Detection of bridge anomalous behavior and assessment of their impact on structural performance

Peer reviewed

Mechanism that dictates pore width and <111>a pore propagation in InP

We report a mechanism for pore growth and propagation based on a three-step charge transfer model. The study is supported by electron microscopy analysis of highly doped n-InP samples anodised in aqueous KOH. The model and experimental data are used to explain propagation of pores of characteristic diameter preferentially along the <111>A directions. We also show evidence for deviation of pore growth from the <111>A directions and explain why such deviations should occur. The model is self-consistent and predicts how carrier concentration affects the internal dimensions of the porous structures.

Crack propagation in non-homogenous materials: Evaluation of mixed-mode SIFs, T-stress and kinking angle using a variant EFG method

A new variant of the Element-Free Galerkin (EFG) method, that combines the diffraction method, to characterize the crack tip solution, and the Heaviside enrichment function for representing discontinuity due to a crack, has been used to model crack propagation through non-homogenous materials. In the case of interface crack propagation, the kink angle is predicted by applying the maximum tangential principal stress (MTPS) criterion in conjunction with consideration of the energy release rate (ERR). The MTPS criterion is applied to the crack tip stress field described by both the stress intensity factor (SIF) and the T-stress, which are extracted using the interaction integral method. The proposed EFG method has been developed and applied for 2D case studies involving a crack in an orthotropic material, crack along an interface and a crack terminating at a bi-material interface, under mechanical or thermal loading; this is done to demonstrate the advantages and efficiency of the proposed methodology. The computed SIFs, T-stress and the predicted interface crack kink angles are compared with existing results in the literature and are found to be in good agreement. An example of crack growth through a particle-reinforced composite materials, which may involve crack meandering around the particle, is reported.

La sécrétion de la protéine tau : mécanisme de propagation de la pathologie de tau dans la maladie d’Alzheimer.

Dans la maladie d’Alzheimer, il existe deux marqueurs histopathologiques : les plaques amyloïdes composées de la protéine amyloïde-bêta et les enchevêtrements neurofibrillaires (NFTs) composés de la protéine tau agrégée. Dans le cerveau, la propagation de la pathologie de tau est observée le long des circuits neuronaux connectés synaptiquement, selon une séquence de stades, caractérisés par le Docteur Braak en 1991. Chez les patients, le degré de démence corrèle avec le nombre de NFTs. Ces derniers apparaissent dans des régions précises du cerveau et se propagent, de manière prédictible, le long des projections neuronales à des stades plus tardifs de la pathologie. Il reste à éclaircir la manière dont les NFTs se propagent dans les différentes régions du cerveau. Dans notre laboratoire, nous avons émis l’hypothèse que la propagation de tau pourrait se produire par un processus de transmission de cellule à cellule. Ainsi, la protéine tau serait tout d’abord sécrétée par un neurone, puis endocytée par un neurone adjacent. Nos travaux de recherche se sont concentrés sur la sécrétion de la protéine tau. Dans une première étape, nous avons démontré l’existence de la sécrétion active de tau dans l’espace extracellulaire, en utilisant des modèles in vitro de cellules non neuronales et neuronales. Par la suite, nous avons caractérisé les formes de protéines tau sécrétées. Enfin dans un dernier temps, nous avons exploré les voies de sécrétion de la protéine tau ainsi que les mécanismes régulant ce phénomène. Nous avons réussi à moduler la sécrétion de tau en reproduisant plusieurs insultes observées dans la maladie d’Alzheimer. Nos recherches nous ont permis d’identifier l’appareil de Golgi comme étant une organelle dont la fragmentation augmente la sécrétion de la protéine tau. A la lumière de cette découverte, nous avons été capable de moduler la sécrétion de tau en ciblant spécifiquement l’activité de cdk5 et l’expression de rab1A contrôlant la morphologie du Golgi. Ainsi, nous avons réussi à diminuer significativement la sécrétion de la protéine tau. Nos travaux de recherche proposent de nouvelles cibles thérapeutiques pour la maladie d’Alzheimer, visant à diminuer la propagation de la pathologie de tau par de nouveaux mécanismes cellulaires.

Numerical Simulation Of Ultrasonic Wave Propagation In Elastically Anisotropic Media

The ultrasonic non-destructive testing of components may encounter considerable difficulties to interpret some inspections results mainly in anisotropic crystalline structures. A numerical method for the simulation of elastic wave propagation in homogeneous elastically anisotropic media, based on the general finite element approach, is used to help this interpretation. The successful modeling of elastic field associated with NDE is based on the generation of a realistic pulsed ultrasonic wave, which is launched from a piezoelectric transducer into the material under inspection. The values of elastic constants are great interest information that provide the application of equations analytical models, until small and medium complexity problems through programs of numerical analysis as finite elements and/or boundary elements. The aim of this work is the comparison between the results of numerical solution of an ultrasonic wave, which is obtained from transient excitation pulse that can be specified by either force or displacement variation across the aperture of the transducer, and the results obtained from a experiment that was realized in an aluminum block in the IEN Ultrasonic Laboratory. The wave propagation can be simulated using all the characteristics of the material used in the experiment evaluation associated to boundary conditions and from these results, the comparison can be made.

Développement de fibres optiques composites pour la génération du supercontinuum dans l’infrarouge

Les sources laser à large bande possédant les caractéristiques requises pour émettre sur la plage spectrale correspondant à la seconde fenêtre de transmission atmosphérique (3 à 5 μm) exercent un attrait considérable pour divers domaines tels que la télédétection de polluants atmosphériques et les contremesures infrarouges. Les supercontinua générés à l’intérieur de fibres optiques représentent une option intéressante pour réaliser ce type de sources laser. En effet, ils possèdent une intensité élevée, un large contenu spectral, une excellente directionnalité de faisceau, ainsi qu’un bon potentiel pour constituer des sources lumineuses compactes et robustes. Toutefois, la génération d’un tel supercontinuum implique certains défis à relever sur le plan de la conception des fibres optiques employées. En fait, ces fibres optiques doivent présenter de faibles pertes de propagation sur la plage spectrale de 3 à 5 μm, posséder un paramètre de non-linéarité élevé et permettre le pompage en régime anomal de dispersion à des longueurs d’onde pour lesquelles des sources laser compactes sont offertes commercialement. En matière de robustesse, ces fibres doivent également démontrer de bonnes propriétés mécaniques ainsi qu’une stabilité chimique appropriée vis-à-vis de la corrosion causée par l’humidité. Dans le cadre de cette thèse, un nouveau type de fibres composites à saut d’indice fortement contrasté a été développé pour atteindre ces objectifs de génération de supercontinuum. Ce type de fibres combine respectivement un verre de tellurite et un verre de germanate pour son coeur et sa gaine permettant ainsi d’atteindre une différence d’indice de réfraction d’environ 0.3 entre ces deux dernières structures. Grâce à cet important saut d’indice, ces fibres peuvent fortement confiner les modes optiques à l’intérieur de leur coeur, ce qui leur donne la possibilité d’atteindre un niveau élevé de non-linéarité et d’optimiser leurs caractéristiques de dispersion chromatique pour la génération du supercontinuum. D’autre part, leur section transversale toute solide leur confère aussi une meilleure stabilité environnementale comparativement à celle démontrée par les fibres optiques microstructurées à base de verres d’oxydes de métaux lourds, de verres de chalcogénure et de verres fluorés. Toutefois, leur fabrication nécessite l’appariement de verres dont les propriétés thermomécaniques concordent suffisamment ensemble pour permettre leur fibrage. Les travaux effectués ici démontrent la production de fibres optiques composites et leur potentiel pour la génération du supercontinuum dans l’infrarouge moyen.

Testing a linear propagation module on some acoustic scattering problems

Abstract not available

Étude paramétrique de la propagation d'ondes ultrasonores guidées dans les structures aéronautiques

La mise en oeuvre de systèmes de détection de défauts à même les structures ou infrastructures en génie est le sujet d’étude du Structural Health Monitoring (SHM). Le SHM est une solution efficace à la réduction des coûts associés à la maintenance de structures. Une stratégie prometteuse parmi les technologies émergentes en SHM est fondée sur l’utilisation d’ondes ultrasonores guidées. Ces méthodes sont basées sur le fait que les structures minces agissent comme guides d’ondes pour les ondes ultrasonores. Puisque les structures aéronautiques sont majoritairement minces, les ondes guidées constituent une stratégie pertinente afin d’inspecter de grandes surfaces. Toutefois, les assemblages aéronautiques sont constitués de plusieurs éléments modifiant et compliquant la propagation des ondes guidées dans celles-ci. En effet, la présence de rivets, de raidisseurs, de joints ainsi que la variation de la nature des matériaux utilisés complexifie la propagation des ondes guidées. Pour envisager la mise en oeuvre de systèmes de détection basés sur les ondes guidées, une compréhension des interactions intervenant dans ces diverses structures est nécessaire. Un tel travail entre dans le cadre du projet de collaboration CRIAQ DPHM 501 dont l’objectif principal est de développer une banque de connaissances quant à la propagation d’ondes guidées dans les structures aéronautiques. Le travail de ce mémoire présente d’abord les résultats d’études paramétriques numériques obtenus dans le cadre de ce projet CRIAQ. Puis, afin de faciliter la caractérisation expérimentale de la propagation des ondes guidées, une seconde partie du travail a porté sur le développement d’un absorbant d’ondes guidées. Cet absorbant permet également d’envisager l’extension des régions observables par les systèmes SHM. Ce deuxième volet contribue donc également au projet CRIAQ par l’atténuation de réflexions non désirées dans l’étude menée sur les maintes structures aéronautiques nourrissant la banque de connaissances. La première partie de ce mémoire relève l’état des connaissances de la littérature sur la propagation d’ondes guidées dans les structures aéronautiques. La deuxième partie présente rapidement le formalisme derrière les ondes de Lamb ainsi que les différentes approches analytiques pour caractériser les interactions entre ondes guidées et discontinuités. Par la suite, les outils utilisés pour effectuer les simulations par éléments finis sont présentés et validés par le biais d’une phase expérimentale. La deuxième partie se termine avec la présentation des différentes structures et discontinuités étudiées dans le cadre du projet CRIAQ. Finalement, la troisième et dernière partie de ce mémoire présente les travaux numériques orientés vers la conception d’un absorbant idéal pour ondes guidées. Afin d’y parvenir, une étude paramétrique quant à la forme, les dimensions et les propriétés mécaniques de l’absorbant est entreprise. Enfin, une étude expérimentale permettant de valider les résultats numériques est présentée.

Phenobarbital reduces EEG amplitude and propagation of neonatal seizures but does not alter performance of automated seizure detection

Objective: Phenobarbital increases electroclinical uncoupling and our preliminary observations suggest it may also affect electrographic seizure morphology. This may alter the performance of a novel seizure detection algorithm (SDA) developed by our group. The objectives of this study were to compare the morphology of seizures before and after phenobarbital administration in neonates and to determine the effect of any changes on automated seizure detection rates. Methods: The EEGs of 18 term neonates with seizures both pre- and post-phenobarbital (524 seizures) administration were studied. Ten features of seizures were manually quantified and summary measures for each neonate were statistically compared between pre- and post-phenobarbital seizures. SDA seizure detection rates were also compared. Results: Post-phenobarbital seizures showed significantly lower amplitude (p < 0.001) and involved fewer EEG channels at the peak of seizure (p < 0.05). No other features or SDA detection rates showed a statistical difference. Conclusion: These findings show that phenobarbital reduces both the amplitude and propagation of seizures which may help to explain electroclinical uncoupling of seizures. The seizure detection rate of the algorithm was unaffected by these changes. Significance: The results suggest that users should not need to adjust the SDA sensitivity threshold after phenobarbital administration.