National Research Institute of Science and Technology for Environment and Agriculture
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L'anguille européenne (Anguilla anguilla L. 1758) : dynamique de la sous-population du Lac de Grand Lieu en relation avec les facteurs environnementaux et anthropiques
No full textThe purpose of this work is to further the understanding of the biology of the European eel during the continental phase of its cycle and to analyse the operation of a sub population in terms of environmental and anthropics factors. An original daily fishing log was introduced in 1990 and has been used since by all the professional fishermen. During one year, monthly samples were taken from the catches of professional fishermen and the non fished fraction was also sampled using experimental nets. Eels were selected out of the samples and their age estimated accurately by otolithometry. The growth for each sex was modelled. The past and recent fishing of eels on the lake was analysed. A structural model has been used to estimate the absolute abundance at the various ages and the mortality rates due to the fishing at any instant at the various ages. The professional fishermen's attempts to build up the population, the fishing pressure and avian predation are the principal factors involved in the dynamics of the eel sub-population in the lake of Grand Lieu. / L'approche de la dynamique de la population d'anguilles européennes est réduite à la fraction continentale du cycle biologique sur le lac de Grand Lieu. Un carnet de pêche journalier est instauré depuis 1990 auprès de la pêcherie. Sur un an, un double échantillonnage est réalisé sur les captures professionnelles d'une part, et au moyen d'engins expérimentaux d'autre part. L'estimation de l'âge par otolithométrie d'un échantillon d'individus et la modélisation de la croissance par sexe sont effectuées. L'exploitation historique et récente des anguilles a été analysée. Un modèle structural permet d'estimer les abondances absolues aux âges et les taux instantanés de mortalité par pêche aux âges. Les soutiens d'effectifs effectués par les pêcheurs professionnels, les pressions halieutiques et la prédation aviaire sont les principaux facteurs agissant sur la dynamique de la sous-population d'anguilles du lac de Grand Lieu
CASTOR: simplified dam-break wave model
No full textThe 5 computation steps of CASTOR, a simplified dam-break flood-wave model, are described. The first step uses a simple relation to determine peak discharge at the dam. Secondly, a dimensionless graph gives peak discharge at the distance x from the dam. Afterwards, the uniform flow equation is used to compute peak water elevation, peak velocity and wave arrival time. The validation of these last 3 steps is obtained on a set of 15 dams and 440 channel cross sections by comparison to the results of the model RUBAR 3 which solves St. Venant equations. The deviation is less than 30% for peak water depth and 50% for other results in more than 90% of the cross sections. Such statistically justified results might be used independently from CASTOR. The example of the Lawn Lake Dam failure is treated by CASTOR ; except for a point where, during the flood, topography changed, peak water depth shows a deviation less than 20%. / Les 5 étapes de calcul de CASTOR (un modèle simplifié pour les ondes de rupture de barrage) sont décrites. La première étape utilise une relation simple pour déterminer le débit de pointe au barrage. Deuxièmement, un abaque donne le débit de pointe à la distance x du barrage. Après, l'équation du régime uniforme est utilisée pour calculer le niveau d'eau maximal, la vitesse de pointe et le temps d'arrivée de l'onde. La validation de ces 3 dernières étapes est obtenue sur un échantillon de 15 barrages et 440 sections en comparant les résultats à ceux du logiciel RUBAR 3 qui résout les équations de Saint-Venant. La différence est inférieure à 30% pour les hauteurs d'eau et 50 % pour les autres résultats dans plus de 90% des sections. De tels résultats justifiés statistiquement peuvent être utilisés en dehors de CASTOR. L'exemple de la rupture du barrage de Lawn Lake est traité par CASTOR ; sauf un point où la topographie a changé pendant la crue, les hauteurs d'eau maximales montrent un écart de moins de 20%
A model for river morphology and sewer network
No full textFirst version of a 1-D model for simulating river morphology is checked on severe conditions. First, we use measurements in flume and, secondly, observations of a flushing wave in a sewer network. Finally, application for a real dam failure is computed. / La première version d'un modèle monodimensionnel pour simuler la morphologie d'une rivière est vérifiée sous des conditions sévères. En premier lieu, nous avons utilisé un canbal expérimental puis des observations d'une chasse dans un collecteur d'assainissement. Enfin, le modèle a été appliqué au cas de la rupture d'un barrage
Coupling 1D and 2D models for flood management
No full textCoupling 1-D model for main water channel and 2-D model for flood plain is a suitable method to simulate flooding process. It is a supplementary way to cope with global management of rivers. A method of coupling is described and part of the first phase of validation is shown. We also mentioned one case of application of the coupled model to a river of France. / Le couplage d'un modèle 1D pour le lit mineur et d'un modèle 2D pour le lit majeur est une méthode adaptée pour simuler le processus d'inondation. C'est une manière supplémentaire de participer à la gestion globale des rivières. Une méthode de couplage est décrite et une partie de la première phase de validation est mentionnée. Nous indiquons aussi un cas d'application à une rivière de France
Infiltration from a surface point source and drip irrigation. 1-The midpoint soil water pressure
No full textBresler (1978) proposed a procedure for drip irrigation design which is focused on the midpoint soil water pressure hc. We present a practical field test of this approach in order to evaluate the validity of the underlying assumptions. The simulated hc values were obtained from Raats' (1971) steady-state theory for 32 points in the field where the hydraulic conductivity parameters Ks and a were measured. The hc values were measured at the same locations during microirrigation of a maize crop. Measured hc's appear to be lower than the simulated ones, especially late in the season. The measured spatial variability in hc appeared higher than the simulated ones. This could well have been caused by root uptake activity, which is not considered in the analysis, as well as the large but typical drippers spacing of d=1.00 m. Thus the tensiometers could have been beyond the practical limit of wetting. Consequences for desing and management are important. For design, even if a high hc value is chosen, there is no real guarantee that the wetting would be effective at the midpoint. For irrigation management, tensiometer placement too far from the dripper would lead to over-irrigation, for a large driper spacing d, the midpoint placement is not judicious. / Bresler (1978), a proposé une méthode de dimensionnement des réseaux de microirrigation basée sur la pression de l'eau dans le sol à mi-distance entre deux goutteurs, hc. Nous présentons un test au champ de cette approche afin d'évaluer la validité des hypothèses sous-jacentes. Les valeurs simulées de hc ont été obtenues à partir de la théorie du régime permanent de Raats' (1971) en 32 points de la parcelle où les paramètres de la conductivité hydraulique du sol Ks et a avait été mesurés. Les valeurs de hc ont été mesurées aux mêmes points durant la campagne de microirrigation d'une culture de maïs. Les valeurs de hc mesurées apparaissent plus faibles que les valeurs simulées, surtout tard dans la saison. La variabilité spatiale mesurée est beaucoup plus grande que celle qui est simulée. Ceci peut résulter de l'activité racinaire qui n'est pas considérée dans l'analyse, aussi bien que d'un espacement des goutteurs grand mais typique de d=1.00 m. Ainsi les tensiomètres auraient été au-delà de la limite pratique d'humectation. Les conséquences pour le dimensionnement des réseaux et la conduite de l'irrigation sont importantes. Pour le dimensionnement, même en visant une valeur élevée de hc, il n'y a pas de garantie que l'humectation soit effective à mi-chemin entre les goutteurs. Pour la conduite de l'irrigation par tensiométrie, placer les tensiomètres trop loin des goutteurs conduit à sur-irriguer. Pour un écartement important des goutteurs il n'est pas judicieux de placer les tensiomètres à mi-distance entre les goutteurs
On the coupling of backscatter models with tree growth models : part 1 : a realistic description of the canopy using the AMAP tree growth model
No full textTheoretical modelling of the forest backscatter, based on the radiative transfer theory (RT), is a powerful tool towards the development of quantitative forest applications such as biomass retrieval. One of the actual major limitations of RT modelling is the difficulty to obtain such a detailed canopy description. Even though classical forest parameters such as canopy height, trunk diameter and density can be quite easily obtained from field measurements or allometric equations, most of the crown pamareters are very difficult to measure or estimate. To this aim, we propose in this paper a new description tool based on an architectural tree growth model called AMAP. For a given species, the model must be calibrated at few growth stages, using statistical laws or Markov's processes. Then, for a given growth stage, the model is used for 3D architectural simulation. From there, a specific interface software called AMAP2SAR was developped allowing to extract the required RT geometric parameters from the architectural file. It allows to split vertically the canopy in n layers, based on relevant criterias describing the vertical variability of the cover. We first present the validation of the extracted parameters for Austrian pine plantations, by comparing them with in situ measurements. Then, we emphasis on the possibility to describe entirely the canopy in a very flexible and detailed way, depending on the characteristics of the theoretical models that will use the parameters as inputs. / Les modèles théoriques basés sur la théorie du transfert radiatif (RT) et simulant la rétrodiffusion radar, sont de puissants outils pour le développement d'applications forestières quantitatives comme l'estimation de la biomasse. Actuellement, une des limitations majeure pour les modèles RT est la difficulté d'obtenir une description détaillée du couvert forestier. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser des nouvelles approches de description du couvert forestier. Dans ce but, nous proposons un nouvel outil de description appelé AMAP, basé sur la modélisation architecturale de la croissance des arbres. Pour une espèce, le modèle est paramétré pour plusieurs étapes de croissance par des lois statistiques ou des processus Markovien et permet de simulé des arbres 3D réalistes. A partir de là une interface spécifique appelé AMAP2SAR a été développée permettant d'extraire les paramètres géométriques servant d'intrans au modèle RT à partir des fichiers résultats. Ainsi, les statistiques de 1er ordre et les histogrammes sont calculées pour chaque couche pour : le rayon, la longueur, l'orientation et la densité des différents ordres de branches (primaire, secondaire,...) etc jusqu'aux aiguilles. Nous présentons dans un premier temps la validation des paramètres extraits pour des plantations de pins noirs d'Autriche comparés au paramètres issus des mesures in situ. A partir de là, nous mettons l'accent sur les possibilités de décrire de manière détaillée et souple le couvert en fonction des exigences des modèles théoriques qui utilisent les paramètres en entrée
Integrated use of satellite and ground meteorological data for the quantitative estimation of the wheat yield in the E.U: modeling and validation
No full textWithin the framework of its agricultural policy, the European Commission must be able to make regional crop yield predictions, prior to harvesting, that are precise, reliable and independent. Such prediction are currently based partly on information about crop productivity derived from ground observation, growth simulation models, and agrometeorological models. Improvements in yield prediction could be obtained by combining qualitative information provided by satellite-based sensors with the quantitative information given by crop growth models. A study was conducted for wheat, Triticum aestivum, in six regions of the European Union and for five years (1990-1994). Agrometeorological and meteorological data were extracted from the WOFOST procedure, derived from the agrometeorological model WOFOST, which is currently used within the European Commission to predict crop biomass. A new procedure was developed (the 3M procedure) based on the Monteith formalism defining the dry matter produced (DM) as the product of the global radiation Rg, and of efficiencies that express the Rg transformation into dry matter. Those efficiencies are obtained from satellite data variables : a vegetation index (NDVI) and a stress index (CWSI). It was shown that the 3M procedure was more successful than the WOFOST procedure for biomass and yield predictions at a regional scale. The relationship between modelled and observed regional yields was more significant for the 3M procedure than for the WOFOST procedure. / Dans le cadre de sa politique agricole, la Commission Européenne doit pouvoir disposer, avant la récolte, de prévisions de rendement précises, fiables et indépendantes. Ces prédictions sont généralement issues d'informations sur la production des cultures provenant d'observations de terrain, ou de modèles de simulation de croissance des cultures ou encore de modèles agrométéorologiques. Une amélioration de l'estimation des rendements peut être faite en combinant l'information qualitative provenant de données satellitaires à l'information quantitative fournie par les modèles de croissance des cultures. L'étude est conduite pour le blé, Triticum aestivum, sur six régions de l'Union Européenne, et pour cinq années (1990-1994). Les données agrométéorologiques et météorologiques sont extraites de la procédure WOFOST, version modifiée du modèle agrométéorologique WOFOST, actuellement utilisée au sein de la Commission Européenne. Une nouvelle procédure est développée (la procédure 3M) basée sur le formalisme de Monteith. Ce formalisme définit la production de matière sèche (DM) comme le produit du rayonnement global Rg, et d'efficiences traduisant la transformation de Rg en matière sèche. Ces efficiences sont obtenues à partir de variables issues de données satellitaires : un indice de végétation (NDVI) et un indice de stress (CWSI). Il est montré que la procédure 3M est mieux adaptée que la procédure WOFOST pour la prédiction de biomasse à l'échelle de la grande région. La relation entre les rendements estimés et les rendements régionaux observés est beaucoup plus significative pour la procédure 3M que pour la procédure WOFOST
Vérification de la vitesse horizontale dans les chenaux d'épuration pourvus d'un système d'aération par insufflation d'air
No full textIn an oxydation ditch, the oxygenation performance of the aeration system is improved when the mixers impose a velocity on the fluid. Compared to the absence of an imposed horizontal flow, the O2 mass transferred per hour, in clean water, is increased by 40% to 50% for a horizontal water flow of 0.3 m/s. The aeration and the Mixed Liquor Suspended Solids content act upon the velocity value : the aeration induces a decrease of velocity of about 0.02 m/s for velocity without aeration between 0.20 and 0.35 m/s, the concentration of MLSS of 3.7 g/l induces also a decrease of velocity of about 0.02 m/s. So, in order to obtain an horizontal flow in process conditions of 0.30 m/s, it is greatly recommended to design the mixing system to reach 0.35 m/s in clean water. The methodology of the horizontal flow measurement is described. At last, in some particular case, it will be conceivable to check the oxygenation performance of the aeration system secured by the manufacturer by a measurement of the velocity flow only. / Dans un chenal d'épuration, les performances d'oxygénation d'un système d'aération par insufflation d'air sont améliorées par la mise en rotation de l'eau. En eau claire, une vitesse de 0,30 m/s augmente le transfert d'oxygène de l'ordre de 40 à 50%. L'aération et la présence de matière en suspension influent sur la valeur de la vitesse : l'aération induit une perte de vitesse de l'ordre de 0,02 m/s pour des vitesses sans aération comprises entre 0,20 et 0,35 m/s, une concentration en MES de 3,7 g/l diminue de 0,02 m/s la valeur de la vitesse mesurée en eau claire. Ainsi, afin de garantir une vitesse de rotation de la boue de 0,30 m/s, il est fortement recommandé de dimensionner le système de brassage sur la base d'une vitesse de 0,35 m/s, en eau claire. La méthode de mesure de la vitesse horizontale dans un chenal est décrite. Enfin, dans des cas particuliers, il sera envisageable de vérifier les performances d'oxygénation garanties par le constructeur par une simple mesure de vitesse
Confortement des barrages de Beaune les Mines n° 2 et de Dausse
No full textThis is a description of consolidation works that were necessary on two embankment dams of average size (Beaune and Dausse) to ensure their long-term safety. / Ce document décrit les travaux de confortement qu'il a été nécessaire de réaliser sur deux barrages en remblai de taille modeste (Beaune et Dausse) pour assurer leur sécurité à long terme
Structural and non-structural measures implementation : choice's arguments provided by inondabilite method
No full textStructural works could be efficient to cope with flood problems when they are well designed and localised. Its generalisation leads to its inefficiency because of the reality of physical phenomenon, such as lamination. In the same time non-structural measures are not easily implemented. To improve river management choices, new integrated approaches must be found. Part of the answer could be brought using Inondabilité method which results are clearly presented and easy to understand. Moreover, the proposed synthetic maps and the ability to simulate easily every kind of measures, both structural and non structural, allow an efficient spatial analysis, integrating a complementary approach of structural and non-structural measures, a global quantification of their impact on the river and the risk assessment / Les aménagements en rivières peuvent être efficaces pour réduire l'impact des inondations quand ils sont bien dimensionnés. Mais leur généralisation conduit à l'inefficacité à cause de la réalité des phénomène physiques tels que le laminage. Les mesures non-structurelles sont quant à elles difficiles à mettre en oeuvre. Pour améliorer le choix entre les mesures structurelles et les mesures non-structurelles, de nouvelles approches intégrées doivent être trouvées. Une partie de la réponse peut être apportée par la méthode inondabilité. Ses cartes synthétiques et sa capacité à présenter facilement de nouveaux scénarios aussi bien non-structurels que structurels, permet une bonne analyse et une quantification de l'impact des aménagements sur la rivière et le risque d'inondation