National Research Institute of Science and Technology for Environment and Agriculture
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Contribution à la modélisation dynamique d'un ensemble "véhicule automoteur-outil". Application : modélisation du relevage électro-hydraulique d'un tracteur au labour
No full textThe analysis of the dynamic agricultural tractor behaviour has been often dealt with. But the tractor does not work alone, a tool is linked to it by an hydraulic lift. That's the reason why the dynamic operating of the tractor-plough combination at work was studied. A mathematical model of the tractor-plough system was developed. The various simulations allow us to predict the behaviour of the studied system. Two main objectives were aimed at through the ploughing experimental step. The first one is the characterization of the real functioning of the system. The second one is the validation of the model. The measured spectral analysis permitted to deduce the characteristic frequences of the tractor-plough at ploughing. The validation of the model was carried out by comparing the measured spectral with the simulated spectral. This model allows a good prediction of the tractor behaviour and a better understanding of the tractor-plough under field working conditions. It can be used as a tool for other investigations on the tractor-implement combination such as the driver comfort or other types of hydraulic lift control. / Le tracteur agricole ne travaille jamais seul, un outil lui est souvent associé par l'intermédiaire d'un attelage équipé d'un relevage hydraulique. Cela nous conduit à étudier le fonctionnement dynamique de l'ensemble tracteur-charrue pendant la phase de labour. Nous avons établi un modèle mathématique de cet ensemble tracteur-charrue décomposé en sous systèmes modélisés séparément. Une phase de simulation a permis la prédiction du comportement du système étudié. La phase expérimentale de labour a un double objectif, le premier, la caractérisation du fonctionnement réel du système et le second, la validation du modèle. L'analyse des spectres de fréquences nous a permis de déduire les fréquences caractéristiques de l'ensemble tracteur-charrue : fréquences de pompage et de tangage du tracteur, fréquences longitudinales du tracteur et de la charrue, fréquences de vibrations des bras inférieurs et du troisième point, fréquence de torsion de la transmission. L'expérimentation nous a aussi permis d'appréhender le fonctionnement réel du relevage au labour. Le modèle a été validé par la comparaison des spectres fréquentiels mesurés et simulés. Le modèle permet une bonne prédiction du comportement d'un tracteur au labour et une meilleure compréhension de certains phénomènes constatés au champ
Risque d'inondation : conflits d'usage ou solidarités de bassin versant ? Quel rôle peut jouer le monde rural...
No full textThis article deals with risk management in accordance with water resource and environment preservation. It tries to show how rural areas can play an important function to improve a risk situation of a catchment, due to their low vulnerability. / Cet article présente rapidement les principes d'une gestion du risque compatible avec la préservation de la ressource en eau et du milieu et tente de montrer comment le monde rural peut contribuer, grâce à sa faible vulnérabilité à une amélioration générale de la situation de risque d'un bassin versant
Qualité des milieux aquatiques continentaux : intérêts de l'utilisation d'un marqueur biochimique chez le poisson
No full textBiological assessment is useful in addition to conventional chemical measures in order to monitor the water quality. Biochemical markers are early warning systems of the exposition of organismes to pollutants. Among them, the induction of the fish EROD activity enables the detection of specific compounds PAHs, PCBs, dioxines. EROD induction was evaluated for three cyprinids species in two French river sites : Durance and Moselle. In the river Moselle, the fish showed a significant induced EROD activity after industrial effluent discharges. In both cases the measure was species dependent. Although the EROD activity seems a fitted tool to assess the water quality, complementary studies are necessary to understand the effects of biotic and abiotic variables on the results. / La mesure de variables biologiques est complémentaire des analyses chimiques conventionnelles pour le contrôle de la qualité de l'eau. Les marqueurs biochimiques sont des systèmes d'alarme précoces d'exposition des organismes aux polluants. Parmi eux, l'induction de l'activité EROD sur le poisson entraîne la détection de composés spécifiques PAH, PCB, dioxines... L'induction EROD a été évaluée pour trois espèces de cyprinidés sur deux sites français en rivière : la Durance et la Moselle. Sur la Durance, plus le site était proche d'une usine chimique, plus l'induction EROD mesurée était élevée. Sur la Moselle, le poisson a montré une activité EROD significative après des rejets d'effluents industriels. Dans les deux cas, la mesure dépendait de l'espèce
L'érosion des Terres Noires dans les Alpes du Sud : contribution à l'estimation des valeurs annuelles moyennes (bassins versants expérimentaux de Draix, Alpes de haute-Provence)
No full textIn the Southern French Alps, an extensive area is covered by jurassic marls known as "Terres Noires" (Black Earth). Erosion, resulting from the mediterranean mountain climate acting upon this sensitive lithology, has led to the development of a badlands topography. Experimental catchment areas have been set up in Draix, 15 km North-East of Digne, to study the hydrological, ecological and economical consequences of this erosion. The general aim of the experimental catchment areas is to obtain a better understanding of the phenomena associated with erosion by mountain torrents. Particular attention is paid to the influence of the vegetative cover. Since 1984, measurements have been conducted which make it possible to estimate sediment yields from the areas during floods. The paper presents a summary of the data collected, which it is hoped can be used to estimate mean annual values. As the values are for catchments areas with different proportions of vegetative cover, comparisons can be made to gain insights into the influence of these variables. In the two catchment areas devoid of vegetation, the specific mean annual rates range from 150 to 190 t/ha.year and they appear to be independant on the size of the catchment area. These figures are close to the highest in the world. Expressed in terms of denudation of the soil layer weathered marl), these figures are equivalent to a rate of 11 to 15 mm/year and confirm the results obtained by ORSTOM and BRGM in the Buëch valley on the same type of lithology. In the catchment area which is almost entirely wooded, the specific sediment yield (again calculated per unit denudated area is 40 times less. / Dans les Alpes du sud de la France, les Terres Noires, marnes jurassiques, couvrent une surface importante. Le climat, méditerranéen à tendance montagnarde, favorise sur cette formation de lithologie sensible une érosion avec un faciès de badlands. Les conséquences hydrologiques, écologiques, et économiques de cette érosion justifient l'existence de bassins versants expérimentaux. Situés à Draix, à 15 km au nord-est de Digne, ces bassins versants expérimentaux sont dédiés à la progression des connaissances dans les disciplines impliquées par le large thème de l'érosion torrentielle. Un accent particulier y est mis sur l'étude de l'influence de la couverture végétale. Les mesures, pratiquées à partir de 1984, permettent d'évaluer la production de sédiments à l'exutoire des bassins pendant les crues. Cet article présente une synthèse des données recueillies, conduite dans l'optique d'une estimation des grandeurs moyennes annuelles. Celles-ci concernant des bassins de taille ou de couverture végétale variables, des comparaisons sont alors effectuées. Sur les deux bassins dépourvus de couverture végétale, les valeurs spécifiques (rapportées à la surface dénudée) moyennes annuelles obtenues sont comprises entre 150 et 190 t/ha.an ; elles sont indépendantes de la superficie du bassin. Ces valeurs approchent les records mondiaux. Exprimées en ablation équivalente de la surface du sol (marne altérée), on retiendra les chiffres de 11 à 15 mm/an. Ils rejoignent les résultats obtenus dans la vallée du Buëch sur la même lithologie par l'ORSTOM et le BRGM. Sur le bassin boisé en quasi-totalité, cette production spécifique - toujours rapportée à la surface dénudée - est 40 fois moins élevée
Efficacité des biofiltres vis-vis de l'azote
No full textBiological aerated filtration is a recent and intensive process which has been greatly developed over the last few years. A wide range of applications is possible (carbon treatment, nitrogen and phosphorus removal), with different kinds of insertion in the treatment series in accordance with the requirements. This paper presents the results of the study of 3 Biostyr systems (upflow, synthetical medium). The operation of the tested plants confirmed the interest for such a technology in nitrogen removal with different project data depending on the influent quality and the expected performances. This study also insists on the importance of operation constraints, and especially the supervision of backwashes. / La biofiltration, procédé compact, modulaire et intensif, s'est largement développée. Son domaine d'application est varié (carbone, azote, phosphore) avec des insertions dans les filières de traitement différentes selon les objectifs demandés. Le suivi de trois installations de type Biostyr (courant ascendant avec support synthétique) a permis d'évaluer et d'apporter un certain nombre d'enseignements sur cette technique. Les résultats obtenus pour ce type de biofiltre ont montré les atouts de la biofiltration dans le traitement de l'azote, avec une démarche de dimensionnement différente selon la qualité des eaux à traiter et les performances escomptées. L'étude a aussi mis en évidence la nécessité d'un bon suivi des lavages et de leur gestion par l'équipe d'exploitation
Les laves torrentielles : connaissances à l'usage du praticien
No full textDebris flows are complex concentrated suspensions of clay and grains in water which flow in streams after a long or intense rainy period. Initiation process are still poorly known. The aim of this book is to provide civil engineers with basic practical tools for predicting or better understanding flow characteristics of debris flows. We first review the main characteristics of debris flows. It is necessary to devise some techniques in order to determine the rheological parameters of debris flow materials. Then the constitutive equation of mudflows may be used to deduce mudflow characteristics with the help of simple equations under various conditions. / Les laves torrentielles sont des mélanges de boue et de roches, a priori extrêmement complexes et variés, qui s'écoulent dans les torrents de montagne. Le mode de déclenchement de ces phénomènes est encore mal connu. Le but de cet ouvrage est de mettre à la disposition des praticiens des formules simples et pratiques pour prédire ou mieux connaître les caractéristiques d'écoulement des laves torrentielles. On passe d'abord en revue les caractéristiques principales des laves torrentielles. Il est donc nécessaire de mettre au point des techniques de détermination des caractéristiques rhéologiques des laves torrentielles. Puis, on peut utiliser la connaissance de la loi de comportement des laves torrentielles boueuses pour décrire les caractéristiques de leurs écoulements à l'aide de formules simples dans diverses situations
Recognition, classification et mechanical description of debris flows
No full textVarious types of flow or mass movement involving water and sediments occur on steep slopes in mountainous areas. Among them, debris flows are peculiar events during which a large volume of a highly concentrated viscous water-debris mixture flows through a stream channel. Throughout the world, these phenomena cause considerable damage but remain poorly understood although a basic knowledge is already available concerning their recognition and propagation. Firstly, a synthesis of the useful practical criteria of recognition is proposed. Debris flows must be seen as intermediate phenomena between hyperconcentrated flows (intense bed load transport) and landslides separated from them by sharp transitions of some characteristics (celerity, deposit nature and flow type). Two parameters, solid fraction and material type, thought to be appropriate to a sound and practical classification, are brought out, and the corresponding complete classification of flow and mass movements in mountain areas is presented. Two extreme debris flow types are thus distinguished : muddy debris flows and granular debris flows. A critical review of recent advances in debris flow dynamics is then proposed. It is pointed out that adequate work must be carried out in the field of non-newtonian fluid mechanics. In particular, one fundamental rheological property of debris flow materials is the yield stress, which explains thick deposits on steep slopes and can be inferred from field measurements. Furthermore it can be used to estimate viscous dissipation within the bulk during flow. Relevant models predicting mudy debris flows dynamics are already available whereas further progress is needed concerning granular debris flows. / En régions montagneuses, sur fortes pentes, il se produit différents types d'écoulements ou de mouvements de volumes de matériaux constitués d'un mélange d'eau et de sédiments solides. Parmi eux, il y a les laves torrentielles qui sont des écoulements dans des chenaux hydrographiques d'un mélange très concentré et visqueux d'eau et de débris solides. Les laves torrentielles causent à travers le monde de considérables dégâts mais la compréhension de ce phénomène est encore insuffisante même si quelques progrès ont été réalisés dans les domaines de leur reconnaissance et leur propagation. On propose ici tout d'abord une synthèse des critères pratiques utilisables pour leur reconnaissance : les laves torrentielles peuvent être considérées comme des phénomènes intermédiaires entre les écoulements hyperconcentrés et les glissements de terrain, ces domaines étant séparés par une transition brutale d'une variable physique (vitesse, nature du dépôt ou de l'écoulement). Deux paramètres, la fraction solide et la nature du matériau semblent appropriés pour dresser une classification pratique et qualitative, qui est explicitée et présentée. Ainsi, deux types extrêmes de laves torrentielles sont présentés, les laves boueuses et les laves granulaires. On expose les progrès récents réalisés dans la connaissance de la dynamique des laves torrentielles. Il est précisé la nécessité d'utiliser la mécanique des fluides non-newtoniennes
La méthode Inondabilité ou comment prévenir du risque d'inondation
No full textForever in the world, people have settled near the rivers. They benefit essentially from the water resource. But floods are also part of the river regime. The floods produce then many economic damages but also some human losses. To mitigate the consequences of the floods, there are several methods : prevention, forecasting and promotion of cultural risk . They have to be used all together because they are complementary. The local specificities favour one but the others have to be taken into account. Here, we develop the first point, with the Inondabilité methodology. The Inondabilité method's aim is to propose some land use management to mitigate flood risks. This prevention method is devoted to the long term. The comparison of the hazard and the vulnerability gives the flood risks. The vulnerability is attached to the land use. It determines the plot sensibility to floods. The hazard is attached to hydro-meteorological phenomena and their consequences to the water flow. The floods are caractherized by their discharge, their frequency and their duration with hydrological models. The hydraulics modellings allow to calculate their propagation along the river. There is a risk when a plot has a land use that is incompatible with the hazard. To determine the risk, we need to compare the two notions of the vulnerability and the hazard. This is possible with the discharge-duration-frequency hydrological models. They allow the transformation of the two previous components in the same unit. / Depuis toujours, les populations se sont préférentiellement installées le long des rivières pour bénéficier de la ressource en eau. Mais les crues font aussi partie du fonctionnement des cours d'eau. Les inondations sont alors l'objet de nombreux dommages matériels mais aussi parfois humains. Il existe plusieurs méthodes pour réduire les conséquences des inondations : la prévention, la prévision et le développement de la culture du risque. Elles sont complémentaires et doivent être mises en oeuvre simultanément en privilégiant plutôt l'une ou l'autre en fonction du contexte local. Nous nous attacherons ici à développer le premier point, objet de la méthode Inondabilité. La méthode Inondabilité a pour objectif de proposer des solutions en terme d'aménagement pour réduire le risque d'inondation. Cette méthode de prévention s'inscrit dans le long terme. Le risque d'inondation s'évalue par le croisement entre la vulnérabilité et l'aléa. La vulnérabilité fait référence à l'occupation du sol. Elle traduit le fait qu'une parcelle est plus ou moins sensible au risque d'inondation. L'aléa fait référence aux phénomènes hydro-météorologiques et leurs conséquences sur l'écoulement des eaux
Onboard decision system and information needs on agricultural tractor
No full textOnboard the agricultural tractor, different kinds of information are available on the dashboard ; they are more and more numerous. It is important to know which are really the most relevant and at which time the operator needs them in order to optimize his driving. Twenty farmers located in the Parisian basin have been investigated. The interviews have been based on a list of existing information on the dashboards of main tractors. / Sur le tracteur agricole, différentes sortes d'information sont disponibles sur le tableau de bord ; elles sont de plus en plus nombreuses. Il est important de connaître les plus pertinentes et à quels moments l'utilisateur en a besoin pour optimiser sa conduite. Une vingtaine d'agriculteurs localisés dans le bassin parisien ont été enquêtés. Les entretiens ont été basés sur une liste d'informations existantes sur le tableau de bord des principaux tracteurs
Freeze-crusting processes; applications to fish products
No full textThe freeze-crusting of a foodstuff is a cryogenic or mechanical crusting of the product either by spray-freezing, immersion freezing, air-blasting freezing or contact freezing. Thanks to the early formation of a peripheral frozen layer during the freeze-crusting, the mechanical resistance increases so that the product does not stick and become deformed through the treatment that follows. When this freeze-crusting treatment is used before a freezing process, other benefits are reduced mass loss and freezing time. These benefits were characterized both experimentally and through modeling. We studied these processes with a particular emphasis in the case of fish products such as shrimps and fish fillets. From a mathematical modeling viewpoint, the heat and mass transfers were calculated using the enthalpy formulation. The surface convective boundary conditions take into account a time-variable heat transfer coefficient because of the different stages of the process (for exemple, crusting and mechanical freezing). From an experimental viewpoint, we conducted number of experiments with a cryomechanical freezing pilot. We measured the reduction of the freezing time, the reduction of the mass loss and the increase of the mechanical resistance. / Le durcissement par le froid d'une denrée alimentaire est réalisé au moyen d'un croûtage cryogénique ou mécanique par aspersion, immersion, convection forcée ou contact. Grâce à la formation précoce d'une couche périphérique congelée pendant le croûtage, la résistance mécanique augmente de sorte que le produit ne colle pas et ne se déforme pas durant le procédé situé en aval du croûtage. Lorsqu'on réalise un traitement de croûtage à l'amont d'un procédé de congélation, les avantages supplémentaires du croûtage sont la réduction de la perte en eau et du temps de congélation. Ces avantages ont été caractérisés à la fois expérimentalement et par la modélisation. Nous avons étudié les procédés de croûtage par le froid avec une attention particulière dans le cas de produits halieutiques tels que les crevettes et les filets de poisson