Challenges of Video Monitoring for Phenomenological Diagnostics in Present and Future Tokamaks

With the development of heterogeneous camera networks working at different wavelengths and frame rates and covering a large surface of vacuum vessel, the visual observation of a large variety of plasma and thermal phenomena (e.g., hot spots, ELMs, MARFE, arcs, dusts, etc.) becomes possible. In the domain of machine protection, a phenomenological diagnostic is a key-element towards plasma/thermal event dangerousness assessment during real time operation. It is also of primary importance to automate the extraction and the storage of phenomena information for further off-line event retrieval and analysis, thus leading to a better use of massive image data bases for plasma physics studies. To this end, efforts have been devoted to the development of image processing algorithms dedicated to the recognition of specific events. But a need arises now for the integration of techniques developed so far in both hardware and software directions. We present in this paper our latests results in the field of real time phenomena recognition and management through our image understanding software platform. This platform has been validated on Tore Supra during operation and is under evaluation for the foreseen imaging diagnostic of ITER

Prosper: image and robot-guided prostate brachytherapy

Brachytherapy for localized prostate cancer consists in destroying cancer by introducing iodine radioactive seeds into the gland through hollow needles. The planning of the position of the seeds and their introduction into the prostate is based on intra-operative ultrasound (US) imaging. We propose to optimize the global quality of the procedure by: i) using 3D US; ii) enhancing US data with MRI registration; iii) using a specially designed needle-insertion robot, connected to the imaging data. The imaging methods have been successfully tested on patient data while the robot accuracy has been evaluated on a realistic deformable phantom

Etude des mécanismes de l'écoulement sur un bassin forestier du Mont-Lozère pendant la période de recharge post-estivale

3 tableaux ; 9 figuresLes processus de formation des crues ont été étudiés sur un petit bassin versant forestier des Cévennes granitiques à l'aide du traçage chimique et isotopique des eaux. L'étude s'est déroulée pendant l'automne 1996 qui a vu se succéder trois crues d'ampleurs différentes. La reprise de l'écoulement après l'étiage estival est une période opportune pour mettre en évidence l'impact de l'état hydrique des sols sur la réponse du bassin. Un schéma dynamique du comportement hydrologique du bassin est obtenu. L'utilisation conjointe de plusieurs traceurs a révélé la rapidité du transfert de l'eau du versant jusqu'à l'exutoire, ainsi que la prédominance dans l'écoulement d'une eau à faible temps de résidence (épisode pluvieux et pluies précédentes). En conformité avec la forte conductivité hydraulique des sols, l'écoulement de sub-surface est reconnu comme l'un des processus dominant dans la formation des crues. La décomposition des hydrogrammes a montré que l'eau préexistante était la composante principale du débit. Cependant l'augmentation avec le temps de la participation de l'épisode pluvieux souligne le rôle croissant de l'humidification des sols sur la célérité du transfert de l'eau et sur l'expansion des zones contributives. Ainsi le volume écoulé au cours de la dernière crue (13 au 15 octobre) provient pour un tiers de l'épisode pluvieux et pour 50 % de la première pluie de l'automne (19 septembre). Les zones contributives ont atteint 14 % de la surface totale du bassin. Une simulation du comportement isotopique de l'eau dans l'écoulement de sub-surface a été entreprise à l'échelle de la parcelle. Les résultats indiquent que cette eau est marquée par un mélange des fractions successives de l'épisode pluvieux, sans influence d'une eau préexistante potentiellement stockée dans les horizons de surface. Pour cette période de reprise automnale, le fonctionnement du bassin peut être décrit par un système à deux réservoirs, chacun d'eux étant géochimiquement distinct. Le réservoir superficiel reçoit l'épisode pluvieux et s'écoule latéralement et verticalement vers un réservoir sous-jacent contenant l'eau préexistante formée par les pluies précédentes. La contribution d'une eau profonde à long temps de résidence est absente ou négligeable

A quantum trampoline for ultra-cold atoms

We have observed the interferometric suspension of a free-falling Bose-Einstein condensate periodically submitted to multiple-order diffraction by a vertical 1D standing wave. The various diffracted matter waves recombine coherently, resulting in high contrast interference in the number of atoms detected at constant height. For long suspension times, multiple-wave interference is revealed through a sharpening of the fringes. We use this scheme to measure the acceleration of gravity

Parameter identification for a one-dimensional blood flow model

International audienceThe purpose of this work is to use a variational method to identify some of the parameters of one-dimensional models for blood flow in arteries. These parameters can be fit to approach as much as possible some data coming from experimental measurements or from numerical simulations performed using more complex models. A nonlinear least squares approach to parameter estimation was taken, based on the optimization of a cost function. The resolution of such an optimization problem generally requires the efficient and accurate computation of the gradient of the cost function with respect to the parameters. This gradient is computed analytically when the one-dimensional hyperbolic model is discretized with a second order Taylor-Galerkin scheme. An adjoint approach was used. Some preliminary numerical tests are shown. In these simulations, we mainly focused on determining a parameter that is linked to the mechanical properties of the arterial walls, the compliance. The synthetic data we used to estimate the parameter were obtained from a numerical computation performed with a more accurate model: a three-dimensional fluid-structure interaction model. The first results seem to be promising. In particular, it is worth noticing that the estimated compliance which gives the best fit is quite different from the values that are commonly used in practice.Le but de ce travail est d'identifier certains des paramètres existant dans des modèles 1-d d'écoulement sanguin dans des artères. Ces paramètres peuvent permettre d'approcher autant que possible des configurations géométriques réalistes ou des données expérimentales. Une approche de l'estimation de paramètres par moindres carrés non-linéaires a été adoptée, basée sur l'optimisation d'une certaine fonction coût. La résolution d'un tel problème de minimisation requiert le calcul efficace et précis du gradient de la fonction coût par rapport aux paramètres. Le gradient est discrétisé analytiquement dans le cas d'une discrétisation du modèle hyperbolique 1-d par le schema de Taylor-Galerkin. Une approche par l'état adjoint a été employée. Des premiers résultats numériques sont fournis. Pour ces simulations, nous nous sommes concentrés sur la détermination d'un paramètre lié aux propriétés mécaniques de la paroi artérielle. Les données synthétiques utilisées pour l'estimation de ce paramètre ont été obtenues à partir d'un modèle beaucoup plus raffiné : un modèle 3-d d'interaction fluide-structure. Les résultats semblent intéressants car le paramètre estimé est assez différent de ce à quoi on s'attendrait a priori

Efficient Analysis Methodology for Huge Application Traces

International audienceThe growing complexity of computer system hard- ware and software makes their behavior analysis a challenging task. In this context, tracing appears to be a promising solution as it provides relevant information about the system execution. However, trace analysis techniques and tools lack in providing the analyst the way to perform an efficient analysis flow because of several issues. First, traces contain a huge volume of data difficult to store, load in memory and work with. Then, the analysis flow is hindered by various result formats, provided by different analysis techniques, often incompatible. Last, analysis frameworks lack an entry point to understand the traced application general behavior. Indeed, traditional visualization techniques suffer from time and space scalability issues due to screen size, and are not able to represent the full trace. In this article, we present how to do an efficient analysis by using the Shneiderman's mantra: "Overview first, zoom and filter, then details on demand". Our methodology is based on FrameSoC, a trace management infrastructure that provides solutions for trace storage, data access, and analysis flow, managing analysis results and tool. Ocelotl, a visualization tool, takes advantage of FrameSoC and shows a synthetic representa- tion of a trace by using a time aggregation. This visualization solves scalability issues and provides an entry point for the analysis by showing phases and behavior disruptions, with the objective of getting more details by focusing on the interesting trace parts

Evidential uncertainties on rich labels for active learning

Recent research in active learning, and more precisely in uncertainty sampling, has focused on the decomposition of model uncertainty into reducible and irreducible uncertainties. In this paper, we propose to simplify the computational phase and remove the dependence on observations, but more importantly to take into account the uncertainty already present in the labels, \emph{i.e.} the uncertainty of the oracles. Two strategies are proposed, sampling by Klir uncertainty, which addresses the exploration-exploitation problem, and sampling by evidential epistemic uncertainty, which extends the reducible uncertainty to the evidential framework, both using the theory of belief functions

Stimulated Brillouin scattering in hybrid chalcogenide-PMMA microwires

International audienceWe investigate the onset of nonlinear effects in hybrid As2Se3-PMMA microwires and demonstrate that they provide an enhanced Kerr nonlinearity while mitigating stimulated Brillouin scattering when compared to chalcogenide and silica optical fibers