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Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (Grenoble)

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Works: 39 works in 47 publications in 2 languages and 83 library holdings
Roles: Other, 981
Classifications: GB656.2.M63, 550
Publication Timeline
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Most widely held works by Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (Grenoble)
Atlas expérimental des risques de pluies intenses : Cévennes-Vivarais( )

2 editions published between 1995 and 1997 in French and held by 8 WorldCat member libraries worldwide

Information pédologique spatialisée et traitements topographiques améliorés dans la modélisation hydrologique par TOPMODEL by Georges-Marie Saulnier( Book )

2 editions published in 1996 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

CE TRAVAIL PRESENTE UN MODELE HYDROLOGIQUE A BASE PHYSIQUE (TOPMODEL) PUIS PROPOSE DES DEVELOPPEMENTS SUBSTANTIELS. CE MODELE A PROUVE SA CAPACITE A BIEN REPRODUIRE LES PHENOMENES DE CRUES DANS LES REGIONS TEMPEREES HUMIDES OU MEDITERRANEENNES. IL INTRODUIT LA NOTION DE ZONES SATUREES CONTRIBUTIVES ET UTILISE EXPLICITEMENT LA TOPOGRAPHIE DES BASSINS. DANS UNE PREMIERE ETAPE, UNE VARIATION SPATIALISEE DES EPAISSEURS EFFICACES DES SOLS A ETE INTRODUITE. CELLES CI CORRESPONDENT AUX PROFONDEURS A TRAVERS LESQUELLES SE PROPAGENT L'ESSENTIEL DES FLUX D'EAU GENERANT LES CRUES. ENSUITE, DES ETUDES DE SENSIBILITE ONT PERMIS DE CERNER DEUX QUESTIONS. LA PREMIERE CONCERNE LA COMPREHENSION DE L'INTERACTION ENTRE LA RESOLUTION DE LA TOPOGRAPHIE ET LA VALEUR DE LA CONDUCTIVITE EFFICACE A SATURATION DU BASSIN. CETTE RELATION A DEJA ETE OBSERVEE EMPIRIQUEMENT PAR D'AUTRES AUTEURS, ET QUELQUES LIENS ANALYTIQUES PARTIELS AVAIENT DEJA ETE PROPOSES. MAIS CES ETUDES N'ETAIENT PAS SUFFISANTES SUR NOTRE BASSIN D'APPLICATION. NOUS AVONS PU EXPLICITEMENT IDENTIFIER LA RELATION ANALYTIQUE ENTRE LA MAILLE DU M.N.T. ET LA CONDUCTIVITE A SATURATION EFFICACE SUR LE BASSIN. LA DEUXIEME QUESTION ABORDEE EST, D'UNE PART LA PRISE EN COMPTE DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE DANS LE CALCUL DE L'INDICE HYDRO-TOPOGRAPHIQUE, ET D'AUTRE PART L'IDENTIFICATION DES ZONES TEMPORAIREMENT SATUREES MAIS NON CONNECTEES AU RESEAU. DANS L'ANALYSE QUI EST FAITE DE LA TOPOGRAPHIE, NOUS PROPOSONS DE DIFFERENTIER LES PIXELS DU BASSIN CONTENANT, OU NE CONTENANT PAS DE RESEAU HYDROGRAPHIQUE. UNE SOLUTION PROPOSE EGALEMENT DE TRAITER SEPAREMENT LES VERSANTS DROIT ET GAUCHE DES PIXELS TRAVERSES PAR LE RESEAU. ENFIN, LA QUESTION DES ZONES SATUREES INITIALEMENT DECONNECTEES DU RESEAU, MAIS POUVANT BRUTALEMENT SE CONNECTER ET PROVOQUER AINSI DE FORTES NON-LINEARITES DANS LA GENERATION DES CRUES, A ETE ENONCEE ET ABORDEE
Approche multi-échelle pour l'évaluation de la pluie dans les modèles climatiques régionaux.Etude dans le sud-est de la France by Stéphanie Froidurot( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Sur le bassin méditerranéen, les projections climatiques pour la fin du siècle indiquent un assèchement des étés accompagné d'une intensification des précipitations.Dans ce contexte, la caractérisation de la pluviométrie de la région est nécessaire pour appréhender son évolution future.Les modèles climatiques régionaux (RCM) sont des outils essentiels pour la compréhension du climat régional et pour la projection de son évolution.L'objectif de cette thèse est alors de caractériser et d'évaluer la pluie simulée par les RCM dans le sud-est de la France, typique des régions méditerranéennes côtières.La description de la pluie observée aux mêmes échelles que les RCM en est un préalable.La pluie observée et simulée est caractérisée en termes de valeurs et de structure spatiale et temporelle de l'occurrence et de l'intensité.Les liens entre ces caractéristiques et les processus physiques sous-jacents sont explorés grâce à une analyse par type de temps.Dans les modèles, le volume annuel total d'eau apporté par la pluie sur l'ensemble de la région d'étude est proche des valeurs observées.Ce volume n'est toutefois pas réparti également dans le temps et dans l'espace dans les observations et dans les simulations.Parmi les multiples caractéristiques de la pluie observée et simulée, cette étude souligne l'influence des forçages du relief et des processus liés au cycle diurne de l'énergie solaire à la fois sur le déclenchement et sur l'intensité des précipitations.Ainsi, la pluie se produit préférentiellement en fin d'après-midi, en lien avec le chauffage diurne de la surface.Cependant, dans les modèles, le maximum d'occurrence est plus précoce que dans les observations, ce qui suggère une réponse trop rapide du schéma de convection au cycle diurne des flux de surface, liée à l'absence de la phase de transition entre la convection peu profonde et la convection profonde dans la majorité des schémas.Par ailleurs, au sein du domaine d'étude, l'influence du relief sur les caractéristiques de la pluie est plus marquée pour les Cévennes que pour les Préalpes.Les RCM reproduisent cette influence du relief sur les caractéristiques de pluie.Toutefois, les contrastes entre plaines et reliefs sont plus accentués dans les modèles que dans les observations, notamment lorsque le forçage de grande échelle est faible et la convection dominante dans la région d'étude.L'accentuation du contraste entre plaine et montagne dans les modèles semble donc provenir d'une trop grande sensibilité des schémas de convection au relief qui favorise la convergence et l'instabilité de la masse d'air
Etude du devenir et de l'impact des antibiotiques à l'échelle d'un bassin versant : application au bassin versant du Katari (Bolivie) by Denisse Archundia Peralta( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The Altiplano North Bolivian is naturally subject to climate and soil limiting conditions. It is particularly impacted by various anthropogenic activities such as mining, agriculture and more recently urbanization. The Katari watershed encompasses a variety of human activities and includes the largest city of the Altiplano (El Alto), which has developed with a minimal land planning and insufficient regulation. To date, few studies have characterized the pharmaceutical residues and their fate in the extreme conditions of the Altiplano. Antibiotics are organic micro-pollutants considered as one of the most important groups of emerging pollutants. First, an assessment on the general state of pollution of the watershed was performed, as it is known that antibiotics may interact with other molecules (e.g. trace metal elements). Further work was carried out with the Sulfamethoxazole antibiotic as model compound, as it is commonly detected in natural environments as well as in the study site. The results showed that the city of El Alto is the main source of pollution in nutrients (especially phosphate), trace metal elements, bacteria, antibiotics and antibiotic resistance genes. Sorption is the main parameter affecting its fate in the study site which is linked to the pH-dependent speciation of SMX and the physicochemical characteristics of studied soils. Main involved processes are hydrophobic interactions, sorption on organic matter and ion exchange. SMX vertical transfer is facilitated by the presence of rather permeable soils, explaining its presence on studied ground waters. Observed SMX photodegradation rate was found to be low but remains the main factor explaining its dissipation in studied surface waters. SMX may be potentially biodegraded in most of studied soils in relation to their organic matter content and the presence of pre-adapted microbial communities to its presence. SMX impacts on bacterial populations were linked to the location, texture and use of studied soils (mountain, urban or agricultural soils) and the presence of pre-adapted microbial populations. We observed a change in the structure of microbial communities and on the relative abundance of bacterial soil species. The addition of SMX has not led to the development of specific resistance genes to this antibiotic (sul genes), suggesting the presence of less specific mechanisms which can be effective against a wide variety of compounds. The GREAT-ER model has been successfully used for the simulation of SMX environmental concentrations and the environmental risk assessment. Ecotoxicological risk is greater in areas under urban influence
Etats de surface et fonctionnement hydrodynamique multi-échelles des bassins sahéliens ; études expérimentales en zones cristalline et sédimentaire by Moussa Malam Abdou( )

1 edition published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ce travail vise à caractériser et comparer les fonctionnements hydrodynamiques à plusieurs échelles spatiales en zones cristalline et sédimentaire de l'Ouest nigérien et par suite à proposer un modèle simple de fonctionnement hydrodynamique des bassins expérimentaux cristallins qui soit potentiellement transposable aux échelles supérieures.L'analyse qualitative du paysage montre que ces deux domaines ont des états de surface communs et spécifiques.L'étude expérimentale effectuée sur les états de surface communs (surface biologique, BIOL, d'érosion, ERO, structurale, ST-jac, et cultivée, C) montre, à l'échelle ponctuelle, que la surface ERO a la même valeur de conductivité hydraulique K dans les deux contextes. En revanche, les surfaces C et surtout ST ont des conductivités plus faibles en zone cristalline. Le suivi temporel effectué sur ces deux états de surface en zone cristalline a mis en évidence la stationnarité de la conductivité sur ST (jachère de 5 ans) durant la saison des pluies tandis qu'elle varie fortement sur la surface cultivée en fonction du calendrier cultural et du cumul de pluie. K décroit d'une valeur initiale de 170 mm/h après le sarclage à 20 mm/h (soit la conductivité mesurée sur ST) lorsque la surface sarclée reçoit un cumul de pluie de l'ordre de 70 mm. La conductivité atteint même la valeur de 10 mm/h après un cumul de pluie de 180 mm. Cette variation de la conductivité montre l'avantage à court terme du sarclage qui améliore l'infiltration mais qui à long terme tend à dégrader la surface.Les résultats obtenus à l'échelle de la surface élémentaire (10 m²) valident bien les mesures ponctuelles. La surface ERO a le même coefficient du ruissellement (Kr) en zones cristalline et sédimentaire tandis que les surfaces ST et cultivée ont un Kr plus élevé en zone cristalline. L'analyse de l'évolution temporelle du Kr de la surface cultivée du socle a montré que sur 63 événements pluvieux observés entre 2011 et 2013, 22 ont un Kr supérieur à la moyenne (qui est de 0.25) dont près de 2/3 sont observés après plus de 70 mm de pluie qui suivent le sarclage. Les résultats obtenus à ces deux échelles (ponctuelle et surface élémentaire) sont donc cohérents et montrent que la surface cultivée s'encroûte et peut ruisseler plus que la surface ST et autant que la surface ERO. A l'échelle du bassin versant (5 ha), les Kr sont plus élevés sur les bassins cristallins à cause de ces fortes valeurs de Kr des surfaces élémentaires mais aussi parce qu'ils sont composés d'autres surfaces à forte capacité ruisselante que sont la surface d'affleurement du socle altéré et la surface gravillonnaire ayant un Kr de 0.58. A ces trois échelles (ponctuelle, élémentaire, petit bassin), on note la non-dépendance du fonctionnement hydrodynamique à l'état hydrique initial.L'exploitation des résultats ponctuels obtenus sur le site cristallin (conductivité moyenne de BIOL, ERO, et ST et conductivité variable sur la surface cultivée) dans le modèle de Green et Ampt a permis de caler le potentiel de front par état de surface et décrire de manière très satisfaisante les ruissellements mesurés sur les surfaces élémentaires. Sur la base des ruissellements ainsi calculés, nous avons simulé les hydrogrammes à l'exutoire des bassins expérimentaux en assimilant le fonctionnement de ces derniers à celui des surfaces élémentaires en spatialisant leur infiltrabilité. En faisant l'hypothèse d'une ré-infiltration nulle sur les versants, nous avons appliqué une fonction de transfert simple prenant en compte la distance de chaque surface élémentaire par rapport au réseau hydrographique, une vitesse d'écoulement constante et une pluie imbibante de 3 à 4 mm devant saturer la couverture sableuse de ravine, ce qui est beaucoup moins qu'en zone sédimentaire. Finalement, les hydrogrammes simulés reproduisent assez bien les caractéristiques des hydrogrammes mesurés, ce qui offre une perspective d'application de certains principes du modèle sur de plus grands bassins
Etude multi-échelle de l'érosion de contact au sein des ouvrages hydrauliques en terre by Rémi Beguin( )

1 edition published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'érosion de contact est un type d'érosion interne qui se développe à l'interface entre deux couches de matériaux de granulométries différentes. Les particules d'un sol fin (sable, limon, argile...) sont détachées par l'écoulement et entraînées à travers les pores du sol grossier au contact (gravier...). Bien que l'on suspecte sa présence dans de nombreux ouvrages, ce processus d'érosion a été peu étudié jusqu'à présent. Aussi ce travail de thèse s'est attaché à mieux le comprendre pour parvenir à le modéliser. A l'échelle du pore, l'écoulement à l'interface entre deux milieux poreux a été caractérisé, grâce à un dispositif expérimental développé au Cemagref d'Aix-en-Provence qui combine fluorescence induite par laser, méthode PIV et milieu iso-indice. L'importance de la variabilité des sollicitations hydrauliques a ainsi été soulignée. A l'échelle de l'échantillon, des essais sur sols réels et sols reconstitués ont été menés au LTHE, afin d'identifier les phénomènes en jeu. Ont également été obtenues sur ce dispositif des mesures du taux d'érosion en fonction de l'intensité de l'écoulement, pour différents types de sols fins et de sols grossiers. Une modélisation stochastique de ces essais a ensuite été proposée. Enfin, des essais à grande échelle ont été conduits au laboratoire de la Compagnie Nationale du Rhône pour étudier l'éventuelle influence d'effets d'échelle ainsi que les conséquences de cette érosion de contact sur le comportement global et l'intégrité d'un ouvrage. Il a ainsi été mis en évidence la possibilité qu'une érosion de conduit soit initiée par érosion de contact. Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet ERINOH (ERosion INterne dans les Ouvrages Hydrauliques), en convention CIFRE avec le Centre d'Ingénierie Hydraulique d'EDF
Etude et modélisation de la biosorption des métaux par les bactéries. Application au transfert du cadmium et du zinc, seuls ou en mélange par Escherichia coli et Cupriavidus metallidurans en colonnes de sable d'Hostun by Aurélien Desaunay( )

1 edition published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Recent field observations have demonstrated that supposedly poorly mobile metals can be detected at long distances from their source, highlighting the importance of poorly predicted transport processes. The fast mobilisation of metals by the colloidal and mobile fraction of soils and in particular biotic colloids (bacteria, algae, fungi, virus, etc.), is now identified as an important secondary transport process that can lead, under specific conditions, to accelerated and potentially dominant pollutant transfer towards aquifers. In order to better understand the role of the bacterial compartment of soils to metal leaching, we conducted a coupled study under static and dynamic conditions. Firstly we evaluated Zn and Cd metal biosorption onto active or inactive Gram negative bacteria (Escherichia coli and Cupriavidus metallidurans CH34) by characterizing the sub-cellular distribution of the metals through a cell disruption approach. The quantification of Zn and Cd in extracellular, membrane and cytoplasm compartments of the cells permitted to show that metals are unequally distributed between the three cell compartments and also between the two bacteria. Surprisingly, metals internalization appeared to be the dominant accumulation process of metals (high cytoplasm contents). The physiological state of the cells was also shown to be important in metal management by the bacteria, since metal accumulation in active cells was reduced due to enhanced efflux and/or EPS production mechanisms. These results suggest bacteria can internalize important amounts of heavy metals and also that adsorption onto cell surface is only a first step in metal management by bacteria. The so-determined thermo-dynamic reactivity constants were used to fit metal breakthrough curves performed in natural sand columns. The transport experiments of bacterial cells, metals or mixtures of bacteria and/or metals performed in the second part of the study, demonstrated that bacteria are able to accelerate the in situ mobilization of Cd and Zn retained in natural sand columns. This transport process was shown to be dominant upon aqueous transport and was correctly fitted using a combined transfer and geochemical modelling approach. Altogether, these results showed that, under specific conditions, heavy metal transport by bacterial cells can dominate aqueous transport processes in soils
Développement d'un système de caractérisation des agrégats et des flocs en suspension by Valentin Wendling( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'évolution des caractéristiques des particules en suspension au cours de leur transfert au sein des bassins versants est encore mal connue. Ceci limite actuellement notre aptitude à prédire correctement l'érosion ou les flux de matières en suspension (MES) et rend difficile la proposition de pratiques de gestion adaptées aux réglementations en vigueur. A partir d'expériences en milieu contrôlé, nous avons montré que les particules de sols ont tendance à se désagréger en milieu turbulent. Il semble de plus qu'une augmentation de la concentration en suspension accélère cette désagrégation et conduise à des particules plus fines. Même si l'évolution des particules à l'échelle horaire semble rester de second ordre derrière les caractéristiques des sols sources, il est indispensable de pouvoir vérifier si les particules en suspension se comportent de la même manière en conditions naturelles où des interactions complexes entre processus peuvent avoir lieu. Cependant l'absence de méthode de mesure permettant le suivi des propriétés de transport des sédiments en écoulements très concentrés (de 1 plusieurs centaines de grammes par litre) dans les bassins élémentaires limite notre capacité à hiérarchiser les processus à considérer pour modéliser le transfert sédimentaire ou améliorer la gestion opérationnelle des sédiments. Afin de répondre à ce besoin instrumental, nous avons développé un Système de Caractérisation des Agrégats et des Flocs (SCAF). Cet instrument est conçu pour être incorporé dans les stations de suivi hydro-sédimentaire. La mesure est réalisée immédiatement après prélèvement d'un échantillon de la suspension à caractériser par une série de capteurs optiques qui suivent l'évolution de l'absorbance optique durant la sédimentation de l'échantillon. Nous proposons une méthode de traitement des données optiques donnant accès à la distribution des vitesses de chute de la suspension ainsi qu'à un indice de floculation qui renseigne sur la capacité des MES à floculer durant leur sédimentation. Les distributions de vitesses de chute mesurées sont validées sur une large gamme de matériaux et de régimes de sédimentation, afin de couvrir la variabilité des types de matériaux et des concentrations observées en milieu naturel. Pour des sédiments non cohésifs ou floculant peu durant leur sédimentation les mesures du SCAF s'ajustent sur celles issues des autres méthodes. Pour les suspensions qui floculent durant leur sédimentation, la plupart des méthodes de mesure classiques conduisent à des vitesses de chute non représentatives de la suspension. Nous avons montré que les variations des propriétés optiques des matières en suspension lors de leur floculation impactent nos mesures. La méthode proposée permet cependant de quantifier l'augmentation des vitesses de chute avec la floculation, et d'encadrer l'incertitude des mesures. Pour les mesures à forte concentration (>10 g/l), un front d'entravement peut se former durant la sédimentation, le SCAF mesurant alors précisément les vitesses de chute du front. La mesure des distributions des vitesses de chute et de la cohésion des particules en suspension peut permettre d'identifier différentes populations de particules formant une suspension (grains de sables, flocs, matières fines...). Le suivi de telles informations au sein de bassins versants ouvre de nouvelles perspectives pour aborder la connectivité sédimentaire et s'orienter vers une gestion optimale des flux de MES
Modelisation hydrologique distribuée du bassin versant nivo-pluvial de Sarennes : validation des données d'entrée et développement d'un module de fonte nivale sous forêt by Katia Durot( Book )

2 editions published between 1999 and 2006 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

CETTE ETUDE EST CONSACREE A LA MODELISATION HYDROLOGIQUE DISTRIBUEE D'UN BASSIN VERSANT NIVO-PLUVIAL DES ALPES FRANCAISES. ELLE EST PRESENTEE EN 3 PARTIES : DANS LA PREMIERE PARTIE, SONT PRESENTES LE BASSIN VERSANT DE RECHERCHE EXPERIMENTALE DE SARENNES ET LES OUTILS NUMERIQUES UTILISES POUR SIMULER LES DEBITS. CETTE MODELISATION EST REALISEE PAR L'INTERMEDIAIRE DU COUPLAGE D'UNE CHAINE DE MODELISATION DU MANTEAU NEIGEUX, ELABOREE PAR LE CENTRE D'ETUDE DE LA NEIGE (SAFRAN-CROCUS), AVEC UN MODELE HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL A BASE TOPOGRAPHIQUE (TOPMODEL). ELLE EST REALISEE EN 3 ETAPES QUI FONT L'OBJET DE LA SECONDE PARTIE ET PERMETTENT L'ETUDE DE LA SENSIBILITE DU MODELE HYDROLOGIQUE A LA VARIABILITE SPATIALE DE LA LAME D'EAU DE FONTE FOURNIE PAR CROCUS. UNE PREMIERE MODELISATION DE REFERENCE EST FAITE AVEC UNE VERSION GLOBALE DE TOPMODEL ACCEPTANT UNE ENTREE MOYENNE UNIFORME. PUIS LA COMPLEXITE DU MODELE EST PROGRESSIVEMENT DEVELOPPEE (TOPBAND) D'ABORD PAR UNE PREMIERE SPATIALISATION DE L'ENTREE PAR BANDES D'ALTITUDE. FINALEMENT, UN MODELE TOTALEMENT DISTRIBUE ET DYNAMIQUE (TOPODYN) PERMET DE TENIR COMPTE DE LA VARIABILITE SPATIALE DE L'ENTREE AVEC L'ALTITUDE ET L'ORIENTATION DES VERSANTS. LE RAPPORT COMPLEXITE/PERFORMANCE EST SOIGNEUSEMENT ANALYSE. ENFIN, LA TROISIEME PARTIE S'INTERESSE PLUS PARTICULIEREMENT AUX ENTREES : TOUT D'ABORD, UNE REDISTRIBUTION DE LA CHRONOLOGIE HORAIRE DE LA PLUIE SAFRAN NOUS PERMET D'AMELIORER NOS SIMULATIONS. PUIS UNE VALIDATION DU MANTEAU NEIGEUX SIMULE PAR CROCUS EST EFFECTUEE GRACE AU SUIVI DE LA FONTE NIVALE PAR PHOTOGRAPHIES TERRESTRES. UN TRAITEMENT D'IMAGE ADAPTE PERMET ENSUITE DE DETERMINER L'ENNEIGEMENT REEL. FINALEMENT, DANS LA PERSPECTIVE DE MODELISATIONS HYDROLOGIQUES SUR DES BASSINS BOISES, UN MODULE DE FONTE SOUS FORET EST PROPOSE POUR COMPLETER LA CHAINE SAFRAN-CROCUS EXISTANTE
Distribution, spéciation impact et transfert du cuivre dans un sol sous vigne : rôle de la structuration spatiale et du statut organique by Aline Navel( )

1 edition published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The effect of the soil organic status (SOS) on the dynamics and impact of a copper contamination was investigated in a coupled field and mesocosm study with a loamy vineyard soil that had been amended with conifer compost (CC) or not amended (NA) during a previous long-term field experiment. Soil mesocosms were contaminated at 240 mg Cu kg-1 and incubated for 24 months. Cu distribution and dynamics were assessed in the solid matrix at the microscale by size fractionation of soils and in the soil solution by measuring total and free exchangeable copper concentrations (Cu2+). Copper bioavailability, CuBio, was also measured with a whole-cell biosensor. The impact of copper on soil bacterial community was evaluated through the monitoring of the amount of copper-resistant bacteria and through the variations in bacterial community structure using ARISA (Automated-Ribosomal-Intergenic-Spacer-Analysis). Results showed that copper distribution, speciation and bioavailability are strongly different in the NA and CC soils, demonstrating that the organic status of soils largely controls the solid and liquid speciation of copper as well as its availability to microorganisms. Cu was shown to be dominantly distributed in the smallest size fractions (<20µm) of both control and amended soils and also in the coarser fraction (>250µm) of the CC soil. The coarser and finest size fractions of the soil are also the ones that release more Cu2+ and CuBio, explaining thus the important amount of Cu-resistant bacteria inhabiting these fractions and the differentiated temporal impact on the structure of soil bacterial community. The distribution of cultivable bacteria varied strongly between the two soils and was found to be well correlated with the distribution of added OM that controls thus bacterial community structure. The preferential impacts of copper observed in the smallest size fractions of the non amended soil demonstrate that copper toxicity and impact is also controlled by the reactivity of the soil fractions. This reactivity controls especially the release and the liquid speciation of Cu and thus bacteria-metal contact. A clear relationship between copper speciation, bioavailability, distribution and impact was established in the present study and will permit better predicting the fate and impact of metals in soils, by accounting for microscale control of metal impact
Apport de la télédétection spatiale pour l'étude multiscalaire des interactions climat-surface en Afrique de l'Ouest : étude du bassin versant de l'Ouémé supérieur (Bénin) by Thi Phuong Thao Do( )

1 edition published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du programme international AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) dont un des objectifs est de mieux connaître les dynamiques régionales des interactions climat-environnement-société. Elle est une contribution à l'étude de la variabilité spatio-temporelle de la végétation, en fonction des différents types d'occupation du sol et sous contrainte des variations saisonnières et interannuelles de la pluviométrie sur la partie supérieure du bassin versant du fleuve Ouémé, au Bénin. Cette espace possède un important réseau de surveillance hydroclimatique au sol, l'observatoire AMMA-Catch, qui fournit de nombreuses données in situ. L'analyse s'appuie aussi sur différentes données issues de la télédétection satellitaire optique (LANDSAT, SPOT-VGT, MODIS, MSG-SEVIRI ou ECOCLIMAP) pour l'étude de l'occupation du sol, de la variabilité photosynthétique de la végétation ou des estimations pluviométriques (RFE - Rainfall Estimate). L'étude porte principalement sur trois questions : 1) les modifications des états de surface récemment observées dans cette zone expérimentale de l'Ouémé supérieur ; 2) la valorisation des différentes données issues de la télédétection satellitaire pour diagnostiquer la variabilité bioclimatique régionale de la végétation ; 3) la compréhension des interactions à l'interface climat/végétation, pour interpréter certaines variations bioclimatiques intra- et interannuelles en fonction des principaux états de surface. Les principaux résultats suggèrent qu'il est possible de discriminer des relations fonctionnelles selon les principaux états de surface forestiers ou très anthropisés. Les analyses diachroniques par classification d'images Landsat (ETM+) montrent que les espaces cultivés enregistrent régionalement une augmentation de 25 % sur la période 2003-2012. Les superficies de jachère diminuent, alors que les savanes arbustives augmentent. Tous les espaces forestiers perdent en superficie sur la décennie observée, en particulier les forêts denses (a priori protégées dans cette région) avec une baisse supérieure à 16 %. La variabilité spatio-temporelle d'un indice de végétation (NDVI) est significativement dépendante des trois principaux modes d'occupation du sol, même si l'artefact dû à la nébulosité complique les analyses et interprétations. Les contrastes entre le domaine de forêt naturelle encore préservée (la forêt classée) et les espaces en mutation agricole (cultures et jachères) sont particulièrement visibles. Sur la décennie 2002-2012, il n'y a pas de tendance des pluies, mais plutôt une succession de phases sèches et humides, qui induisent finalement une stabilité interannuelle du NDVI. Le déphasage moyen entre pluies et activité végétale est en moyenne de quatre décades, mais il semble que la fin de la saison végétative recule ait reculé d'au moins 10 jours sur la période étudiée, traduisant une modification des précipitations de fin d'année
Amélioration hydro-mécanique d'une couverture de centre de surface de stockage de déchets radioactifs FA et MA à vie courte by Matthieu Verstaevel( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This study related to the Manche storage center (CSM), one of the first landfill in the world dedicated to low andintermediate radioactive waste short-live time. The researches considered in this thesis supported by industrialcompanies, focus on the hydraulic study of cap cover materials of the site, and their hydromechanical improvement.The aim is to improve their impermeability in order to be substituted to the geomembrane as cap cover liner. Aspecification imposed by Andra was to consider a solution of the re-use of the in situ material by adding of additive.The initial material is a sandy silt, a material with a significant proportion of fines. In the literature there are manystudies on the mechanical improvement of fine materials (applications to road infrastructure) and the treatment ofsandy materials by adding a fine fraction (constitution of waterproof barriers). On the other hand there are very fewstudies on the impermeability improvement of fine soils. A physical tests campaign on treated materials withbentonite was carried out at various treatment rates. The results showed that the addition of additive induces adecrease in optimum dry unit weight for a normal Proctor compaction energy and increases their optimum watercontent. In addition, the susceptibility to erosion, internal or external, observed during oedopermeameter test wasassessed from various stability criteria available in the literature. Unlike the treatment of soil for road embankments,the increase of the material stiffness is not wanted and flexibility is preferred what is observed with the treatmenttested. The comparative hydraulic conductivity of the untreated and treated materials were measured. In this studydifferent devices (oedopermeametere, permeameters, triaxials device) were used. The influence of the treatment rateof the material on the decrease of the hydraulic conductivity was observed. Four large scale experimentations weredesigned; they should be monitored for several years. The initial hydraulic conductivity measurements on siteshowed that the results were compatible with those obtained in the laboratory tests. These large scaleexperimentations will demonstrate the possible evolution of the material improvement. The monitoring of this siteexperimentation is a preliminary test require before the application of the selected treatment on the cap cover of theCSM
Etude du transfert, de l'impact et de la dégradation de l'antibiotique sulfaméthoxazole dans les sols en contexte tropical et tempéré by Manuella Virginia Salgueiro Gondim( )

1 edition published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The availability of fresh water in various regions, has been decreasing due to the increasing demand of water resources, the growing demand for food (agriculture and livestock) and the effects of climate change on a global level due to global population growth. Inadequate agricultural practices can lead to pollution of surface and groundwater with pesticides, pharmaceuticals, pollutants, nutrients and sediments, since the main entry of these products into the environment is resulting from their use in human and veterinary medicine. Increased demand in livestock is one of the factors that led to an increased use of antibiotics, such as sulfamethoxazole, and despite the large amount of sulfamethoxazole that is used both in human medicine and in veterinary medicine, and the risk of contamination of aquifers associated this molecule, its fate in soil is still unclear and poorly documented. Thus, the physico-chemical, biological interactions were studied, the impact associated with bacterial resistance and the transport of sulfamethoxazole (SMX) in two different soils but have similar particle size characteristics, the soils are of different geographical origins (Recife, Brazil and Macon, France), uses (urban and rural) and climatic conditions (tropical and temperate). The sorption tests were divided into kinetics of sorption isotherm and sorption in function of pH, since sulfamethoxazole is an ionizable molecule. The biodegradation tests were performed at three different concentrations of sulfamethoxazole (10-3, 10-4 and 10-5 M) to evaluate the effect of soil characteristics and concentration of the SMX on biodegradation of SMX molecule. The soils untreated, Macon and Recife, have an equivalent diversity, according to the calculation of the Shannon index (H ') and Simpson index. Assays of miscible displacement in soil columns with KBr and sulfamethoxazole were satisfactory for flow rates 0.2; 0.45 and 0.7 mLmin-1. The concentration of sulfamethoxazole was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). Identification of the mechanisms involved in the transport process and the determination of parameters hidrodispersive soil through the elution curves of KBr and sulfamethoxazole were performed using the CDE model (convection-dispersion) through CXTFIT program. Sorption kinetics was best described with the second-order model and the sorption isotherms were linear. The CDE model adequately represents the experimental data of the elution curves of the sulfamethoxazole. The soil Recife, relative to Macon, had the lowest risk of groundwater contamination existing in this region
Etude de la couche de surface atmosphérique et des flux turbulents sur deux glaciers de montagne dans les Andes tropicales et les alpes Françaises by Maxime Litt( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

We study turbulent fluxes of sensible and latent heat, that are a poorly-known and difficult term to measure over glaciers, with the help of two field campaigns deployed over the ablation zone of Zongo glacier (16°S, Bolivia, 4900-6000 m.a.s.l.) during the austral winter dry season and over the Saint-Sorlin glacier (French Alps, 45°N, 2600-3400 m.a.s.l.) during the boreal summer. A 6-m mast allowing for wind speed and air temperature vertical profile measurements was installed, along with 2-m masts holding eddy-covariance systems. The focus is on the temporal evolution of turbulent fluxes and the applicability of the aerodynamic profile method in the complex terrain of high mountains. The assumptions of the method are discussed by characterizing the wind regimes and the turbulence. We then compute fluxes and associated errors. Above Zongo glacier, under weak synoptic forcing, katabatic flows are observed from late afternoon to early morning, with a wind-speed maximum at around 2 m. Strong synoptic forcing roughly aligns with the glacier, leading to strong downslope flows for which no wind-speed maximum is observed. Most of the days around noon, upslope flows are observed. On Saint-Sorlin glacier in summer, flows associated with low-pressure systems coming from the west or Foehn events roughly align with the glacier, leading to strong downslope winds. Wind-speed maxima are observed night and day, ~50% of the time, when synoptic forcing is moderate. Upslope flows are observed 15% of the time, when synoptic forcing is weak. The surface layer is disturbed by outer-layer eddies in strong flows and by slow oscillations if katabatic flow prevails. These disturbances influence turbulent fluxes. Random errors on the fluxes derived from the profile method are mainly due to temperature uncertainties. Errors remain small on the mean fluxes. The surface layer is rarely deeper than 2 m on both glaciers and the profile method with measurements made above that height underestimates the surface fluxes by 20% to 70%. When a wind-speed maximum is observed, fluxes are underestimated even at 2 m. The influence on the fluxes of the surface-layer disturbances is not captured by the profile method, and fluxes are about 40% smaller than the eddy-covariance fluxes. The latter are affected by large random errors due to inadequate statistical sampling of large-scale eddies and are probably underestimated, mainly due to vertical wind speed underestimation (~15%) and to vertical flux divergence. Above Zongo glacier, due to the dry high-elevation air, sublimation (a few millimeters w. e. per day) is a large energy loss for the surface. Sensible heat flux is a large energy gain in strong nocturnal downslope flows (from 30 to 50 W m-2) and strong winds, due to a marked temperature inversion. When a wind-speed maximum is observed, low wind speeds cause small turbulent fluxes (from 5 to 20 W m-2). The sum of turbulent fluxes is small in those two cases because the fluxes are opposed in sign and the biases mostly compensate. In upslope flows, the sensible heat flux is small (<5 W m-2) due to near-neutral stratification, but latent heat losses remain large (around -25 to -35 W m-2), so that the net turbulent flux is large and the biases do not compensate. Above Saint-Sorlin glacier, the latent heat flux remains small because the air is generally humid, whereas the sensible heat flux can be large (~25 W m-2) when wind speed is high. The net flux is large when wind speed is high, and the biases on net turbulent fluxes derived from the profiles can be significant
Evolution de l'occupation des sols dans l'ouest du Niger : influence sur la cycle de l'eau by Kadidiatou Souley Yero( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Despite the persistent rainfall deficit observed from more than forty years, the West African Sahel exhibits a significant increase in runoff, in rivers discharge and in water erosion. This fact is attributed to land use changes, particularly to soil overexploitation, characterized by the shortening of fallow periods. This leads to the degradation of soil structure, and to soil crusting. The soil crusting is the first factor of the increase in runoff. The purpose of this research is to determine the land use evolution in the western part of the Niger, to underline the factors and processes leading to the significant changes in surface water regime. The increase in discharges and runoff coefficients is accompanied with a reduction in the lag time of the slopes and basins when occurs a rainy event. This is directly linked to the decrease in soil water holding capacity, due to soil crusting. Hence, land use/land cover evolution is the main explaining factor of water cycle changes. Remote sensing is used in order to determine land uses changes. This implies to improve the knowledge about the “regreening” of the Sahel, observed and measured by several research teams: is it a myth or a reality? In what regions? During what periods? What is the role of classification methods of remote sensing in the highlighting of the regreening? We need to ensure that regions of interest used in this study are representative of the regional area. Methods of “hydro-geomorphometry” are needed to divide the study area into two differents areas, “plateau” and “non-plateau”, in order to avoid errors in the pixel classification of some different vegetation types which have neighbouring NDVI. A study by interpretation of aerial photographs is attempted over the Square degree of Niamey, with the aim of improving the separation between the respective role of the drought and the human activities in the evolution of land cover. After a comparison of our research with numerous previous studies realised on the same region, we perform an analyse of the impact of land use changes on infiltration and runoff, from the plot scale to the great basin scale, with a special focus on the observed evolution of rivers discharges and regimes and on the increase in flood hazard, detected during the last years. It appears that 2 to 5% of the total area exhibiting soil crusting are sufficient to increase and concentrate enough the discharges and to provoke a significant rise in the flooding, without avoiding a certain global “regreening” such as it is observed using the evolution of vegetation indices
Prédétermination des pluies et crues extrêmes dans les Alpes franco-italiennes : prévision quantitative des pluies journalières par la méthode des analogues by Abdelatif Djerboua( Book )

2 editions published in 2001 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le but de ce travail, en première partie est de construire un atlas expérimental des précipitations extrêmes à pas de temps de 1 à 24 heures dans les Alpes franco-italiennes (Alpes françaises, le Piémont, la Ligurie). Les caractéristiques statistiques des précipitations extrêmes sont déterminées en ajustant soit une loi de Gumbel, soit par l'utilisation d'une méthode appelée TCEV, basée sur la régionalisation des paramètres statistiques de la loi. Ensuite, différentes méthodes d'interpolation spatiale (krigeage, régression multiple,...) sont utilisées. Ensuite, on compare, sur deux bassins versants proches des méthodes de calcul de prédétermination des crues, dont l'une utilise les méthodes sur les pluies (méthode du GRADEX), et l'autre méthode italienne VAPI utilise l'information donnée par les débits. Enfin, on présente une méthode de prévision quantitative des précipitations journalières (méthode des Analogues). Cette méthode a été appliquée en temps réel
Modélisation hydrosédimentaire dans le bassin versant du Lac Tana en Ethiopie by Agizew Nigussie Engida( Book )

2 editions published between 2010 and 2014 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This study is conducted in Lake Tana basin located in the Upper Blue Nile Basin in Ethiopia where water resources issues are critical and availability of relevant data is poor. The study is divided into three major components that include evaluation and analysis of the existing data, evaluation of the applicability of a physically-based distributed hydrological model and water and suspended sediment balance modeling for Lake Tana. The temporal and spatial coverage of various hydro-meteorological variables was assessed in light of recommended practices in the literature. Analyses of the hydro-meteorological datasets comprised data quality control, and determination of their characteristics in space and time. The applicability of the fully distributed physically-based hydrological model was assessed on selected catchments. The modeling exercise revealed the importance of weather data disaggregation models in generating meteorological forcings at finer time scales. Considering the quality and resolution of the inputs used, the performance of the distributed model could be judged satisfactory in two of the selected mesoscale catchments. The water balance modeling of Lake Tana was done at a monthly time step and involved estimation of the major inflow and outflow components. A dynamic conceptual model was used to estimate the contribution of catchments for which data could not be obtained. The results of the water balance model at monthly and annual time scales was generally good and the observed lake levels could be reproduced satisfactorily. Estimation of the suspended sediment balance of the lake involved development and use of rating curves and a regional area-specific model. The results of the study are useful for planning and management of water resources in the study area
Intérêts de la méthode des analogues pour la génération de scénarios de précipitations à l'échelle de la France métropolitaine : Cohérence spatiale et adaptabilité du lien d'échelle by Jérémy Chardon( )

1 edition published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les scénarios hydrologiques requis pour les études d'impacts hydrologiques nécessitent de disposer de scénarios météorologiques non biaisés et qui soient de surcroît adaptés aux échelles spatiales et temporelles des hydro-systèmes considérés. Les scénarios météorologiques obtenus en sortie brute des modèles de climat et/ou des modèles de prévision numérique du temps sont de ce fait non appropriées. Les sorties de ces modèles sont par suite souvent adaptées à l'aide de Méthodes de Descente d'Echelle Statistique (MDES). Depuis les années 2000, les MDES ont beaucoup été utilisées pour la génération de scénarios météorologiques en un site. En revanche, la génération de scénarios spatiaux couvrant de larges territoires est une tâche plus difficile, en particulier lorsque l'on souhaite respecter la cohérence spatiale des précipitations à prédire. Parmi les MDES usuelles, les approches basées sur la recherche de situations analogues passées permettent de satisfaire cette contrainte. Dans cette thèse, nous évaluons la capacité d'un Modèle Analog (MA) - où l'analogie porte sur les géopotentiels 1 000 et 500 hPa - pour la génération de scénarios de précipitation spatialement cohérents pour le territoire Français métropolitain. Dans un premier temps, la transposition spatiale du modèle MA est évaluée : le modèle s'avère utilisable pour la génération de scénarios spatiaux cohérents sur des territoires couvrant plusieurs dizaines de milliers de kilomètres carrés dès lors qu'aucune barrière climatique n'est rencontrée. Dans un second temps, nous évaluons la sensibilité des performances de prédiction à l'agrégation spatiale de la variable à prédire. L'augmentation de performance avec l'agrégation s'explique alors par la diminution de la variabilité du prédictand, pour autant que les variables de grande échelle considérées soient de bons prédicteurs pour la région considérée. Dans une dernière étude, nous explorons la possibilité d'améliorer la performance locale du modèle analogue par l'ajout de prédicteurs locaux. Le modèle combiné qui en résulte permet d'accroître sensiblement les performances de prédiction par l'adaptation du lien d'échelle sur la base d'un jeu de prédicteurs additionnels. Il apparaît de plus que la pertinence de ces prédicteurs dépend de la situation de grande échelle rencontrée ainsi que de la région considérée
Développement d'un modèle statistique non stationnaire et régional pour les précipitations extrêmes simulées par un modèle numérique de climat by Jonathan Jalbert( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Precipitation extremes plays a major role in flooding events and their occurrence as well as their intensity are expected to increase. It is therefore important to anticipate the impacts of such an increase to ensure the public safety and the infrastructure sustainability. Since climate models are the only tools for providing quantitative projections of precipitation, flood risk management for the future climate may be based on their simulations. Most of the time, the Extreme value theory is used to estimate the extreme precipitations from a climate simulation, such as the T-year return levels. The variance of the estimations are generally large notably because the sample size of the maxima series are short. Such variance could have a significant impact for flood risk management. It is therefore relevant to reduce the estimation variance of simulated return levels. For this purpose, the aim of this paper is to develop a non-stationary and regional statistical model especially suited for climate models that estimates precipitation extremes. At first, the non-stationarity is removed by a preprocessing approach. Thereafter, the spatial correlation is modeled by a Bayesian hierarchical model including an intrinsic Gaussian Markov random field. The model has been used to estimate the 100-year return levels over North America from a simulation by the Canadian Regional Climate Model. The results show a large estimation variance reduction when using the regional model
 
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Institut national polytechnique

Institut national polytechnique Grenoble Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement

Laboratoire des transferts hydrauliques et environnement (Grenoble)

Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement

Laboratoire d'études et de transfert en hydrologie et environnement (Grenoble)

Laboratory for the Study of Transfers in Hydrology and Environment

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UMR 5564

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Unité mixte de recherche 5564

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Universite Joseph Fourier Grenoble Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement

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