National Research Institute of Science and Technology for Environment and Agriculture
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Modelling the growth of Norway spruce (Picea abies) in mountain heterogeneous forests
This paper presents a tree distance dependent growth model for uneven-aged Norway spruce stands in the northern French Alps. The competition between the trees is modelled by computer calculating the available light at 90% and 60% of the height of the trees. For each subject tree, the incident radiation is first spatially discretised in elementary beams. The interception of each beam is calculated using a geometrical description of the crown of the surrounding trees and the available (non intercepted) light is summed up over all beams. This light submodel is validated by comparing predicted light with observations made on hemispherical photographs. Height and diameter increments are predicted from tree age and light availability by empirical functions calibrated on two experimental plots : root mean squared error of individual increments is about 50% of their initial standard deviation. A cross-validation between our two experimental plots shows that this model can be better extrapolated better than simpler empirical models which do not explicitly represent competition. Our model forecasts the variability in individual tree growth in uneven-aged spruce stands. Linking it to wood quality models would be of prime interest to help the manager in evaluating the influence of silviculture on forest products in heterogeneous forests. / Cet article présente la réalisation d'un modèle de croissance pour l'épicéa en peuplement irrégulier. A partir de la carte d'une placette représentative d'un élément de peuplement, le modèle permet de calculer la disponibilité en lumière pour chaque arbre et de prévoir son accroissement annuel. Par itération, il permet de simuler la dynamique de la placette à moyen terme. Le rayonnement lumineux incident est discrétisé en une centaine de rayons élémentaires. La représentation géométrique des houppiers des arbres permet d'évaluer le nombre d'interceptions subi par chaque rayon au cours de sa traversée du peuplement. On peut alors calculer l'intensité résiduelle du rayonnement pour chaque point de calcul. Deux fonctions de croissance ont été établies à partir de l'analyse rétrospective de la croissance des arbres de deux placettes expérimentales : l'une à Sainte Foy Tarentaise en Savoie et l'autre à Sixt en haute Savoie. Elles permettent de prévoir l'accroissement en hauteur et en diamètre de chaque arbre en fonction de son âge et sa disponibilité en lumière en début de saison de végétation. La simulation de la dynamique de ces deux placettes expérimentales illustre la capacité du modèle à anticiper la dynamique d'un peuplement. Couplé avec la typologie des structures de peuplement, le modèle présenté permet d'aborder la dynamique forestière et son articulation avec la gestion de manière novatrice
Cartographie par SIG de la production de sédiments des bassins versants torrentiels : exemple du Gourron (Pyrénées Centrales)
Prediction of sediment yield from torrential basins is an important objective for research upon torrential floods ingeenering. In this case study, a conceptual model is tested ; it is based on both slopes and channels abilities to provide materials and upon a torrent coefficient (representing transport capacity). Using a GIS makes parameters estimation easier. The tributaries basins of the Gourron are ordered. This order is compared, as measurements are lacking, to a field estimation. This rough validation is good. / La prédiction de la production de sédiments des bassins versants torrentiels est un objectif important de la recherche en ingénierie des risques de crues torrentielles. Dans cette étude de cas , on teste un modèle conceptuel basé sur les potentialités respectives des versants et des lits à fournir des matériaux et sur un indice de torrentialité (traduisant les possibilités de transport). L'utilisation d'un SIG facilite l'acquisition des paramètres nécessaires. Un classement en valeur relative des sous-bassins affluents du Gourron est élaboré. Il est confronté, à défaut de mesures, à une expertise sur le terrain. Cette validation sommaire est satisfaisante
Le renouvellement des réseaux d'eau potable : une revue critique
The reactive evaluation approach and the predictive approach for modeling and analyzing breaks in deteriorating water distribution systems have been tried. Descriptive statistical studies have been used to analyse pipe failure. Predictive models are classified into three basic categories : aggregate type models, regression type models, and probabilistic predictive models. The Proportional Hazards Model is a probabilistic predictive model, and is applied to predict failure probabilities in deteriorating water pipes. This methodology possesses high flexibility for adapting to particular system characteristics. Economic studies have been performed to determine an optimum replacement time for breaking mains. Once the total cost (direct and social) is know, the next questions to be answered are which pipes should be replaced and when they should be replaced / Plusieurs approches de renouvellement des réseaux existent : les approches curatives et les approches prédictives. Des modèles ont été développés à cet effet : les études statistiques descriptives et les modèles prédictifs. Ces derniers sont de trois catégories : les modèles de choix ou probabilistes. Parmi ces derniers, on trouve le modèle de risque proportionnel qui décrit le mécanisme des défaillances des réseaux d'eau d façon plus précise que les autres modèles proposés aujourd'hui dans la littérature. Des études économiques ont été réalisées pour compléter les modèles techniques. En matière de canalisations d'eau potable, le problème est de déterminer la date optimale de renouvellement pour laquelle il sera plus intéressant de remplacer une conduite au lieu de la maintenir en service
Conséquences des changements climatiques globaux sur l'agriculture
Synthesis about the works on the influence of global climatic changes on agriculture. A first part describes the methods used to simulate the global modification of the climate by the gases with greenhouse effect. A second shows how the outputs of these models are used to simulate the likely modifications of the agricultural productions (biomass and variability).Because of a lack of general knowledges on climatic processus and a lack of validation of the different models, the results must be used with care. / Bilan des travaux effectués sur l'influence des changements climatiques globaux sur l'agriculture. Une première partie concerne les méthodes de simulation de la modification générale du climat par les gaz à effet de serre. Une seconde montre comment les sorties de ces modèles sont utilisées pour simuler les modifications que pourraient subir les productions agricoles aux termes de biomasse et de variabilité de la production. La conclusion attire l'attention sur le peu de fiabilité de ces modèles par manque de connaissances sur les processus climatiques fondamentaux et leur non validation
Bassins versants et transmission des pollutions au littoral. Rapport d'avancement , 2 ème année
This report shows the work done in the `Contrat de plan " between the french estate and the region Brittany about pollutants transfers from land to coastal sea. It summarize all the work done by several research teams. It is about the growth of ulvae in various places, nitrogen transfer to one of these places, transport of nitrogen and denitrification in the soil and the sub-soil of two basins, transfer of phosphorus, pesticides and bacterias on a basin. / Ce rapport rend compte des travaux réalisés dans le cadre du contrat de plan état-région Bretagne sur le transfert des pollutions du continent vers le littoral. Il résume et synthétise les travaux menés par diverses équipes de recherche sur ce thème. Il traite du développement des ulves dans de nombreux sites, des transferts d'azote vers l'un de ces sites, des voies de migration de l'azote et de la dénitrification dans les sols et le sous sol de deux bassins versants, du transfert du phosphore, de pesticides et de bactéries sur un bassin versant
Réalisation d'un modèle de croissance pour l'épicéa en forêt subnaturelle de Sixt-Belleface
This work describes a growth model for individual trees in uneven-aged spruce stands fited in the old-growth forest of Sixt-Belleface (Haute Savoie). From the map of a little stand, the model computer calculates the available light for each tree and its year growth. This model can be used for the simulation of the dynamic of trees and stands for middle terms (50 years). The calculation of the light availability at any point is based on the description of the light as a hundred of elementary beams. The geometrical representation of crown shapes allows to calculate the number of interception each beam will suffer allong its way threw the stand. Two growth functions have been adjusted from the analysis of past growth on our experimental plot. They predict height and diameter increment for each tree from its age and light availability, at the begining of the growth period.The simulation of the dynamic of our experimental plot illustrate the capacity of the model to forecast the evolution of a stand. Linked with a typology of the stands structures, this model is an interesting tool for forest studies and management. / Cette étude présente la réalisation d'un modèle de croissance pour l'épicéa en peuplement irrégulier et son ajustement sur une placette expérimentale en forêt de Sixt-Belleface. A partir de la carte d'une placette représentative d'un élément de peuplement, le modèle permet de calculer la disponibilité en lumière pour chaque arbre et de prévoir son accroissement annuel. Par itération, il permet de simuler la dynamique de la placette à moyen terme (50 ans).Le rayonnement lumineux incident est discrétisé en une centaine de rayons élémentaires. La représentation géométrique des houppiers des arbres permet d'évaluer le nombre d'interceptions subi par chaque rayon au cours de sa traversée du peuplement. On peut alors calculer l'intensité résiduelle du rayonnement pour chaque point de calcul. Deux fonctions de croissance ont été établies à partir de l'analyse rétrospective de la croissance de tous les arbres de la placette expérimentale de Sixt. Elles permettent de prévoir l'accroissement en hauteur et en diamètre de chaque arbre en fonction de son âge et sa disponibilité en lumière en début de saison de végétation. La simulation de la dynamique de la placette expérimentale de Sixt illustre la capacité du modèle à anticiper la dynamique d'un peuplement. Couplé avec la typologie des structures de peuplement, le modèle présenté permet d'aborder la dynamique forestière et son articulation avec la gestion de manière novatrice
Eléments de dimensionnement pour la nitrification en lit bactérien
The influence of various parameters on trickling filter nitrification is assessed. In particular, the importance of the temperature, the hydraulic loading, the irrigation force (SK), the recirculation rate, the concentrations and the organic loading are discussed. This review is based upon previous studies published so far, as well as a recent European program coordinated by Cemagref. The trickling filters can achieve either partial or full nitrification. Design data are derived for the cases of tertiary nitrification as well as combined nitrification and BOD removal. / Après avoir rappelé le principe de la nitrification dans les lits bactériens, on cherche à montrer l'influence de divers paramètres sur le fonctionnement de ces lits, en particulier la température, la charge hydraulique, l'intensité d'irrigation (SK), la recirculation, les concentrations et la charge organique. Cette mise au point est basée sur les études publiées jusqu'ici, ainsi que sur une récente étude européenne à laquelle le Cemagref a participé. Les lits bactériens permettent de produire des effluents partiellement ou totalement nitrifiés. Des éléments de dimensionnement sont suggérés pour le cas de la nitrification tertiaire, ainsi que pour la nitrification avec élimination de la DBO simultanée
Premier panorama de l'état de l'environnement dans les Alpes Françaises
Understanding the environment has become a requirement of society as well as a necessity to assure the long-term development of a region. The Alps represent not only a remarkable natural environment but also a fragile space, subject to numerous pressures. Equally, this is an area characterised by the specificity of its economic activities. This first overview of the environment in the French Alps has been undertaken to increase awareness and knowledge of the area. Throught a series of annotated maps, the aim is to illustrate both the environmental and socio-economic characteristics of the whole area, as well as the diversity of conditions within the region. Information currently available has been used to make an initial diagnosis, which is detailed in the different chapters. This diagnosis covers not only the environmetal quality of the alpine massif and action undertaken to preserve the envionment, but also economic and social developments and their implications for the Alps. The choice of the French alpine massif as a basis for study offers an appropriate overview, facilitating comparisons with other regions of the alpine arc and providing a framework for more detailed analyses. / La connaissance de l'environnement devient une demande sociale et une nécessité pour assurer le développement à long terme du territoire. Les Alpes sont pas seulement un milieu naturel remarquable, mais aussi un espace sensible, soumis à des multiples pressions, et un territoire ayant des vocations économiques spécifiques. Ce premier panorama de l'état de l'environnement dans les Alpes françaises a été élaboré dans un but de sensibilisation et de prise de conscience. Il vise à illustrer, à l'aide de cartes commentées, l'état de l'environnement dans cette région prise dans son ensemble, ses principales caractéristiques socio-économiques, et à montrer la diversité des situations au sein du massif. L'information existante a permis de dresser un premier diagnostic, détaille dans les divers chapitres de l'ouvrage. Il porte à la fois sur la valeur environnementale du massif, les actions entreprises pour la préserver, les évolutions de la société et des activités et leurs implications sur le territoire des Alpes. L'échelle retenue, celle du massif alpin français, permet une vision d'ensemble, se prête aux comparaisons avec les autres régions de l'Arc alpin et fournit une information de cadrage pour des analyses particulières
Numerical development of greenhouses view factors
A research about the evaluation of view factors concerning the thermal radiation exchange in greenhouses was carried out. The most diffused methods for calculating view factors were analysed and different solutions were found for evaluating the view factors between radiating surfaces such as the covering and the soil of the greenhouse. Particularly methods were developed in order to calculate the view factors for the case of single span and multispan greenhouses closed with triangular roof. Analytical solutions and results of numerical development of greenhouses view factors were obtained by means of methods such as the cross cords method, the contour integration method and the discretisation one. / Une recherche sur l'évaluation des facteurs d'angle concernant les échanges thermiques dans les serres a été réalisée. La plupart des méthodes utilisées pour calculer les facteurs d'angles ont été analysées et des solutions ont été trouvées pour évaluer divers facteurs d'angle dans les serres. Des méthodes particulières ont été mises au point pour calculer des facteurs d'angles pour des serres simples ou multichapelles. Des méthodes analytiques et numériques ont été développées utlisant la technique des cordes croisées, de l'intégration de contour ou de la discrétisation
Nitrogen removal from the leachate of SOLEPUR treated pig slurry
The SOLEPUR process for the treatment of pig slurry, using soil as a treatment medium, was developed in France. This process decreased the COD of pig slurry by 99,9% bound 99,9% of the phosphorus and removed approximately 80% of the nitrogen. The remaining nitrogen was oxidized in the soil into nitrate and leached out in drainage water. The process of denitrification was selected to remove nitrate from the leachate and raw pig slurry was used as an external carbon source. The field and laboratory experiments demonstrated efficient denitrification of nitrate-rich leachate at an appropriate carbon/nitrogen ratio. Although nitrite appeared during denitrification as a transient product, it was effectively removed by the en of denitrification. Depending on the C/N ratio, the process of denitrification was accomplished after between 7 and 60 days and the denitrification rate varied between 0,5 and 1 kg N/d. Although a COD/NO3--N ration of 7 : 1 was essential for efficient denitrification, a higher ration of 8,75 : 1 preferable in order to obtain a complete and rapid denitrification. Further improvements are proposed are proposed in order to optimize the denitrification process. / Le procédé SOLEPUR pour le traitement du lisier de porc utilisant le sol comme support principal d'épuration a été développé en France. Ce procédé élimine 99,9% de la DCO du lisier, piège 99,9% du phosphore et élimine environ 80% de l'azote. Le procédé de dénitrification a été choisi pour éliminer les nitrates issus des percolats et le lisier de porc a été utilisé comme source de carbone. Les essais au champ et en laboratoire démontrent l'efficacité de la dénitrification dès lors que le rapport Carbone-sur-Azote était approprié. Selon ce ratio C/N, le processus de dénitrification se déroule au cours de séquences allant de 7 à 60 jours et le taux de dénitrification varie de 0,5 à 1 kgN/jour. Un ration DCO/N-NO3 de 7:1 est indispensable au bon déroulement de la dénitrification