Detached eddy simulation of unsteady turbulent flows in the draft tube of a bulb turbine

Les aspirateurs de turbines hydrauliques jouent un rôle crucial dans l’extraction de l’énergie disponible. Dans ce projet, les écoulements dans l’aspirateur d’une turbine de basse chute ont été simulés à l’aide de différents modèles de turbulence dont le modèle DDES, un hybride LES/RANS, qui permet de résoudre une partie du spectre turbulent. Déterminer des conditions aux limites pour ce modèle à l’entrée de l’aspirateur est un défi. Des profils d’entrée 1D axisymétriques et 2D instationnaires tenant compte des sillages et vortex induits par les aubes de la roue ont notamment été testés. Une fluctuation artificielle a également été imposée, afin d’imiter la turbulence qui existe juste après la roue. Les simulations ont été effectuées pour deux configurations d’aspirateur du projet BulbT. Pour la deuxième, plusieurs comparaisons avec des données expérimentales ont été faites pour deux conditions d’opération, à charge partielle et dans la zone de baisse rapide du rendement après le point de meilleur rendement. Cela a permis d’évaluer l’efficacité et les lacunes de la modélisation turbulente et des conditions limites à travers leurs effets sur les quantités globales et locales. Les résultats ont montrés que les structures tourbillonnaires et sillages sortant de la roue sont adéquatement résolus par les simulations DDES de l’aspirateur, en appliquant les profils instationnaires bidimensionnels et un schéma de faible dissipation pour le terme convectif. En outre, les effets de la turbulence artificielle à l’entrée de l’aspirateur ont été explorés à l’aide de l’estimation de l’intermittence du décollement, de corrélations en deux points, du spectre d’énergie et du concept de structures cohérentes lagrangiennes. Ces analyses ont montré que les détails de la dynamique de l’écoulement et de la séparation sont modifiés, ainsi que les patrons des lignes de transport à divers endroits de l’aspirateur. Cependant, les quantités globales comme le coefficient de récupération de l’aspirateur ne sont pas influencées par ces spécificités locales.

Advanced Adhesion Strength Testing Methods of Thin Film Multilayers in Electronic Packaging Systems

With the continued miniaturization and increasing performance of electronic devices, new technical challenges have arisen. One such issue is delamination occurring at critical interfaces inside the device. This major reliability issue can occur during the manufacturing process or during normal use of the device. Proper evaluation of the adhesion strength of critical interfaces early in the product development cycle can help reduce reliability issues and time-to-market of the product. However, conventional adhesion strength testing is inherently limited in the face of package miniaturization, which brings about further technical challenges to quantify design integrity and reliability. Although there are many different interfaces in today's advanced electronic packages, they can be generalized into two main categories: 1) rigid to rigid connections with a thin flexible polymeric layer in between, or 2) a thin film membrane on a rigid structure. Knowing that every technique has its own advantages and disadvantages, multiple testing methods must be enhanced and developed to be able to accommodate all the interfaces encountered for emerging electronic packaging technologies. For evaluating the adhesion strength of high adhesion strength interfaces in thin multilayer structures a novel adhesion test configuration called “single cantilever adhesion test (SCAT)” is proposed and implemented for an epoxy molding compound (EMC) and photo solder resist (PSR) interface. The test method is then shown to be capable of comparing and selecting the stronger of two potential EMC/PSR material sets. Additionally, a theoretical approach for establishing the applicable testing domain for a four-point bending test method was presented. For evaluating polymeric films on rigid substrates, major testing challenges are encountered for reducing testing scatter and for factoring in the potentially degrading effect of environmental conditioning on the material properties of the film. An advanced blister test with predefined area test method was developed that considers an elasto-plastic analytical solution and implemented for a conformal coating used to prevent tin whisker growth. The advanced blister testing with predefined area test method was then extended by employing a numerical method for evaluating the adhesion strength when the polymer’s film properties are unknown.

Local savings and credit organizations : towards an innovative approach for rural Zimbabwe

Résumé : L'épargne et le crédit sont reconnus comme deux éléments clés du développement économique. Or, jusqu'à ce que les membres défavorisés d'une communauté aient accès aux ressources et services financiers, ils seront toujours privés de la participation au processus du développement et des bénéfices qui pourraient s'en suivre. La recherche indique que les services des prêts offerts par les institutions officielles ne parviennent que rarement aux plus pauvres de la société, qui sont obligés par conséquent de dépendre des intermédiaires informels comme les groupes d'épargne et les usuriers. Diverses organisations sur place comme les coopératives ont essayé de répondre aux besoins du développement des communautés défavorisées. Dans ce contexte, nous ferons d'abord le bilan historique et international des coopératives d'épargne et de crédit (i.e. les caisses populaires). Ensuite, nous analyserons quatre autres tentatives récentes qui eurent pour but de créer de nouvelles formes d'institutions financières, de les développer de telle sorte qu'elles offrent un degré d'accès raisonnable, sinon privilégié, aux ménages de revenu inférieur. L'analyse de ces cas-ci (venant du Zimbabwe, de l'Inde, du Ghana, et du Bangladesh) permettra d'identifier leurs caractéristiques communes et divergentes. À partir des résultats de cette analyse, un projet pilote au Zimbabwe fut initié pour élaborer une stratégie appropriée qui faciliterait le développement d'un réseau de caisses rurales. L'analyse théorique, la mise en pratique du projet, ainsi que les conclusions subséquentes soulignent l'importance de la participation directe des communautés à l'élaboration des organisations populaires. Il est évident que ces méthodes sont de loin plus efficaces que celles basées sur des politiques et des structures uniformes et compréhensives.||Abstract : Savings and credit are recognized as key elements of economic development, but until such time as disadvantaged members of the community have access to financial resources and services, they are obstructed from participating fully in the development process. Experience has shown that formal institutional credit bas rarely reached the poorer sectors of society, who have had to rely on informal intermediaries such as savings groups and money-lenders. Local organizations such as co-operatives have attempted to respond to the development needs of disadvantaged communities, and the historical and international record of savings and credit co-operatives (i.e. credit unions) is examined in this context. Four recent initiatives to design and develop new forms of financial institutions that give fair if not favoured access to low-income housebolds are also identified. These cases (from Zimbabwe, India, Bangladesh, and Ghana) are examined in an effort to identify common and divergent characteristics. Following from this analysis, a pilot project in Zimbabwe was initiated in an effort to elaborate an appropriate strategy for development of a network of rural savings and credit organization. The theoretical analysis, field exercise and subsequent reflections highlight the need for participatory methods of organizational design and development, rather than any all-encompassing structural or policy guidelines.

A critical analysis of e-government evaluation models at national and local municipal levels

Abstract: The importance of e-government models lies in their offering a basis to measure and guide e-government. There is still no agreement on how to assess a government online. Most of the e-government models are not based on research, nor are they validated. In most countries, e-government has not reached higher stages of growth. Several scholars have shown a confusing picture of e-government. What is lacking is an in-depth analysis of e-government models. Responding to the need for such an analysis, this study identifies the strengths and weaknesses of major national and local e-government evaluation models. The common limitations of most models are focusing on the government and not the citizen, missing qualitative measures, constructing the e-equivalent of a bureaucratic administration, and defining general criteria without sufficient validations. In addition, this study has found that the metrics defined for national e-government are not suitable for municipalities, and most of the existing studies have focused on national e-governments even though local ones are closer to citizens. There is a need for developing a good theoretical model for both national and local municipal e-government.

Hydric behavior of earth materials and the effects of their stabilization with cement or lime: study on repair mortars for historical rammed earth structures

Earthen building materials bear interesting environmental advantages and are the most appropriate to conserve historical earth constructions. To improve mechanical properties, these materials are often stabilized with cement or lime, but the impact of the stabilizers on the water transport properties, which are also critical, has been very rarely evaluated. We have tested four earth-based repair mortars applied on three distinct and representative rammed earth surfaces. Three mortars are based on earth collected from rammed earth buildings in south of Portugal and the fourth mortar is based on a commercial clayish earth. The main objective of the work was over the commercial earth mortar, applied stabilized and not stabilized on the three rammed earth surfaces to repair, to assess the influence of the stabilizers. The other three earth mortars (not stabilized) were applied on each type of rammed earth, representing the repair only made with local materials. The four unstabilized earth materials depicted nonlinear dependence on t1/2 during capillary suction. This behaviour was probably due to clay swelling. Stabilization with any of the four tested binders enabled the linear dependence of t1/2 expected from Washburn's equation, probably because the swelling did not take place in this case. However, the stabilizers also increased significantly the capillary suction and the capillary porosity of the materials. This means that, in addition to increasing the carbon footprint, stabilizers like cement and lime have functional disadvantages that discourage its use in repair mortars for raw earth construction.

Superlattice structures in twisted bilayers of folded graphene

The electronic properties of bilayer graphene strongly depend on relative orientation of the two atomic lattices. Whereas Bernal-stacked graphene is most commonly studied, a rotational mismatch between layers opens up a whole new field of rich physics, especially at small interlayer twist. Here we report on magnetotransport measurements on twisted graphene bilayers, prepared by folding of single layers. These reveal a strong dependence on the twist angle, which can be estimated by means of sample geometry. At small rotation, superlattices with a wavelength in the order of 10 nm arise and are observed by friction atomic force microscopy. Magnetotransport measurements in this small-angle regime show the formation of satellite Landau fans. These are attributed to additional Dirac singularities in the band structure and discussed with respect to the wide range of interlayer coupling models.

Décentralisation et allocation des ressources : les détours de la municipalisation du système de santé brésilien

Dans cette thèse, nous avons analysé le déroulement d’un processus de municipalisation du système de santé, effectué au Rio Grande do Norte (RN), un des états fédérés du nord-est du Brésil. En tenant compte des contextes historiques d’implantation, nous avons centré notre attention sur la contribution des acteurs impliqués dans ce processus, spécialement dans l’allocation des ressources financières du système. Les croyances, perceptions, attentes, représentations, connaissances, intérêts, l’ensemble des facteurs qui contribuent à la constitution des capacités cognitives de ces acteurs, favorise la réflexivité sur leurs actions et la définition de stratégies diverses de façon à poursuivre leurs objectifs dans le système de santé. Ils sont vus ainsi comme des agents compétents et réflexifs, capables de s’approprier des propriétés structurelles du système de santé (règles et ressources), de façon à prendre position dans l’espace social de ce système pour favoriser le changement ou la permanence du statu quo. Au cours du processus de structuration du Système unique de santé brésilien, le SUS, la municipalisation a été l’axe le plus développé d’un projet de réforme de la santé. Face aux contraintes contextuelles et de la dynamique complexe des espaces sociaux de la santé, les acteurs réformistes n’ont pas pu suivre le chemin de l’utopie idéalisée; quelques détours ont été parcourus. Au RN, la municipalisation de la santé a constitué un processus très complexe où la triade centralisation/décentralisation/recentralisation a suivi son cours au milieu de négociations, de conflits, d’alliances, de disputes, de coopérations, de compétitions. Malgré les contraintes des contextes successifs, des propriétés structurelles du système et des dynamiques sociales dans le système de santé, quelques changements sont intervenus : la construction de leaderships collectifs; l’émergence d’une culture de négociation; la création des structures et des espaces sociaux du système, favorisant les rencontres des acteurs dans chaque municipalité et au niveau de l’état fédéré; un apprentissage collectif sur le processus de structuration du SUS; une grande croissance des services de première ligne permettant d’envisager une inversion de tendance du modèle de prestation des services; les premiers pas vers la rupture avec la culture bureaucratique du système. Le SUS reste prisonnier de quelques enjeux institutionnalisés dans ce système de santé : la dépendance du secteur privé et de quelques groupes de professionnels; le financement insuffisant et instable; la situation des ressources humaines. Les changements arrivés sont convergents, incrémentiels, lents; ils résultent d’actions normatives, délibérées, formalisées. Elles aussi sont issues de l’inattendu, de l’informel, du paradoxe; quelques-unes plus localisées, d’autres plus généralisées, pour une courte ou une plus longue durée.

Cogestion des ressources naturelles : une approche structurale pour quantifier la contribution des réseaux d'acteurs à la résilience des systèmes socio-écologiques

Alors que les activités anthropiques font basculer de nombreux écosystèmes vers des régimes fonctionnels différents, la résilience des systèmes socio-écologiques devient un problème pressant. Des acteurs locaux, impliqués dans une grande diversité de groupes — allant d’initiatives locales et indépendantes à de grandes institutions formelles — peuvent agir sur ces questions en collaborant au développement, à la promotion ou à l’implantation de pratiques plus en accord avec ce que l’environnement peut fournir. De ces collaborations répétées émergent des réseaux complexes, et il a été montré que la topologie de ces réseaux peut améliorer la résilience des systèmes socio-écologiques (SSÉ) auxquels ils participent. La topologie des réseaux d’acteurs favorisant la résilience de leur SSÉ est caractérisée par une combinaison de plusieurs facteurs : la structure doit être modulaire afin d’aider les différents groupes à développer et proposer des solutions à la fois plus innovantes (en réduisant l’homogénéisation du réseau), et plus proches de leurs intérêts propres ; elle doit être bien connectée et facilement synchronisable afin de faciliter les consensus, d’augmenter le capital social, ainsi que la capacité d’apprentissage ; enfin, elle doit être robuste, afin d’éviter que les deux premières caractéristiques ne souffrent du retrait volontaire ou de la mise à l’écart de certains acteurs. Ces caractéristiques, qui sont relativement intuitives à la fois conceptuellement et dans leur application mathématique, sont souvent employées séparément pour analyser les qualités structurales de réseaux d’acteurs empiriques. Cependant, certaines sont, par nature, incompatibles entre elles. Par exemple, le degré de modularité d’un réseau ne peut pas augmenter au même rythme que sa connectivité, et cette dernière ne peut pas être améliorée tout en améliorant sa robustesse. Cet obstacle rend difficile la création d’une mesure globale, car le niveau auquel le réseau des acteurs contribue à améliorer la résilience du SSÉ ne peut pas être la simple addition des caractéristiques citées, mais plutôt le résultat d’un compromis subtil entre celles-ci. Le travail présenté ici a pour objectifs (1), d’explorer les compromis entre ces caractéristiques ; (2) de proposer une mesure du degré auquel un réseau empirique d’acteurs contribue à la résilience de son SSÉ ; et (3) d’analyser un réseau empirique à la lumière, entre autres, de ces qualités structurales. Cette thèse s’articule autour d’une introduction et de quatre chapitres numérotés de 2 à 5. Le chapitre 2 est une revue de la littérature sur la résilience des SSÉ. Il identifie une série de caractéristiques structurales (ainsi que les mesures de réseaux qui leur correspondent) liées à l’amélioration de la résilience dans les SSÉ. Le chapitre 3 est une étude de cas sur la péninsule d’Eyre, une région rurale d’Australie-Méridionale où l’occupation du sol, ainsi que les changements climatiques, contribuent à l’érosion de la biodiversité. Pour cette étude de cas, des travaux de terrain ont été effectués en 2010 et 2011 durant lesquels une série d’entrevues a permis de créer une liste des acteurs de la cogestion de la biodiversité sur la péninsule. Les données collectées ont été utilisées pour le développement d’un questionnaire en ligne permettant de documenter les interactions entre ces acteurs. Ces deux étapes ont permis la reconstitution d’un réseau pondéré et dirigé de 129 acteurs individuels et 1180 relations. Le chapitre 4 décrit une méthodologie pour mesurer le degré auquel un réseau d’acteurs participe à la résilience du SSÉ dans lequel il est inclus. La méthode s’articule en deux étapes : premièrement, un algorithme d’optimisation (recuit simulé) est utilisé pour fabriquer un archétype semi-aléatoire correspondant à un compromis entre des niveaux élevés de modularité, de connectivité et de robustesse. Deuxièmement, un réseau empirique (comme celui de la péninsule d’Eyre) est comparé au réseau archétypique par le biais d’une mesure de distance structurelle. Plus la distance est courte, et plus le réseau empirique est proche de sa configuration optimale. La cinquième et dernier chapitre est une amélioration de l’algorithme de recuit simulé utilisé dans le chapitre 4. Comme il est d’usage pour ce genre d’algorithmes, le recuit simulé utilisé projetait les dimensions du problème multiobjectif dans une seule dimension (sous la forme d’une moyenne pondérée). Si cette technique donne de très bons résultats ponctuellement, elle n’autorise la production que d’une seule solution parmi la multitude de compromis possibles entre les différents objectifs. Afin de mieux explorer ces compromis, nous proposons un algorithme de recuit simulé multiobjectifs qui, plutôt que d’optimiser une seule solution, optimise une surface multidimensionnelle de solutions. Cette étude, qui se concentre sur la partie sociale des systèmes socio-écologiques, améliore notre compréhension des structures actorielles qui contribuent à la résilience des SSÉ. Elle montre que si certaines caractéristiques profitables à la résilience sont incompatibles (modularité et connectivité, ou — dans une moindre mesure — connectivité et robustesse), d’autres sont plus facilement conciliables (connectivité et synchronisabilité, ou — dans une moindre mesure — modularité et robustesse). Elle fournit également une méthode intuitive pour mesurer quantitativement des réseaux d’acteurs empiriques, et ouvre ainsi la voie vers, par exemple, des comparaisons d’études de cas, ou des suivis — dans le temps — de réseaux d’acteurs. De plus, cette thèse inclut une étude de cas qui fait la lumière sur l’importance de certains groupes institutionnels pour la coordination des collaborations et des échanges de connaissances entre des acteurs aux intérêts potentiellement divergents.

Étude des mécanismes d’extraction lipidique par le peptide mélittine et la protéine BSP1

Les peptides et protéines extracteurs de lipides (PEL) se lient aux membranes lipidiques puis en extraient des lipides en formant de plus petits auto-assemblages, un phénomène qui peut aller jusqu'à la fragmentation des membranes. Dans la nature, cette extraction se produit sur une gamme de cellules et entraîne des conséquences variées, comme la modification de la composition de la membrane et la mort de la cellule. Cette thèse se penche sur l’extraction lipidique, ou fragmentation, induite par le peptide mélittine et la protéine Binder-of-SPerm 1 (BSP1) sur des membranes lipidiques modèles. Pour ce faire, des liposomes de différentes compositions sont préparés et incubés avec la mélittine ou la BSP1. L'association aux membranes est déterminée par la fluorescence intrinsèque des PEL, tandis que l'extraction est caractérisée par une plateforme analytique combinant des tests colorimétriques et des analyses en chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse (LCMS). La mélittine fait partie des peptides antimicrobiens cationiques, un groupe de PEL très répandu chez les organismes vivants. Ces peptides sont intéressants du point du vue médical étant donné leur mode d’action qui vise directement les lipides des membranes. Plusieurs de ceux-ci agissent sur les membranes des bactéries selon le mécanisme dit « en tapis », par lequel ils s’adsorbent à leur surface, forment des pores et ultimement causent leur fragmentation. Dans cette thèse, la mélittine est utilisée comme peptide modèle afin d’étudier le mécanisme par lequel les peptides antimicrobiens cationiques fragmentent les membranes. Les résultats montrent que la fragmentation des membranes de phosphatidylcholines (PC) est réduite par une déméthylation graduelle de leur groupement ammonium. L'analyse du matériel fragmenté révèle que les PC sont préférentiellement extraites des membranes, dû à un enrichissement local en PC autour de la mélittine à l'intérieur de la membrane. De plus, un analogue de la mélittine, dont la majorité des résidus cationiques sont neutralisés, est utilisé pour évaluer le rôle du caractère cationique de la mélittine native. La neutralisation augmente l'affinité du peptide pour les membranes neutres et anioniques, réduit la fragmentation des membranes neutres et augmente la fragmentation des membranes anioniques. Malgré les interactions électrostatiques entre le peptide cationique et les lipides anioniques, aucune spécificité lipidique n'est observée dans l'extraction. La BSP1 est la protéine la plus abondante du liquide séminal bovin et constitue un autre exemple de PEL naturel important. Elle se mélange aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et extrait des lipides de leur membrane, notamment le cholestérol et les phosphatidylcholines. Cette étape cruciale modifie la composition lipidique de la membrane du spermatozoïde, ce qui faciliterait par la suite la fécondation de l’ovule. Cependant, le contact prolongé de la protéine avec les spermatozoïdes endommagerait la semence. Cette thèse cherche donc à approfondir notre compréhension de ce délicat phénomène en étudiant le mécanisme moléculaire par lequel la protéine fragmente les membranes lipidiques. Les résultats des présents travaux permettent de proposer un mécanisme d’extraction lipidique en 3 étapes : 1) L'association à l’interface des membranes; 2) La relocalisation de l’interface vers le cœur lipidique; 3) La fragmentation des membranes. La BSP1 se lie directement à deux PC à l'interface; une quantité suffisante de PC dans les membranes est nécessaire pour permettre l'association et la fragmentation. Cette liaison spécifique ne mène généralement pas à une extraction lipidique sélective. L'impact des insaturations des chaînes lipidiques, de la présence de lysophosphatidylcholines, de phosphatidyléthanolamine, de cholestérol et de lipides anioniques est également évalué. Les présentes observations soulignent la complexe relation entre l'affinité d'un PEL pour une membrane et le niveau de fragmentation qu'il induit. L'importance de la relocalisation des PEL de l'interface vers le cœur hydrophobe des membranes pour permettre leur fragmentation est réitérée. Cette fragmentation semble s'accompagner d'une extraction lipidique préférentielle seulement lorsqu'une séparation de phase est induite au niveau de la membrane, nonobstant les interactions spécifiques PEL-lipide. Les prévalences des structures amphiphiles chez certains PEL, ainsi que de la fragmentation en auto-assemblages discoïdaux sont discutées. Finalement, le rôle des interactions électrostatiques entre les peptides antimicrobiens cationiques et les membranes bactériennes anioniques est nuancé : les résidus chargés diminueraient l'association des peptides aux membranes neutres suite à l'augmentation de leur énergie de solvatation.

Transmission electron tomography: quality assessment and enhancement for three-dimensional imaging of nanostructures

Nanotechnology has revolutionised humanity's capability in building microscopic systems by manipulating materials on a molecular and atomic scale. Nan-osystems are becoming increasingly smaller and more complex from the chemical perspective which increases the demand for microscopic characterisation techniques. Among others, transmission electron microscopy (TEM) is an indispensable tool that is increasingly used to study the structures of nanosystems down to the molecular and atomic scale. However, despite the effectivity of this tool, it can only provide 2-dimensional projection (shadow) images of the 3D structure, leaving the 3-dimensional information hidden which can lead to incomplete or erroneous characterization. One very promising inspection method is Electron Tomography (ET), which is rapidly becoming an important tool to explore the 3D nano-world. ET provides (sub-)nanometer resolution in all three dimensions of the sample under investigation. However, the fidelity of the ET tomogram that is achieved by current ET reconstruction procedures remains a major challenge. This thesis addresses the assessment and advancement of electron tomographic methods to enable high-fidelity three-dimensional investigations. A quality assessment investigation was conducted to provide a quality quantitative analysis of the main established ET reconstruction algorithms and to study the influence of the experimental conditions on the quality of the reconstructed ET tomogram. Regular shaped nanoparticles were used as a ground-truth for this study. It is concluded that the fidelity of the post-reconstruction quantitative analysis and segmentation is limited, mainly by the fidelity of the reconstructed ET tomogram. This motivates the development of an improved tomographic reconstruction process. In this thesis, a novel ET method was proposed, named dictionary learning electron tomography (DLET). DLET is based on the recent mathematical theorem of compressed sensing (CS) which employs the sparsity of ET tomograms to enable accurate reconstruction from undersampled (S)TEM tilt series. DLET learns the sparsifying transform (dictionary) in an adaptive way and reconstructs the tomogram simultaneously from highly undersampled tilt series. In this method, the sparsity is applied on overlapping image patches favouring local structures. Furthermore, the dictionary is adapted to the specific tomogram instance, thereby favouring better sparsity and consequently higher quality reconstructions. The reconstruction algorithm is based on an alternating procedure that learns the sparsifying dictionary and employs it to remove artifacts and noise in one step, and then restores the tomogram data in the other step. Simulation and real ET experiments of several morphologies are performed with a variety of setups. Reconstruction results validate its efficiency in both noiseless and noisy cases and show that it yields an improved reconstruction quality with fast convergence. The proposed method enables the recovery of high-fidelity information without the need to worry about what sparsifying transform to select or whether the images used strictly follow the pre-conditions of a certain transform (e.g. strictly piecewise constant for Total Variation minimisation). This can also avoid artifacts that can be introduced by specific sparsifying transforms (e.g. the staircase artifacts the may result when using Total Variation minimisation). Moreover, this thesis shows how reliable elementally sensitive tomography using EELS is possible with the aid of both appropriate use of Dual electron energy loss spectroscopy (DualEELS) and the DLET compressed sensing algorithm to make the best use of the limited data volume and signal to noise inherent in core-loss electron energy loss spectroscopy (EELS) from nanoparticles of an industrially important material. Taken together, the results presented in this thesis demonstrates how high-fidelity ET reconstructions can be achieved using a compressed sensing approach.

Integrated visual perception architecture for robotic clothes perception and manipulation

This thesis proposes a generic visual perception architecture for robotic clothes perception and manipulation. This proposed architecture is fully integrated with a stereo vision system and a dual-arm robot and is able to perform a number of autonomous laundering tasks. Clothes perception and manipulation is a novel research topic in robotics and has experienced rapid development in recent years. Compared to the task of perceiving and manipulating rigid objects, clothes perception and manipulation poses a greater challenge. This can be attributed to two reasons: firstly, deformable clothing requires precise (high-acuity) visual perception and dexterous manipulation; secondly, as clothing approximates a non-rigid 2-manifold in 3-space, that can adopt a quasi-infinite configuration space, the potential variability in the appearance of clothing items makes them difficult to understand, identify uniquely, and interact with by machine. From an applications perspective, and as part of EU CloPeMa project, the integrated visual perception architecture refines a pre-existing clothing manipulation pipeline by completing pre-wash clothes (category) sorting (using single-shot or interactive perception for garment categorisation and manipulation) and post-wash dual-arm flattening. To the best of the author’s knowledge, as investigated in this thesis, the autonomous clothing perception and manipulation solutions presented here were first proposed and reported by the author. All of the reported robot demonstrations in this work follow a perception-manipulation method- ology where visual and tactile feedback (in the form of surface wrinkledness captured by the high accuracy depth sensor i.e. CloPeMa stereo head or the predictive confidence modelled by Gaussian Processing) serve as the halting criteria in the flattening and sorting tasks, respectively. From scientific perspective, the proposed visual perception architecture addresses the above challenges by parsing and grouping 3D clothing configurations hierarchically from low-level curvatures, through mid-level surface shape representations (providing topological descriptions and 3D texture representations), to high-level semantic structures and statistical descriptions. A range of visual features such as Shape Index, Surface Topologies Analysis and Local Binary Patterns have been adapted within this work to parse clothing surfaces and textures and several novel features have been devised, including B-Spline Patches with Locality-Constrained Linear coding, and Topology Spatial Distance to describe and quantify generic landmarks (wrinkles and folds). The essence of this proposed architecture comprises 3D generic surface parsing and interpretation, which is critical to underpinning a number of laundering tasks and has the potential to be extended to other rigid and non-rigid object perception and manipulation tasks. The experimental results presented in this thesis demonstrate that: firstly, the proposed grasp- ing approach achieves on-average 84.7% accuracy; secondly, the proposed flattening approach is able to flatten towels, t-shirts and pants (shorts) within 9 iterations on-average; thirdly, the proposed clothes recognition pipeline can recognise clothes categories from highly wrinkled configurations and advances the state-of-the-art by 36% in terms of classification accuracy, achieving an 83.2% true-positive classification rate when discriminating between five categories of clothes; finally the Gaussian Process based interactive perception approach exhibits a substantial improvement over single-shot perception. Accordingly, this thesis has advanced the state-of-the-art of robot clothes perception and manipulation.

Examining barriers to internationalisation created by diverse systems and structures in vocational education and training

In a global society, all educational sectors need to recognise internationalism as a core, foundational principle. Whilst most educational sectors are taking up that challenge, vocational education and training (VET) is still being pulled towards the national agenda in terms of its structures and systems, and the policies driving it, disadvantaging those who graduate from VET, those who teach in it, and the businesses and countries that connect with it. This paper poses questions about the future of internationalisation in the sector. It examines whether there is a way to create a VET system that meets its primary point of value, to produce skilled workers for the local labour market, while still benefitting those graduates by providing international skills and knowledge, gained from VET institutions that are international in their outlook. The paper examines some of the key barriers created by systems and structures in VET to internationalisation and suggests that the efforts which have been made to address the problem have had limited success. It suggests that only a model which gives freedom to those with a direct vested interest, students, teachers, trainers and employers, to pursue international co-operation and liaison will have the opportunity to succeed. (DIPF/Orig.)

Linear non-local diffusion problems in metric measure spaces

The aim of this paper is to provide a comprehensive study of some linear non-local diffusion problems in metric measure spaces. These include, for example, open subsets in ℝN, graphs, manifolds, multi-structures and some fractal sets. For this, we study regularity, compactness, positivity and the spectrum of the stationary non-local operator. We then study the solutions of linear evolution non-local diffusion problems, with emphasis on similarities and differences with the standard heat equation in smooth domains. In particular, we prove weak and strong maximum principles and describe the asymptotic behaviour using spectral methods.

Size-dependent electronic properties of metal nanoparticles.

105 p.

Les stratégies syndicales face aux restructurations d’entreprises : une étude comparative des contre-pouvoirs syndicaux dans le secteur des équipementiers automobiles en France et au Canada

Cette thèse tente de comprendre l’impact des restructurations des entreprises multinationales sur les stratégies syndicales. Les acteurs syndicaux locaux sont-ils déterminés par l’appartenance à des régimes nationaux et à des contingences organisationnelles ou peuvent-ils influencer des décisions objectives comme les restructurations ? Cette recherche s’insère dans une problématique large qui fait la jonction entre la mondialisation économique sur une base continentale, la réorganisation productive des entreprises multinationales et l’action syndicale. Au plan théorique, nous confrontons trois grandes approches analytiques, à savoir : le néo-institutionnalisme et les structures d’opportunités ; l’économie politique critique et la question du pouvoir syndical ; la géographie économique critique mettant de l’avant les contingences, l’encastrement et l’espace concurrentiel. Sur la base de ces trois familles, nous présentons un modèle d’analyse multidisciplinaire. Au plan méthodologique, cette thèse est structurée autour de quatre études de cas locales qui ont subi des menaces de restructurations. Cette collecte a été effectuée dans deux pays (la France et le Canada) et dans un secteur particulier (les équipementiers automobiles). Trois sources qualitatives forment le cœur empirique de cette thèse : des statistiques descriptives, des documents de sources secondaires et des entretiens semi-dirigés (44), principalement avec des acteurs syndicaux. L’analyse intra et inter régime national éclaire plusieurs aspects de la question des stratégies syndicales en contexte de restructurations. Les principales contributions de cette thèse touchent : 1. l’impact des facteurs relationnels et des ressources de pouvoir développées par les syndicats locaux sur les structures d’opportunités institutionnelles; 2. l’importance des aspects « cognitifs » et d’envisager le pouvoir de manière multi-niveaux; 3. l’importance de l’encastrement social et des dynamiques relationnelles entre syndicats et patronats; 4. l’influence de la concurrence internationale/nationale/régionale/locale dans le secteur des équipementiers automobiles; et 5. l’importance des arbitrages et des relations entre les acteurs de l’entreprise par rapport à la théorie de la contingence pour comprendre les marges structurelles des syndicats locaux. Notre recherche invite les acteurs sociaux à repenser leur action dans le cadre des restructurations. En particulier, les syndicats locaux se doivent d’explorer de nouveaux répertoires stratégiques pour répondre aux nombreux défis que posent le changement économique et les restructurations.