HYR2PICS: Hybrid Regularized Reconstruction for combined Parallel Imaging and Compressive Sensing in MRI

International audienceBoth parallel Magnetic Resonance Imaging~(pMRI) and Compressed Sensing (CS) are emerging techniques to accelerate conventional MRI by reducing the number of acquired data in the $k$-space. So far, first attempts to combine sensitivity encoding (SENSE) imaging in pMRI with CS have been proposed in the context of Cartesian trajectories. Here, we extend these approaches to non-Cartesian trajectories by jointly formulating the CS and SENSE recovery in a hybrid Fourier/wavelet framework and optimizing a convex but nonsmooth criterion. On anatomical MRI data, we show that HYR$^2$PICS outperforms wavelet-based regularized SENSE reconstruction. Our results are also in agreement with the Transform Point Spread Function (TPSF) criterion that measures the degree of incoherence of $k$-space undersampling schemes

Etude des méthodes éprouvées et innovantes pour la surveillance des digues

National audienceNowadays flood protection dikes surveillance is mostly ensured by visual inspection. There is only few instrumental monitoring whereas it could be used as a relevant approach, complementary to visual inspection. In particular instrumental monitoring can offer continuous and/or wide range surveillance, which is especially useful when dealing with dikes. Instrumental monitoring methods can also help optimizing visual surveillance during flood, when human resources can be scarcer than usual. An overview of the tried and tested surveillance techniques as well as the innovative ones has been made. The objective was to summarize the pros and cons of each technique toward the main dikes failure mechanisms. The techniques have been chosen regarding their range, efficiency and capacity of producing a relevant and precise diagnosis. The development level has also been evaluated through the feedbacks that could be identified. A specific focus is also given on the time and resources needed for data processing and interpretation.Aujourd'hui la surveillance des digues de protection contre les inondations est essentiellement assurée par examen visuel. La surveillance instrumentale est peu développée bien qu'elle puisse être considérée comme une approche complémentaire pertinente qui permettrait de pallier les limites pratiques de l'examen visuel : difficultés d'établir une surveillance continue dans le temps et sur des linéaires importants avec des ressources humaines limitées, notamment en période de crue. Afin d'évaluer les apports potentiels de méthodes instrumentale à la surveillance des digues, un état de l'art a été réalisé. Il a eu pour objectif de présenter de manière synthétique les avantages et limites de chaque méthode au regard des mécanismes de rupture susceptibles d'être détectés. Les méthodes ont été sélectionnées en fonction de critères opérationnels : - en premier lieu leur capacité à établir un diagnostic précis vis-à-vis d'un risque donné ; - leur grand rendement, caractéristique essentielle pour surveiller un objet étendu ; - les moyens et le temps nécessaires au traitement et à l'interprétation des données. Cet aspect deviendra notamment critique en période de crue. Ont été considérées à la fois les techniques éprouvées et les méthodes innovantes, parfois encore au stade de R&D. Dans ce cas la maturité de la technologie a été évaluée au regard des retours d'expérience identifiés. Enfin la notion de coût est abordée. Chaque technique retenue est décrite, la conclusion faisant la synthèse des constatations faites. Cet état de l'art pourra être consulté de manière plus complète au travers du rapport publique remis au MEDDE et disponible à la date de parution de cette communication

Etude expérimentale et modélisation de l'endommagement du contact aube-disque de soufflante soumis à des chargements de fretting fatigue

L optimisation du dimensionnement des structures passe par une meilleure connaissance de leur mode d endommagement. Cette étude se focalise donc sur la caractérisation de l endommagement du contact aube/disque des moteurs aéronautique. Cet assemblage mécanique est soumis a une combinaison d un effort normal (force centrifuge) et tangentiel (dynamique de l aube). La portée du disque en Ti-6Al-4V subi donc un chargement complexe de type fretting fatigue. Ce type de sollicitation entraine, entre autre dégradation, de la fissuration dont la modélisation expérimentale et numérique est rendue difficile par les limitations des moyens et des connaissances actuelles. Le premier objectif de ce travail de thèse est de développer un moyen d essai et une instrumentation associée afin d étudier de façon qualitative et quantitative la fissuration d un contact Ti-6Al-4V/Ti-6Al-4V. Le second but est d utiliser les données issues de ce moyen expérimental afin de proposer un modèle de prédiction des durées de vie de cet assemblage. Un montage inédit de fretting fatigue double vérin mono-contact a été mis en place avec une instrumentation nouvelle pour ce type d essai : suivi de fissuration par suivi de potentiel et par émission acoustique. Une attention particulière a été apportée aux calibrations et aux méthodologies expérimentales. Ce banc d essai permet notamment de simuler des efforts de fretting applique en phase ou alors de telle manière a simuler un vrai cycle de vol. Cet outil a permis de décrire quantitativement les premières courbes de Wohler en fretting à amorçage (Effort de fretting vs Nombre de cycles à amorçage) pour deux configurations de contact (cylindre/plan et plan/plan). Les impacts des différents paramètres de fretting sur l amorcage ont pu être quantifies. Les paramètres influant sont : la configuration du contact, les niveaux des efforts appliques et leur mode de combinaison (cycles en phase ou cycles de type vol). De plus des courbes de cinétique de propagation des fissures ont pu être extraites des différents essais, montrant un fort impact du fretting sur les vitesses de propagation des fissures. Une analyse qualitative via l émission acoustique a montré un mécanisme d amorçage et de propagation en 3 étapes suivant la perte d influence du contact. Un modèle de prédiction de l amorçage et de simulation de la propagation des fissures a été mis en place. Bien que limite dans la prise en compte des effets gradients (approches non locales), ce modèle se montre très performant surtout dans sa capacité à utiliser les données expérimentales dans l identification des lois d amorçage ou de propagation. Ce travail a donc permis d importantes avancées dans la compréhension des mécanismes de fissuration et dans leur modélisation ouvrant ainsi la porte vers une prédiction fiable de l endommagement des contacts aube/disque.Optimization of structures design requires a better understanding of their damage process. This study focuses on the characterisation of the blade/disk contact damaging process on aircraft engines. That mechanical structure is subjected to a normal load (centrifugal forces) combined with a tangential force (blade dynamic). Thus the Ti-6Al-4V disk seat sees a complex fretting fatigue loading. This type of solicitation can generate a series of degradations like cracking. Experimental and numerical simulation of this damaging is very difficult considering the present state of arts. The first aim of this work is to develop a new experimental set-up with the appropriate instrumentation in order to conduct a qualitative and a quantitative analysis of the cracking in a Ti-6Al-4V/Ti6-Al-4V contact. The second goal is to build a life prediction numerical model that would be able to use the data obtain with the new experimental tests. The new dual-actuator fretting-fatigue set-up is now operational. It allows to run single contact test under different loading combinations: fretting and fatigue loads can be applied in phase or in a way to simulate the real in flight conditions. New instrumentations have been added in order to follow the crack initiation and propagation: potential-drop technique and acoustic emission. Thanks to this new test procedure, the first fretting Wöhler curve to crack nucleation have been described (fretting load vs number of cycles to crack nucleation) for two contact geometries (cylinder on flat and flat on flat). The separate influences of fatigue and fretting parameters have been determined. The mains parameters are: the contact characteristics, the stress level and the force combination modes ( in phase cycles or in-flight cycles). Moreover, the very first crack propagation kinetics have been drowned. Also, a major influence of the fretting on the crack propagation has been exposed. The qualitative analysis conducted with the acoustic emission has revealed a three steps crack propagation process. The crack propagation process evolves with the decrease of the contact influence. A model has been developed in order to predict crack initiation and propagation lives. Even if the model suffers from a major limitation due to the difficult considerations of the stress gradient effects, it has shown very good results through its ability to directly include experimental data. This work has led to major breakthroughs in the understanding of the cracking mechanisms and their simulation. This forms solid foundations for future predictions of the blade/disk interface durability.LYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF

Théorie des jeux et apprentissage pour les réseaux sans fil distribués

Dans cette thèse, nous étudions des réseaux sans fil dans lesquels les terminaux mobiles sont autonomes dans le choix de leurs configurations de communication. Cette autonomie de décision peut notamment concerner le choix de la technologie d'accès au réseau, le choix du point d'accès, la modulation du signal, les bandes de fréquences occupées, la puissance du signal émis, etc. Typiquement, ces choix de configuration sont réalisés dans le but de maximiser des métriques de performances propres à chaque terminal. Sous l'hypothèse que les terminaux prennent leurs décisions de manière rationnelle afin de maximiser leurs performances, la théorie des jeux s'applique naturellement pour modéliser les interactions entre les décisions des différents terminaux. Plus précisément, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier des stratégies d'équilibre de contrôle de puissance d'émission afin de satisfaire des considérations d'efficacité énergétique. Le cadre des jeux stochastiques est particulièrement adapté à ce problème et nous permet notamment de caractériser la région de performance atteignable pour toutes les stratégies de contrôle de puissance qui mènent à un état d'équilibre. Lorsque le nombre de terminaux en jeu est grand, nous faisons appel à la théorie des jeux à champ moyen pour simplifier l'étude du système. Cette théorie nous permet d'étudier non pas les interactions individuelles entre les terminaux, mais l'interaction de chaque terminal avec un champ moyen qui représente l'état global des autres terminaux. Des stratégies de contrôle de puissance optimales du jeu à champ moyen sont étudiées. Une autre partie de la thèse a été consacrée à des problématiques d'apprentissage de points d'équilibre dans les réseaux distribués. En particulier, après avoir caractérisé les positions d'équilibre d'un jeu de positionnement de points d'accès, nous montrons comment des dynamiques de meilleures réponses et d'apprentissage permettent de converger vers un équilibre. Enfin, pour un jeu de contrôle de puissance, la convergence des dynamiques de meilleures réponses vers des points d'équilibre a été étudiée. Il est notamment proposé un algorithme d'adaptation de puissance convergeant vers un équilibre avec une faible connaissance du réseau.In this thesis, we study wireless networks in which mobile terminals are free to choose their communication configuration. Theses configuration choices include access wireless technology, access point association, coding-modulation scheme, occupied bandwidth, power allocation, etc. Typically, these configuration choices are made to maximize some performance metrics associated to every terminals. Under the assumption that mobile terminals take their decisions in a rational manner, game theory can be applied to model the interactions between the terminals. Precisely, the main objective of this thesis is to study energy-efficient power control policies from which no terminal has an interest to deviate. The framework of stochastic games is particularly suited to this problem and allows to characterize the achievable utility region for equilibrium power control strategies. When the number of terminals in the network is large, we invoke mean field game theory to simplify the study of the system. Indeed, in a mean field game, the interactions between a player and all the other players are not considered individually. Instead, one only studies the interactions between each player and a mean field, which is the distribution of the states of all the other players. Optimal power control strategies from the mean field formulation are studied. Another part of this thesis has been focused on learning equilibria in distributed games. In particular, we show how best response dynamics and learning algorithms can converge to an equilibrium in a base station location game. For another scenario, namely a power control problem, we study the convergence of the best response dynamics. In this case, we propose a power control behavioral rule that converges to an equilibrium with very little information about the network.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

Methodology Applied to the Diagnosis and Monitoring of Dikes and Dams

International audienc

The Pingding segment of the Altyn Tagh Fault (91E): Holocene slip-rate determination from cosmogenic radionuclide dating of offset fluvial terraces

International audienceMorphochronologic slip-rates on the Altyn Tagh Fault (ATF) along the southern front of the Pingding Shan at 90.5E are determined by cosmogenic radionuclide (CRN) dating of seven offset terraces at two sites. The terraces are defined based upon morphology, elevation and dating, together with fieldwork and high-resolution satellite analysis. The majority of the CRN model ages fall within narrow ranges (<2 ka) on the four main terraces (T1, T2, T3 and T3′), and allow a detailed terrace chronology. Bounds on the terrace ages and offsets of 5 independent terraces yield consistent slip-rate estimates. The long-term slip-rate of 13.9+/-1.1 mm/yr is defined at the 95% confidence level, as the joint rate probability distribution of the rate derived from each independent terrace. It falls within the bounds of all the rates defined on the central Altyn Tagh Fault between the Cherchen He (86.4E) and Akato Tagh (88E) sites. This rate is 10 mm/yr less than the upper rate determined near Tura at 87E, in keeping with the inference of an eastward decreasing rate due to progressive loss of slip to thrusts branching off the fault southwards but it is greater than the 9+/-4 mm/yr rate determined at 90E by GPS surveys and other geodetic short-term rates defined elsewhere along the ATF. Whether such disparate rates will ultimately be reconciled by a better understanding of fault mechanics, resolved transient deformations during the seismic cycle or by more accurate measurements made with either approach remains an important issue

Geologic context of geodetic data across a Basin and Range normal fault, Crescent Valley, Nevada

Geodetic strain and late Quaternary faulting in the Basin and Range province is distributed over a region much wider than historic seismicity, which is localized near the margins of the province. In the relatively aseismic interior, both the magnitude and direction of geodetic strain may be inconsistent with the Holocene faulting record. We document the best example of such a disagreement across the NE striking, ~55° NW dipping Crescent normal fault, where a NW oriented, 70 km geodetic baseline records contemporary shortening of ~2 mm/yr orthogonal to the fault trace. In contrast, our geomorphic, paleoseismic, and geochronologic analyses of the Crescent fault suggest that a large extensional rupture occurred during the late Holocene epoch. An excavation across the fault at Fourmile Canyon reveals that the most recent event occurred at 2.8 ± 0.1 ka, with net vertical tectonic displacement of 4.6 ± 0.4 m at this location, corresponding to the release of ~3 m of accumulated NW-SE extension. Measured alluvial scarp profiles suggest a minimum rupture length of 30 km along the range front for the event, implying a moment magnitude M_w of at least 6.6. No prior event occurred between ~2.8 ka and ~6.4 ± 0.1 ka, the ^(14)C calender age of strata near the base of the exposed section. Assuming typical slip rates for Basin and Range faults (~0.3 mm/yr), these results imply that up to one third, or ~1 m, of the extensional strain released in the previous earthquake could have reaccumulated across the fault since ~2.8 ka. However, the contemporary shortening implies that the fault is unloading due to a transient process, whose duration is limited to between 6 years (geodetic recording time) and 2.8 ka (the age of the most recent event). These results emphasize the importance of providing accurate geologic data on the timescale of the earthquake cycle in order to evaluate geodetic measurements

Mise en place de la réglementation issue du décret du 11 décembre 2007 pour les digues maritimes des départements côtiers de la Manche et de Bretagne : état d'avancement, exemples marquants et perspectives

Colloque National Digues Maritimes et Fluviales de Protection contre les Submersions, Aix-en-Provence, FRA, 12-/06/2013 - 14/06/2013National audienceIn France, a national Decree signed on the 11th of December 2007 has significantly strengthened the safety obligations of the fluvial and coastal dike owners. In February 2010, the Xynthia catastrophic storm resulted in an increased awareness of those working on coastal dikes whether they are owners - such as local authorities, owners syndicate ... - or State control authorities.Furthermore, the importance of the French Flash Flood Prevention Program is growing and the first grants for the dike reinforcement have been issued.In this context, three specialized teams of the "regional directions for the environment " (ie the regional level of the French state administration responsible for the control of dike safety) working on the coastline of the English Channel (ie &amp;#8220;La Manche&amp;#8221;) present in this paper:&amp;#8226; a quick overlook of the inventory of coastal and river dikes;&amp;#8226; the feedback of the damage caused by the Xynthia storm in the French region of Calvados;&amp;#8226; the state-of-progress of the implementation of the regulations created by the 2007 Decree;&amp;#8226; Some examples of dike owners who partnered up in order to conduct assessment survey on their embankment system or to realize dikereinforcement work.Le décret de décembre 2007 a significativement renforcé les prescriptions de sécurité s'appliquant aux responsables des digues de protection contre les submersions d'origine fluviale et/ou maritime.La tempête catastrophique Xynthia de février 2010 a sensibilisé de nombreux acteurs agissant dans le domaine des digues de défense maritime - que ceux-ci relèvent de la Maîtrise d'Ouvrage (collectivités territoriales etassociations de défense contre la mer, pour l'essentiel) comme de la mission de Contrôle (DDTM puis DREAL) - pour une mise en oeuvre efficace et pragmatique de cette réglementation. Enfin, le Plan de lutte contre lesSubmersions rapides monte en puissance avec la labellisation des premiers dossiers de travaux de confortement.Dans ce contexte, plusieurs services de DREAL intervenant dans les départements côtiers de la Manche et de Bretagne s'associent pour proposer la présente communication qui vise à :&amp;#8226; dresser un rapide état des lieux du recensement et du classement des digues de front de mer ou de cours d'eau sous influence maritime sur ces côtes, dans lesquelles sont parfois englobés des éléments naturels tels que des cordons dunaires ;&amp;#8226; rapporter le retour d'expérience suite à la tempête Xynthia et les dégâts qu'elle a causés sur les digues du département du Calvados ;&amp;#8226; préciser l'avancement de la mise oeuvre du décret de 2007 ;&amp;#8226; présenter quelques exemples de mutualisation et de regroupement de la maîtrise d'ouvrage pour la conduite des études à l'échelle de systèmesd'endiguement ainsi que pour la réalisation de travaux

Source parameters of the great Sumatran megathrust earthquakes of 1797 and 1833 inferred from coral microatolls

Large uplifts and tilts occurred on the Sumatran outer arc islands between 0.5° and 3.3°S during great historical earthquakes in 1797 and 1833, as judged from relative sea level changes recorded by annually banded coral heads. Coral data for these two earthquakes are most complete along a 160-km length of the Mentawai islands between 3.2° and 2°S. Uplift there was as great as 0.8 m in 1797 and 2.8 m in 1833. Uplift in 1797 extended 370 km, between 3.2° and 0.5°S. The pattern and magnitude of uplift imply megathrust ruptures corresponding to moment magnitudes (M_w) in the range 8.5 to 8.7. The region of uplift in 1833 ranges from 2° to at least 3.2°S and, judging from historical reports of shaking and tsunamis, perhaps as far as 5°S. The patterns and magnitude of uplift and tilt in 1833 are similar to those experienced farther north, between 0.5° and 3°N, during the giant Nias-Simeulue megathrust earthquake of 2005; the outer arc islands rose as much as 3 m and tilted toward the mainland. Elastic dislocation forward modeling of the coral data yields megathrust ruptures with moment magnitudes ranging from 8.6 to 8.9. Sparse accounts at Padang, along the mainland west coast at latitude 1°S, imply tsunami runups of at least 5 m in 1797 and 3–4 m in 1833. Tsunamis simulated from the pattern of coral uplift are roughly consistent with these reports. The tsunami modeling further indicates that the Indian Ocean tsunamis of both 1797 and 1833, unlike that of 2004, were directed mainly south of the Indian subcontinent. Between about 0.7° and 2.1°S, the lack of vintage 1797 and 1833 coral heads in the intertidal zone demonstrates that interseismic submergence has now nearly equals coseismic emergence that accompanied those earthquakes. The interseismic strains accumulated along this reach of the megathrust have thus approached or exceeded the levels relieved in 1797 and 1833