Numerical investigation of acoustic solitons

Acoustic solitons can be obtained by considering the propagation of large amplitude sound waves across a set of Helmholtz resonators. The model proposed by Sugimoto and his coauthors has been validated experimentally in previous works. Here we examine some of its theoretical properties: low-frequency regime, balance of energy, stability. We propose also numerical experiments illustrating typical features of solitary waves

Numerical modeling of nonlinear acoustic waves in a tube connected with Helmholtz resonators

International audienceAcoustic wave propagation in a one-dimensional waveguide connected with Helmholtz resonators is studied numerically. Finite amplitude waves and viscous boundary layers are considered. The model consists of two coupled evolution equations: a nonlinear PDE describing nonlinear acoustic waves, and a linear ODE describing the oscillations in the Helmholtz resonators. The thermal and viscous losses in the tube and in the necks of the resonators are modeled by fractional derivatives. A diffusive representation is followed: the convolution kernels are replaced by a finite number of memory variables that satisfy local ordinary differential equations. A splitting method is then applied to the evolution equations: their propagative part is solved using a standard TVD scheme for hyperbolic equations, whereas their diffusive part is solved exactly. Various strategies are examined to compute the coefficients of the diffusive representation; finally, an optimization method is preferred to the usual quadrature rules. The numerical model is validated by comparisons with exact solutions. The properties of the full nonlinear solutions are investigated numerically. In particular, the existence of acoustic solitary waves is confirmed

Procédés d’oxydation avancée dans le traitement des eaux et des effluents industriels: Application à la dégradation des polluants réfractaires

Cette synthèse traite des procédés d’oxydation avancée (POA) pour le traitement des eaux et des effluents industriels. Ces procédés mettent pour la plupart en combinaison deux ou trois réactifs (oxydants) afin de produire des radicaux hydroxyles. Les radicaux libres sont des espèces hautement actives capables de réagir rapidement et de manière non sélective sur la plupart des composés organiques, réputés difficilement oxydables par voie biologique ou par des traitements chimiques conventionnels. Les POA peuvent être subdivisés en quatre groupes : les procédés d’oxydation chimique en phase homogène (H2O2/Fe2+ et H2O2/O3), les procédés photocatalytiques en phase homogène et/ou hétérogène (H2O2/UV, O3/UV et Fe2+/H2O2/UV; TiO2/UV), les procédés d’oxydation sonochimique et les procédés d’oxydation électrochimique. Le couplage H2O2/Fe2+ représente le système d’oxydation avancée le plus connu et le moins complexe, lequel est souvent employé dans le traitement des effluents industriels. Cependant, dans le domaine de la potabilisation des eaux, le système le plus utilisé et le plus éprouvé est le couplage H2O2/O3 couramment employé pour l’élimination des composés phytosanitaires (pesticides). Les procédés d’oxydation électrochimiques, photocatalytiques et sonochimiques sont des technologies qui nécessitent en général moins de réactif et sont faciles d’automatisation par comparaison aux autres POA. Ces procédés sont présentement en pleine expansion dans le domaine des technologies environnementales, ceci afin d’améliorer les systèmes existants de traitement des eaux usées municipales et industrielles, ou à remplacer les technologies conventionnelles peu efficaces pour l’enlèvement de contaminants organiques réfractaires, inorganiques et microbiens. De nombreuses études réalisées à l’échelle laboratoire ont clairement prouvé l’efficacité des POA pour le traitement de divers effluents. Cependant, le développement de ces procédés dans les filières de traitement des eaux reste encore limité en raison des coûts d’investissement et des coûts opératoires associés. Des solutions et stratégies sont proposées dans ce document, telles que le développement de procédés hybrides et leur couplage avec des traitements biologiques conventionnels, et ce, afin de pallier certaines contraintes spécifiques des POA et faciliter ainsi leur insertion dans les filières de traitement des eaux et des effluents industriels. Ce document a pour objectif de faire une synthèse des différents POA, d’en expliquer leur principe de fonctionnement, de déterminer les différents paramètres les gouvernant, ainsi que leurs applications dans le traitement des eaux et des effluents.This review deals with advanced oxidation processes (AOP) for water and wastewater treatment. Most AOPs combine two or three chemical oxidants in order to produce hydroxyl radicals. These free radicals are species capable of oxidizing numerous complex organic, non-chemically oxidizable or difficulty oxidizable compounds. They efficiently react with carbon-carbon double bonds and attack the aromatic nucleus, which are prevalent features of refractory organic compounds. The AOPs can be divided into four groups: homogenous chemical oxidation processes (H2O2/Fe2+ and H2O2/O3), homogenous/heterogeneous photocatalytic processes (H2O2/UV, O3/UV and Fe2+/H2O2/UV; TiO2/UV), sonification oxidation processes (ultrasound oxidation) and electrochemical oxidation processes. The H2O2/Fe2+ system represents the most common and simplest AOP, which is often employed for the treatment of industrial effluents. However for drinking water treatment, the H2O2/O3 system is commonly used for pesticide removal. Electrochemical, photo-catalytic and sonification oxidation processes require fewer chemicals and are more easily automated than other AOPs. These technologies are effective in improving the treatment of industrial wastes, wastewater and drinking water, for example after their integration into a treatment plant or after their replacement of conventional processes that are found to less effectively eliminate specific organic and inorganic pollutants. The goal of this paper is to review published literature on the use of AOPs for water and wastewater treatment and the removal of refractory pollutants. Specifically, the objectives are: (i) to understand the theory and mechanisms of pollutant removal in AOPs, (ii) to provide a database for AOP applications, and (iii) to suggest new research directions for the development of AOPs

Solid Phase DNA Amplification: A Brownian Dynamics Study of Crowding Effects

AbstractSolid phase amplification (SPA), a new method to amplify DNA, is characterized by the use of surface-bound primers. This limits the amplification to two-dimensional surfaces and therefore allows the easy parallelization of DNA amplification in a single system. SPA leads to the formation of small but dense DNA brushes, called DNA colonies. For a molecule to successfully duplicate itself, it needs to bend so that its free end can find a matching primer, located on the surface. We used Brownian dynamics simulations (with a united-atom model) to model the basic kinetics of an SPA experiment. The simulations mimic the temperature cycles and the molecule duplication process found in SPA. Our results indicate that the steric interaction between molecules leads to a decreased duplication probability for molecules in the center of a colony and to an outward leaning for the molecules on the perimeter. These effects result in slower amplification (compared to solution PCR) and indicate that steric interaction alone can explain the loss of the exponential growth (characteristic of solution PCR) of the number of molecules in an SPA experiment. Furthermore, the growth of the colony as a function of the number of thermal cycles is found to be similar to the one obtained with a simple Monte Carlo simulation

AN IMPROVED APPROXIMATION FOR ASSESSING THE STATISTICAL SIGNIFICANCE OF MOLECULAR SEQUENCE FEATURES

International audienceUsing random walk theory, we first establish explicitly the exact distribution of the maximal partial sum of a sequence of independent and identically distributed random variables. This result allows us to obtain a new approximation of the distribution of the local score of one sequence. This approximation improves the one given par Karlin et al., which can be deduced from this new formula. We obtain a more accurate asymptotic expression with additional terms. Examples of application are given

Estimation par assimilation de données variationnelle de champs de pluie à petite échelle à partir d'atténuations de micro-ondes de satellites TV

International audienceLes deux moyens principaux pour observer les précipitations sont les radars météorologiques et les réseaux de pluviomètres. Cependant les premiers sont chers et ne sont pas disponibles partout, et les seconds ne fournissent que des mesures ponctuelles. Or la pluie est un phénomène naturel présentant une forte variabilité spatio-temporelle. Nous présentons ici une méthode permettant de reconstituer des champs de pluie à petite échelle à partir de l'affaiblissement par la pluie des ondes radio en bande Ku (10-12 GHz) en provenance de satellites de télévision. les mesures d'affaiblissements sont couplées à un modèle numérique d'évolution des champs de pluie (advection) via un algorithme d'assimilation de données variationnelle (AD-VAR). cette méthode est appliquée sur des données enregistrées en 2013 dans l'Ardèche dans le cadre de la campagne européenne HyMeX (Hydrological cycle in mediterranean Experiment). Les cartes de précipitations obtenues à petite échelle (10s, 0,5 *0.5km2) sont comparées à des observations radar et pluviomètres colocalisées

Belief functions contextual discounting and canonical decompositions

AbstractIn this article, the contextual discounting of a belief function, a classical discounting generalization, is extended and its particular link with the canonical disjunctive decomposition is highlighted. A general family of correction mechanisms allowing one to weaken the information provided by a source is then introduced, as well as the dual of this family allowing one to strengthen a belief function

L'intervention et le devenir des connaissances antérieures des élèves dans la dynamique des apprentissages scolaires

Le présent rapport envisage les points suivants: 1. Connaissances, définition et attribution : comment le chercheur infère-t-il des connaissances ? 2. Type de connaissances. B. Résultats expérimentaux 1. Andreucci (ADEF, Aix-Marseille) 2. Coppé (ICAR) 3. Froment (ADEF, Aix-Marseille) 4. Gueudet & Julo (ADEF, Rennes) 5. Schubauer-Leoni, Leutenegger, Chiesa Millar & Ligozat (FAPSE, Université de Genève) 6. Tartas & Perret-Clermont (Université de Neuchâtel) 7. Tiberghien & Küçüközer (ICAR, Lyon) 8. Veillard (ICAR, Lyon) C. Discussion 1. Dynamique des connaissances individuelles 2. Dynamique des connaissances dans l'institution ou entre institutions Les travaux exposés dans la partie B sont cités, dans ce rapport, par les noms de leurs auteurs, sans plus de précision

La régulation par les standards ISO

International audienceDes appareillages électriques, en passant par les bilans comptables jusqu'aux technologies de l'information et de la communication, rares sont les secteurs économiques qui ne soient pas soumis à des normes dites techniques. Les normes techniques, dont les normes ISO sont certainement les plus connues (notamment ISO 9000 et 14000), sont des standards de production qui ont pour but d'améliorer la qualité, la sécurité ou la comptabilité de biens et de services. De fait, si ces normes passent souvent pour un objet obscur et complexe engageant les quelques initiés des domaines concernés, elles n'en demeurent pas moins un véritable processus de régulation économique à l'échelle mondiale. Le terme ISO est polysémique puisqu'il désigne aussi bien l'organisation internationale (International Organization for Standardization) au sein de laquelle sont adoptés les standards que les normes elles-mêmes. Créée en 1946, à la suite de la Fédération internationale des associations nationales de normalisation, l'ISO présente une structure fédérative regroupant les agences nationales de 148 pays. Le nombre impressionnant de normes publiées (13 700 depuis 1947) tend à attester de l'importance de ces dispositions pour les secteurs économiques concernés. A l'heure des débats sur la mondialisation, il peut être intéressant de se pencher sur une entreprise de régulation internationale qui, loin de réactiver des oppositions classiques (libéralisme économique contre régulation ou intérêts privés contre autorité publique), semble, au contraire, réaliser un syncrétisme original. Les politiques de normalisation internationale mettent en relation une multitude d'acteurs publics et privés : organisations internationales, administrations nationales, agences, centres de recherches, entreprises, associations, etc. Cette diversité d'acteurs n'épuise cependant pas la notion de politique publique, mais incite à la concevoir sous un nouveau jour, qui soit susceptible d'en faire ressortir tant l'originalité des formes que la portée effective dans les cas qui nous intéressent. Dans la contribution sans doute un peu trop dense que nous présentons ici, nous aimerions à la fois interroger les entrées classiques d'analyse de ces politiques, et proposer une démarche d'analyse un peu différente, basée sur l'idée de format empruntée à Rémi Barbier, et de monopolisation des formats. Ce cadre d'analyse permet de saisir à la fois les modalités d'élaboration des prescriptions et la mise à l'épreuve de ces prescriptions dans les situations de travail qui les opérationnalisent