National Research Institute of Science and Technology for Environment and Agriculture
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Rhéologie des laves torrentielles granulaires
No full textThe main objective of this paper is to examine the reliability of the phenomenological notion of 'stony debris flow' from a rheological point of view. We demonstrate that, to gain insight into the rheology of particles-fluid mixtures, it is very useful to consider several dimensionless numbers (similitude criteria) defined at the microstructural level (i.e. at the particle level), notably Stokes and Davis numbers. In this paper, we investigate the case where the mixture flow can be regarded as one-phase and granular, which is expected to correspond to the case of fully developed stony debris flows. First, on the basis of a rheometrical analysis, we show that such a mixture does not constitute a simple fluid. We then outline a microstructural theory which accounts for fluid and particle interactions (friction, collision and lubrification contacts). Finally, we present a simple application of this theory by giving the main features of the calculations performed for steady uniform flows along inclined plane : it is shown that (i) the mass flow rate increases linearly with the flow depth, (ii) there exists two possible flow depths for a given mass flow rate, depending on the value of a frictional parameter. All these features are in agreement with the range of our experiments performed on glass beads and sand. / Cet article discute de la notion de lave torrentielle granulaire. Afin de comprendre un peu mieux ce type d'écoulement naturel, on propose d'examiner le matériau mobilisé à l'échelle microstructurelle, c'est-à-dire un mélange d'eau et de particules non colloïdales. A cet effet, on considère plusieurs nombres adimensionnels qui permettent de quantifier les ordres de grandeur des différentes interactions et de les comparer entre eux. On montre que sous certaines conditions, il est possible de considérer le mélange eau-particules à l'échelle macroscopique comme un milieu continu effectif. Les expériences montrent toutefois qu'il ne s'agit pas d'un fluide simple. A partir d'une analyse microstructurelle des interactions, il est possible de déduire la loi de comportement macroscopique du mélange. Nous présentons ensuite quelques applications de notre théorie, notamment dans le cas d'écoulements le long de plan incliné
Effets écologiques des éclusées en rivière : expérimentations et synthèse bibliographique
No full textHydroelectric facilities managed by hydropeaking generate artificial fluctuations of flow, and thus of physical habitat characteristics, in the downstream river reaches. A synthesis of the research realised at Cemagref- Lyon is proposed in this report. This research aims at understanding the consequences of these fluctuations on aquatic communities and is based on two small streams (mean annual discharge less than 5 m3.s-1) and on experimental approaches in artificial channels. A classification of the effects is suggested according to the observed impacts on fish, invertebrate and algal communities. This classification leads to a hierarchical organization of the two main characteristics of the artificial flow regime: the base flow between peaks and the flow fluctuations. The results are complemented with a bibliographical review. This synthesis shows that hydropeaking effects are increased if the river morphology is damaged, particularly if the refugia are reduced. The conclusions about the risk for aquatic fauna in hydropeaking situations lead to practical recommendations for the management of hydroelectric facilities. / Les ouvrages fonctionnant par éclusées hydroélectriques provoquent des variations artificielles du débit, et donc des paramètres physiques de l'habitat, dans les portions de cours d'eau situées en aval. Ce rapport constitue la synthèse de travaux entrepris par le Cemagref pour étudier les conséquences de ces variations sur les peuplements aquatiques, à partir de l'étude de deux cours d'eau de petite taille (module naturel inférieur à 5 m3.s-1) et d'approches expérimentales. Un classement des effets est proposé selon l'impact observé sur les peuplements de poissons, d'invertébrés et d'algues. De ce classement résulte une hiérarchisation des deux principales caractéristiques du régime hydraulique artificiel, le débit plancher d'une part, et la variabilité liée aux éclusées d'autre part. Les résultats sont étayés et complétés par les connaissances bibliographiques. Cette synthèse montre que les effets d'un régime d'éclusées sont aggravés lorsque la morphologie de la rivière est dégradée, notamment lors d'une diminution des refuges. Les conclusions sur les risques encourus par les peuplements des cours d'eau soumis à un régime d'écluséesk aboutissent à des recommandations pratiques pour la gestion des ouvrages hydroélectriques
Les facteurs influençant la qualité physiologique des plants plantés, et la prise en compte des risques climatiques après plantation
No full textThe physiological quality of bare-rooted red oak and Laricio pine planting material is often unsatisfactory. This problem sometimes occurs with the Douglas pine while for other species it is far less frequent. Physiological quality is affected by the techniques applied at nurseries and post-harvest treatments (from the time the saplings leave the nursery to the time of planting). Futhermore, for the purposes of reforestation, requirements pertaining to physiological quality depend on the location and plantation date involved, and consideration should be given to the risks of damage by adverse weather after plantation (frost and drought). For bare-rooted saplings, the main danger is that the roots dry out while the weak points of potted material are damage by frost in temperate areas and drought-resistance in the Mediterranean area. Putting packaged plants in cold storage combined with optimal timing of their removal from the nursery (December to February) should be considered as one way of enhancing spring plantings. Futhermore, the morphology of the saplings significantly contributes to their physiological quality. Finally problems that arise from root deformation, essentially due to raising in pots, and from the planting technique used for bare-rooted seedlings, may also have an adverse effect on plantation yield. / Des problèmes de qualité physiologique des plants sont souvent évoqués sur les plants à racines nues de Chêne rouge, de Pin laricio, voire de Douglas. Dans les autres cas, les problèmes semblent plus rares. Cette qualité est influencée par les techniques de culture en pépinière et par les traitements post-culturaux (de la sortie des plants de leur lieu d'élevage jusqu'à leur plantation). De plus, le reboiseur doit raisonner son exigence de qualité physiologique des plants en fonction du site et de la date de plantation, compte-tenu des risques climatiques encourus après la plantation (gelées et sècheresse). Les principaux facteurs limitants sont, pour les plants à racines nues, le dessèchement des racines et pour les plants en conteneurs, les dégâts de gel en zone tempérée et la résistance à la sècheresse pour la zone méditerranéenne. Dans tous les cas, la conservation de plants emballés en chambre froide combinée à une date de sortie du lieu d'élevage optimale (décembre à février) est à considérer comme un facteur potentiellement améliorant, pour les plantations de printemps. D'autre part, la morphologie des plants a des conséquences importantes sur leur qualité physiologique. Enfin, les problèmes de déformations racinaires, liées essentiellement à l'élevage pour les plants en conteneurs, et à la manière de planter pour les plants à racines nues, peuvent abaisser les performances en plantation
Mise en oeuvre d'une approche intégrée pour le diagnostic de seuils en rivière : étude des rivières Cère, Jordanne et Authre dans le Cantal
No full textThis paper describes the integrated approach used for inspecting small weirs on three rivers in the department of Cantal. They were small, low-drop weirs (1 to 4 meters), most of them stone masonry constructions. These weirs, some several hundreds of years old, were constructed for field irrigation or to supply water for mills. Due to lack of maintenance they are now deteriorating at an alarming rate after successive river flooding. The local authorities were concerned about the situation and called for a study of all the weirs. Over and above the simple civil engineering inspection required at the start of the analysis, considerations undertaken finally incorporated the various hydraulic, hydrobiological and heritage aspects surrounding the existence and operation of the weirs. The study established a hierarchy of priority classes for work to be done , which, together with a multi-criteria analysis, led to the establishment of a programme for renovating the 20 most critical of the total of 160 weirs. / Le présent article expose l'approche intégrée mise en oeuvre en vue du diagnostic de petits ouvrages hydrauliques établis sur trois rivières du département du Cantal. Les ouvrages concernés sont des seuils à faible hauteur de chute (1 à 4 mètres), en maçonnerie de pierres pour la plupart d'entre eux. Ces seuils, dont certains sont pluriséculaires, ont été construits pour l'irrigation des terres agricoles ou pour l'alimentation de moulins. Par manque d'entretien, ils se dégradent aujourd'hui de façon alarmante, au gré des crues successives des cours d'eau. Inquiétés par cette situation, administrations et élus locaux ont demandé une étude portant sur l'ensemble du parc d'ouvrages. Au-delà du simple diagnostic génie civil souhaité au démarrage de l'étude, la réflexion engagée a finalement intégré les divers aspects hydrauliques, hydrobiologiques et patrimoniaux, liés à l'existence et au fonctionnement des seuils. L'étude a conduit à hiérarchiser les ordres de priorité d'intervention, à l'appui d'une analyse multi-critère, et a abouti à l'élaboration d'un programme de réhabilitation de 20 seuils, jugés prioritaires, sur un parc de quelque 160 ouvrages
Industries alimentaires et frigorigènes
No full textThe document presents the main economic data about refrigeration in food sector, and analyses consequences of the replacement of refrigerants, following the Montreal protocol about the limitation of the emission of chlorine containing substances in the atmosphere. / Présentation des principaux enjeux économiques du froid dans le secteur agroalimentaire, et analyse de l'incidence du remplacement des frigorigènes, suite au protocole de Montréal sur la limitation de l'émission des dérivés chlorés dans l'atmosphère
Predicting the ride vibration of an agricultural tractor
No full textIn order to predict the vibrations transmitted to the driver's seat of an agricultural tractor, an analytic model has been constructed through the assembly of tyre models and cab and seat suspension models. This model takes into account the nonlinearities in the stiffness and damping of the cab and seat suspension and uses the suspension characteristics of rolling tyres. The model was evaluated experimentally by comparing the vibrations measured on the tractor rolling on a standard track (ISO-5008) against the predictions of the analytical model. / Afin de prévoir les vibrations transmises au siège du conducteur d'un tracteur agricole, un modèle analytique a été conçu à partir de la combinaison de modèles de pneumatiques, de cabine et de suspension de siège. Ce modèle prend en compte la non linéarité de la raideur et de l'amortissement de la cabine et de la suspension du siège et utilise les caractéristiques de suspension des pneumatiques. Ce modèle a été évalué de manière expérimentale en comparant les vibrations mesurées sur le tracteur roulant sur une piste normalisée (piste lisse de la norme ISO-5008) aux prévisions du modèle analytique
Détermination de la date optimale de renouvellement des réseaux urbains d'eau potable
No full textMany approaches have been performed for modeling and analyzing breaks in deteriorating water distribution systems : the reactive approach and the predictive approach. Models have been created for this purpose : descriptive statistical models and predictive probabilistic models. The Proportional Hazards Model, proposed by Cox in 1972, is a probabilistic predictive model, and is applied to predict failure probabilities in deteriorating water pipes. It shows the effect of the on-going ageing process independently from the stress phenomena. It possesses high flexibility degree for analyzing issues concerning the effect of ageing on the break rate. Economic studies have been performed to determine an optimum replacement time for breaking mains. In this paper, using the failure probabilities of individual pipes provided by the proportional hazards model, we elaborate a new economical approach in renewing drinking water pipes and to calculate the optimum replacement time. We studied in more details the different costs related to pipes failure and some of them have been evaluated. This methodology to renew water distribution system has been applied to nine blocks in collaboration with the Urban Community of Strasbourg (CUS) and the Water Company of the suburbs of Paris (CEB). / Plusieurs approches ont été développées pour analyser le vieillissement des réseaux de distribution : les approches curatives et les approches prédictives. Des modèles ont été créés à cet effet : les modèles statistiques descriptifs et les modèles probabilistes prédictifs. Parmi ces derniers, on trouve le modèle des risques proportionnels proposé par Cox en 1972. Ce modèle décrit de façon précise le mécanisme des défaillances des réseaux d'eau de manière indépendante du phénomène de stress auquel les canalisations sont soumises. Des études économiques ont été réalisées pour compléter les modèles techniques. Le problème est de déterminer la date optimale de renouvellement. Dans cet article nous proposons une nouvelle loi de vieillissement. Une étude détaillée des différents coûts a été effectuée et certains d'entre eux ont été évalués. Une étude de faisabilité de cette loi sur neuf rues de la Communauté Urbaine de Strasbourg a été réalisée, en se basant sur des données techniques de la Compagnie des Eaux de la Banlieue parisienne
Development of a new generation of reed-bed filters in France : first results
No full textSince 1992, Reed-Bed Filters (RBF) wastewater treatment plants have been built to meet the needs of 15 rural authorities and, on an experimental basis, 2 farms to treat milking parlour washwater using this method. This paper presents results obtained at a plant designed for 200 p.e. after 15 months of operation, organic and hydraulic loads being 67% and 115% of the nominal loads respectively. With an overall area of the order of 2.2 m2 per inhabitant, the plant produces an effluent which easily complies with the following water quality criteria : 90 mg l-1 COD, 30 mg l-1 TSS and almost 10 mg l-1 TKN. Phosphorus removal is normally very low. A farm-located experimental plant, receiving milking parlour washwater (COD between 700 and 1400 mg l-1), is providing promising results which will certainly be improved by extending the current RBF areas. RBF's are capable of directly treating raw sewage by applying procedures involving batch feeding and alternating several units operating in parallel; in this way aerobic conditions are maintained and physical surface clogging is controlled with the aid of rooted macrophytes. RBF's used for complementary treatment seem to accept continuously high hydraulic loads. / Construites depuis 1992, des stations d'épuration par Filtres Plantés de Roseaux (FPR) répondent aux besoins de 15 collectivités rurales et, à titre expérimental, de 2 fermes qui traitent ainsi les eaux de lavage de leur salle de traite. L'article présente les résultats acquis sur une station conçue pour 200 éq.hab., après 15 mois de fonctionnement, dont les taux de charges organique et hydraulique sont respectivement de 67 % et 115 %. Avec une emprise au sol globale de l'ordre de 2,2 m2/habitant, la station offre un effluent qui respecte sans difficulté les qualités suivantes : 90 mg/l de DCO, 30 mg/l de MES et presque 10 mg/l de N-NK. L'élimination du phosphore est normalement très faible. Une station expérimentale, recevant des eaux de lavage de salle de traite (DCO comprise entre 700 et 1400 mg/l), implantée à la ferme fournit des résultats prometteurs qui seront très certainement améliorés par un accroissement des actuelles surfaces plantées. La filière FPR peut traiter directement des eaux usées brutes grâce aux règles d'alimentation par bâchées et d'alternance de plusieurs unités fonctionnant en parallèle qui conduisent au maintien des conditions aérobies et à la gestion du colmatage physique de surface aidée par la présence de végétaux enracinés
Intéractions in vitro du carbaryl et du naphtalène avec les cytochromes P-450 de rat, de chien et de singe. Implication dans le métabolisme de la testostérone
No full textIn this work, we studied the in vitro interactions between a carbamate insecticide, carbaryl, and its aromatic component, naphtalene, with hepatic cytochrome P-450 (CYP). We first studied these interactions with the induced CYP forms (1A, 2B, 3A) in a well known animal species : rat. We showed that carbaryl and naphtalene are able to bind all studied CYP forms, with a higher affinity with the 2B form. Secondly, we studied the in vitro interaction of carbaryl and naphtalene with hepatic constitutive CYP of untreated rat, monkey and dog (these species are involved in protocols of toxicological evaluation). In spite of interspecies differences, we observed a common effect of these two aromatic molecules, towards the 3A constitutive form, in these three species. / Ce travail porte sur les interactions in vitro entre un insecticide de la famille des carbamates, le carbaryl et sa composante aromatique, le naphtalène, avec les les cytochromes P-450 (CYP) hépatiques. Dans un premier temps, nous avons étudié ces interactions avec les formes induites de CYP (1A, 2B, 3A) chez une espèce animale bien connue : le rat. Nous avons montré que le carbaryl et le naphtalène sont capables de se lier à toutes les formes de CYP étudiées, avec une plus grande affinité pour la forme 2B. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'interaction in vitro du carbaryl et du naphtalène avec les CYP constitutifs de rat, mais aussi de singe et de chien, utilisés dans les protocoles d'évaluation en toxicologie. Malgré de nombreuses différences interespèces, nous avons montré un effet commun des 2 molécules aromatiques qui agissent sur la forme constitutive 3A chez les 3 espèces
Dynamique de la simazine, de l'atrazine et de leurs métabolites dans le B.V.R.E. du RUINE (Charente)
No full textAtrazine and simazine are the main triazines used in the Ruine watershed. Two degradation products, deethylatrazine (DEA) and deisopropylatrazine (DIA), occur frequently in surface water. The objective of this research was to present runoff patterns of DEA and DIA from plots traited with atrazine, simazine and a mixture of atrazine and simazine in order to evaluate the part of DIA from simazine. The DIA/DEA ratio varies from 0.45 to 1.40 when simazine/atrazine ratio varies from 0 to 1. Then these results were compared to those obtained from watershed. / L'atrazine et la simazine sont les deux triazines utilisées sur le bassin du Ruiné pour le désherbage du maïs et de la vigne. Leur dégradation conduit à la formation de la déséthylatrazine (DEA) et de la désisopropylatrazine (DIA). Le but de cette expérimentation est d'étudier le comportement des molécules mères et de leurs métabolites associés en utilisant des microparcelles traitées à l'atrazine, la simazine et au mélange atrazine/simazine. Pour ce faire, on analyse les eaux de percolation pour quantifier la part de DIA provenant de la simazine. Le rapport DIA/DEA varie de 0.45 à 1.40 pour un rapport simazine/atrazine épandues allant de 0 à 1. Ensuite nous comparons ces résultats à ceux obtenus sur le terrain à l'exutoire du bassin