pressure forces from these layers that is not in phase with the contribution of the upper thermocline. This also suggests that the energy source of the seasonal variability is close to the surface. Dynamic height and geostrophic current relative to 400 db are also estimated. A seasonal cycle is found on the subsurface currents, which vary by up to a factor two during the cycle. (Résumé d'auteur

Problématique des systèmes miniaturisés in-vivo pour le remplacement d'une fonction dans le milieu médical orthopédique

Cet article propose une synthèse des systèmes orthopédiques instrumentés afin de dégager les études qui pourraient conduire à une amélioration des prothèses. Pour cela, nous mettons en évidence l'intérêt d'utiliser des systèmes in vivo auto adaptatifs pour le remplacement d'une fonction dans le domaine orthopédique. Or dans ce domaine, il n'existe pour l'instant que des systèmes pour l'instrumentation des prothèses. Nous présentons également la problématique de l'alimentation de ces systèmes et quelques idées de générateurs basées sur la récupération d'une énergie primaire produite par le corps humain