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Où on reparle du pump erosion test pour préciser ses spécificités
No full textInternational audienceA field prototype dedicated to measuring the erodibility of fine sediments has been developed. This device, named PumpET, for Pump Erosion Test, was designed empirically to be a low-cost, easily transportable and reproducible piece of field equipment. It was presented at the 18th Journées de l'Hydrodynamique. Field tests validated the concept. At the same time, various avenues of improvement were explored. But before making any modifications to the prototype, we decided to clarify its potential by carrying out tests under controlled conditions, on the one hand, and numerical simulations involving Master 2 students, on the other. We will present the steps taken, the results and, above all, the implications for more or less substantial modifications to the prototype.Un prototype de terrain dédié à la mesure de l'érodabilité de sédiments fins a été développé. Cet appareil, nommé PumpET, pour Pump Erosion Test, a été conçu de manière empirique pour être un matériel de terrain « low cost », aisément transportable et reproductible. Il a été présenté lors des 18èmes Journées de l'Hydrodynamique. Des tests sur le terrain ont permis de valider le concept. Dans le même temps, diverses pistes d'amélioration ont été envisagées. Mais avant toute modification du prototype, nous avons choisi de préciser ses potentialités par, d'une part, des essais en conditions contrôlées et, d'autre part, des simulations numériques impliquant des étudiants de Master 2. Nous présenterons les démarches suivies, les résultats et surtout les implications vers des modifications plus ou moins substantielles de ce prototype
Influence of water temperature fluctuations on the thermal preferences of Alburnoides bipunctatus in the Rhône river
No full textInternational audienc
Difference-of-Convex Approach to Chance-Constrained Optimal Power Flow
No full textInternational audienc
Microbial education plays a crucial role in harnessing the beneficial properties of microbiota for infectious disease protection in Crassostrea gigas
No full textInternational audienceThe increase in marine diseases, particularly in economically important mollusks, is a growing concern. Among them, the Pacific oyster ( Crassostrea gigas ) production faces challenges from several diseases, such as the Pacific Oyster Mortality Syndrome (POMS) or vibriosis. The microbial education, which consists of exposing the host immune system to beneficial microorganisms during early life stages is a promising approach against diseases. This study explores the concept of microbial education using controlled and pathogen-free bacterial communities and assesses its protective effects against POMS and Vibrio aestuarianus infections, highlighting potential applications in oyster production. We demonstrate that it is possible to educate the oyster immune system by adding microorganisms during the larval stage. Adding culture based bacterial mixes to larvae protects only against the POMS disease while adding whole microbial communities from oyster donors protects against both POMS and vibriosis. The efficiency of immune protection depends both on oyster origin and on the composition of the bacterial mixes used for exposure. No preferential protection was observed when the oysters were stimulated with their sympatric strains. Furthermore, the added bacteria were not maintained into the oyster microbiota, but this bacterial addition induced long term changes in the microbiota composition and oyster immune gene expression. Our study reveals successful immune system education of oysters by introducing beneficial microorganisms during the larval stage. We improved the long-term resistance of oysters against critical diseases (POMS disease and Vibrio aestuarianus infections) highlighting the potential of microbial education in aquaculture
Recommendation of RILEM TC 256-SPF on fire spalling assessment during standardised fire resistance tests: complementary guidance and requirements
No full textInternational audienceThe recommendation is based on the co-authors’ work organized by the RILEM TC 256-SPF “Spalling of concrete due to fire: testing and modelling”. It aims to provide useful information, guidance and best practices in fire spalling assessment to laboratories that perform large-scale tests based on fire resistance test standards. It provides guidance on the spalling observation techniques during testing, as well as post-test spalling quantification/assessment methods. This document is intended to be used in conjunction with the fire resistance test standards, e.g. EN 1363-1 and ISO 834-1
Inactivation of two oyster pathogens by photocatalysis and monitoring of changes in the microbiota of seawater: a case study on Ostreid Herpes Virus 1 µVar and Vibrio harveyi
No full textInternational audienceThe pollution of seawater by both biotic (bacteria, viruses) and abiotic contaminants (biocides, pharmaceutical residues) frequently leads to economic losses in aquaculture activities mostly mortality events caused by microbial infection. Advanced Oxidation Processes (AOPs) such as heterogeneous photocatalysis allow the removal of all organic contaminants present in water and therefore could reduce production losses in land-based farms. Oysters in land-based farms such as hatcheries and nurseries suffer from a large number of mortality events, resulting in significant losses. If photocatalysis has been widely studied for the decontamination, its application for disinfection is still overlooked, especially on seawater for viruses. We therefore studied seawater disinfection using the photocatalyis (UV365/TiO2) method in the context of Pacific oyster mortality syndrome (POMS). POMS has been defined as a polymicrobial disease involving an initial viral infection with Ostreid Herpes Virus 1, accompanied by multiple bacterial infections. We investigated the impact of treatment on Vibrio harveyi, a unique opportunistic pathogenic bacterium, and on a complex microbial community reflecting a natural POMS event. Viral inactivation was monitored using experimental infections to determine whether viral particles were still infectious after. Changes in the total bacterial community in seawater were studied by comparing UV365/TiO2 treatment with UV365-irradiated seawater and untreated seawater. In the case of OsHV-1, a 2-hour photocatalytic treatment prevents POMS disease and oyster mortality. The same treatment also inactivates 80% of viable Vibrio harveyi culture (c.a. 1.5 log). Since OsHV-1 and Vibrio harveyi are effectively inactivated without long-term destabilization of the total bacterial microbiota in the seawater, photocatalysis appears to be a relevant alternative for disinfecting seawater in land-based oyster beds
Humidity‐Induced Degradation Processes of Halide Perovskites Unveiled by Correlative Analytical Electron Microscopy
No full textInternational audienceAbstract Improving the stability of lead halide perovskite solar cells (PSCs) for industrialization is currently a major challenge. It is shown that moisture induces changes in global PSC performance, altering the nature of the absorber through phase transition or segregation. Understanding how the material evolves in a wet environment is crucial for optimizing device performance and stability. Here, the chemical and structural evolution of state‐of‐the‐art hybrid perovskite thin‐film Cs 0.05 (MA 0.15 FA 0.85 ) 0.95 Pb(I 0.84 Br 0.16 ) 3 (CsMAFA) is investigated after aging under controlled humidity with analytical characterization techniques. The analysis is performed at different scales through Photoluminescence, X‐ray Diffraction Spectroscopy, Cathodoluminescence, Selected Area Electron Diffraction, and Energy Dispersive X‐ray Spectroscopy. From the analysis of the degradation products from the perovskite layer and by the correlation of their optical and chemical properties at a microscopic level, different phases such as lead–iodide (PbI 2 ), inorganic mixed halide CsPb(I 0.9 Br 0.1 ) 3 and lead‐rich CsPb 2 (I 0.74 Br 0.26 ) 5 perovskite are evidenced. These phases demonstrate a high degree of crystallinity that induces unique geometrical shapes and drastically affects the optoelectronic properties of the thin film. By identifying the precise nature of these specific species, the multi‐scale approach provides insights into the degradation mechanisms of hybrid perovskite materials, which can be used to improve PSC stability
Reconstruction of averaging indicators for highly heterogeneous media
No full textInternational audienceWe propose a new imaging algorithm capable of producing quantitative indicator functions for unknown and possibly highly oscillating media from multistatic far field measurements of scattered fields at a fixed frequency. The algorithm exploits the notion of modified transmission eigenvalues and their determination from measurements. We propose in particular the use of a new modified background obtained as the limit of a metamaterial background. It has the specificity of having a unique non trivial eigenvalue, which is particularly suited for the proposed imaging procedure. We show the efficiency of this new algorithm on some 2D experiments and emphasize its superiority with respect to some clasical approaches such as the Linear Sampling Method
Apprentissage profond, assimilation de données et dynamique de la glace de mer
No full textThe polar regions, Earth's natural thermostat, are undergoing rapid transformations due to climate change, with sea ice being a key indicator. Sea ice influences global temperatures, ocean circulation, and supports ecosystems and human communities. Predicting the sea-ice evolution is crucial but challenging due to its complex interactions with the atmosphere and ocean. The evolution of sea-ice depends on thermodynamic processes, mechanics, and fluid dynamics, which are challenging to model.On the one hand, deep learning has emerged as a powerful tool for modeling complex relationships in large datasets, showing promise in capturing patterns at a fraction of the computational cost of physics-based modeling. In sea-ice modeling, deep learning can enhance predictions, complement geophysical models and even potentially replace the models. Although still developing, these approaches offer potential for sea-ice forecasts at a moderate computational cost. On the other hand, data assimilation, which combines observational data with prediction models, is widely used in meteorology and oceanography to improve predictions.Merging deep learning with data assimilation offers a promising approach to sea-ice modeling. By combining data-driven and observation-based methods, this thesis aims to propose new methods for sea-ice prediction, which go beyond the state-of-the-art and enable a path forward to improve sea-ice prediction systems.In this thesis, we use deep learning to emulate neXtSIM, the sea-ice model developed by the SASIP project, and evaluate its use in variational data assimilation. Specifically, we develop a model capable of predicting the sea-ice thickness across the entire Arctic, showing improvements of up to 50% in forecast error over a persistence forecast, with stability maintained across several months. Similar results hold when the sea-ice concentration is emulated with improvement up to 20% over persistence in forecast skills.Next, by assimilating simulated data in a four-dimensional variational data assimilation scheme (4D-Var), we demonstrate the capabilities of a novel 4D-Var system built on the developed emulator. These methods, rarely applied in sea-ice modeling, require the model’s adjoint, which can be automatically computed with deep learning models. When ingesting real observations, our data assimilation system performs on par with the operational neXtSIM-F sea-ice forecasting system. These results pave the way for innovative 4D-Var systems for sea-ice models.Les régions polaires, véritable thermostat de la Terre, subissent des transformations rapides dues au changement climatique, avec la glace de mer comme indicateur clé. La glace de mer influence les températures globales, la circulation océanique et soutient les écosystèmes ainsi que les communautés humaines. Prédire l'évolution de la glace de mer est crucial mais difficile en raison de ses interactions complexes avec l'atmosphère et l'océan. L’évolution de la glace de mer implique des processus thermodynamiques, mécaniques et de dynamique des fluides, qui sont difficiles à modéliser. D’une part, l'apprentissage profond a émergé comme un outil puissant pour modéliser des relations complexes dans de grands ensembles de données, montrant son potentiel à capturer des motifs à une fraction du coût de calcul des modèles géophysiques. Dans la modélisation de la glace de mer, l'apprentissage profond peut améliorer les prévisions, compléter les modèles traditionnels et même potentiellement les remplacer. Bien que ces approches soient encore en développement, elles offrent un potentiel pour les prévisions de glace de mer à un coût de calcul modéré. D’autre part, l'assimilation de données, qui intègre des observations dans des modèles numériques, est largement utilisée en météorologie et en océanographie pour améliorer les prévisions. Fusionner l'apprentissage profond avec l'assimilation de données offre une approche prometteuse pour la modélisation de la glace de mer. En combinant des méthodes basées sur les données et sur les observations, cette thèse vise à proposer de nouvelles méthodes de prévision de la glace de mer, allant au-delà de l’état de l’art et ouvrant la voie à l'amélioration des systèmes de prévision de la glace de mer. Dans cette thèse, nous utilisons l'apprentissage profond pour émuler neXtSIM, le modèle de glace de mer développé par le projet SASIP, et évaluer son utilisation dans l'assimilation de données variationnelle. Plus précisément, nous développons un modèle capable de prédire l'épaisseur de la glace de mer dans tout l'Arctique, montrant une amélioration allant jusqu'à 50 % de l'erreur de prévision par rapport à une prévision par persistance, avec une stabilité maintenue sur plusieurs mois. Des résultats similaires sont obtenus pour l'émulation de la concentration de glace de mer, avec une amélioration allant jusqu'à 20 % par rapport à la persistance en termes de compétences de prévision. Ensuite, en assimilant des données simulées via des techniques d'assimilation de données variationnelles (4D-Var), nous démontrons les capacités d'un nouveau système 4D-Var basé sur l'émulateur développé. Ces méthodes, rarement appliquées à la modélisation de la glace de mer, nécessitent l'adjoint du modèle, qui peut être automatiquement calculé avec des modèles d'apprentissage profond. En assimilant des observations réelles, le système de 4D-Var développé atteint des performances comparables à celles du système de prévision opérationnel neXtSIM-F. Ces résultats ouvrent la voie à des systèmes 4D-Var innovants pour les modèles de glace de mer
Étude expérimentale des écoulements instationnaires dans les zones urbanisées
No full textThe failure of hydraulic structures can result in the propagation of flood waves across large domains containing rural and urban areas. Such events would cause rapid flooding with complex flows, leading to catastrophic consequences for downstream populations and facilities, and devastating natural environments and ecosystems. Unfortunately, climate change is expected to increase the probability of extreme weather events, and the rise of intense rainfall presents new challenges for managing hydraulic dams. Additionally, the rapid expansion of urban areas increases communities’ vulnerability to flooding.Therefore, it is crucial to accurately describe these complex phenomena and predict their evolution using numerical models. The validation and calibration of these models are performed using data from laboratory studies, as there are scarce observations and measurements from real-case event. Furthermore, the highly transient nature of these phenomena poses challenges for current metrology, contributing to a lack of precise and comprehensive data on these phenomenons within the scientific community.To advance our understanding of the physical processes involves and validate numerical models, an experimental setup was developed at the EDF Lab Chatou in France. This setup enables the study of dam-break wave propagation through a series of obstacles representing idealised urban areas. The objective is to characterise the flow dynamics and analyse how various urban parameters, such as building spacing and number of streets, influence the flood process. Wave sensors measure water levels upstream, within, and downstream of the urban area. Additionally, a high-speed camera positioned above the flow performs Large-Scale Particle Image Velocimetry (LSPIV) measurements to calculate the instantaneous velocity field of the free surface. Moreover, the interaction between the wave and obstacles is documented using a high-speed camera along the channel and the water elevation in this area is calculated using image analysis measurements. Finally, the global impact of the urban forms on the flow is analysed through energy head calculations downstream of them.Simultaneously, detailed numerical simulations of the observed flows are conducted using the open-source Computational Fluid Dynamics (CFD) solver code_saturne. The initial validation of the model is carried out on simple urban configurations, identifying areas for improvement. Finally, simulations of a selected number of urban forms are performed to extend the experimental dataset. Previously measured punctual tendencies of the energy head are confirmed through profile analysis, and head loss coefficients related to the studied urban parameters are extracted.Overall, the thesis results contribute to a new dataset on unsteady flows in urbanised areas, enhancing understanding of these complex phenomena and supporting the validation of numerical models. Moreover, with improved knowledge of these phenomena, communities can develop safer urban planning strategies and optimise the design of industrial safety measures. A novel method to assess the influence of various urban parameters on the flow using the spatially averaged energy head is proposed. This method could support the calibration of simplified numerical models to account for the effects of urban areas on large-scale flood studies. This work aims to protect both property and people within a changing environmental and societal context.La rupture d’un ouvrage hydraulique peut entraîner la propagation d’une vague d’inondation sur de vastes domaines comprenant à la fois des zones rurales et urbaines. Un tel événement engendrerait une inondation rapide avec des écoulements complexes qui aurait des conséquences catastrophiques pour les populations et les installations situées en aval. Malheureusement, les changements climatiques pourraient augmenter les probabilités d’événements météorologiques extrêmes et l’augmentation des épisodes de pluies intenses pose de nouveaux défis pour la gestion des barrages hydrauliques. De plus, l’expansion rapide des zones urbaines accroît la vulnérabilité des communautés face aux inondations. Il est donc crucial de pouvoir décrire précisément ces phénomènes complexes et d’en prédire l’évolution à l’aide de modèles numériques. La validation et la calibration de ces modèles reposent en grande partie sur des données issues d’études en laboratoire car il existe peu d’observations et de mesures de cas réels. De plus, la nature fortement transitoire des phénomènes observés pose des défis à la métrologie actuelle, entraînant un manque de données précises et complètes dans la communauté scientifique. Pour améliorer notre connaissance des phénomènes physiques engendrés par la présence d’obstacles sur l’écoulement et valider les modèles numériques, un dispositif expérimental a été développé, sur le site EDF Lab Chatou en France. Il permet d’étudier la propagation d’une onde de submersion à travers un ensemble d’obstacles représentant des quartiers urbains simplifiés. L’objectif est de caractériser l’écoulement et d'analyser comment différents paramètres urbains, tels que l'espacement des bâtiments ou le nombre de rues, influent sur l’inondation. Des sondes acoustiques mesurent la hauteur d’eau en amont, au sein, et en aval de la zone urbaine. De plus, une caméra haute fréquence est placée au-dessus de l’écoulement et qui grâce à une analyse LSPIV (Large-Scale Particle Image Velocimetry) permet de mesurer le champ de vitesse instantané de la surface libre. L’impact entre la vague et les obstacles est documenté grâce à une caméra haute fréquence placée le long du canal, et le niveau d’eau dans cette zone est calculé à l’aide de mesures par analyse d’images. Enfin, l’impact global des formes urbaines sur l’écoulement est analysé à travers le calcul de la charge hydraulique en aval de celles-ci. En parallèle, des simulations numériques des écoulements observés sont réalisé à l’aide du logiciel CFD (Computational Fluid Dynamics) libre code_saturne. La validation initiale du modèle est effectuée sur des configurations urbaines simples, identifiant des domaines à améliorer. Enfin, des simulations d’un nombre sélectionné de formes urbaines sont réalisées pour étendre la base de donnée expérimentale. Les tendances ponctuelles précédemment mesurées de la charge hydraulique sont confirmées par l’analyse des profils, et les coefficients de perte de charge liés aux paramètres urbains étudiés sont extraits. Finalement, les résultats de la thèse alimentent une nouvelle base de données pour les écoulements instationnaires dans les zones urbanisées, permettant une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu et participant à la validation des modèles numériques. De plus, grâce à une meilleure connaissance de ces phénomènes, les collectivités pourront élaborer des stratégies d’urbanisation plus sûres et optimiser le dimensionnement des dispositifs de sécurité industrielle. Une nouvelle méthode pour évaluer l’influence de divers paramètres urbains sur l’écoulement en utilisant la charge hydraulique moyennée spatialement est proposée. Cette méthode pourrait aider la calibration de modèles numériques simplifiés pour tenir compte de l'effet des zones urbaines dans les études d'inondation grande échelle. Ce travail s'inscrit donc dans une optique de protection des biens et des personnes dans un contexte environnemental et sociétal changeant