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See detailEtude épidémiologique du viroïde de la mosaïque latente du pêcher en Tunisie
Fekih Hassen, I.; Massart, Sébastien ULg; Roussel, S. et al

Poster (2006)

Detailed reference viewed: 24 (1 ULg)
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See detailEtude épidémiologique et moléculaire de la dyskinésie ciliaire chez le chien
Merveille, Anne-Christine ULg

Doctoral thesis (2015)

Les dyskinésies ciliaires primaires (DCP) sont des maladies génétiques rares regroupant des pathologies respiratoires liées à une anomalie constitutionnelle des cils dits “mobiles” (Leigh, 2006). Ces cils ... [more ▼]

Les dyskinésies ciliaires primaires (DCP) sont des maladies génétiques rares regroupant des pathologies respiratoires liées à une anomalie constitutionnelle des cils dits “mobiles” (Leigh, 2006). Ces cils jouent un rôle important dans l’organisme, notamment au niveau du tractus respiratoire, où ils entrent dans la composition de l’escalator mucociliaire. Ils jouent également un rôle au niveau du système reproducteur et durant l’embryogénèse. Chez l’homme, la prévalence des DCP est estimée à 1 :10.000 (Afzelius et Stenram, 2006). Chez le chien, il existe une trentaine de cas décrits dans la littérature dans 20 races différentes. Les deux espèces partagent des manifestations cliniques similaires, directement liées à la dysfonction de la mobilité ciliaire. La plupart des individus touchés présentent des signes dès leur plus jeune âge. Parmi ces signes, on retrouve une atteinte des voies respiratoires comprenant des infections récidivantes des voies hautes (rhino-sinusites) et basses (bronchites et bronchopneumonies qui mènent à de la bronchiectasie), mais aussi de l’infertilité et, dans la moitié des cas environ, des défauts de latéralité que l’on appelle situs inversus (Leigh, 2006). La structure des cils mobiles est hautement conservée entre les différentes espèces et se caractérise par un agencement de neuf paires de microtubules périphériques organisées autour d’une paire centrale de microtubules. A cette structure, se rajoutent des complexes protéiques qui permettent de stabiliser les différents composants comme les crêtes radiales ou le complexe régulateur des dynéines, mais aussi des protéines motrices qui permettent au cil de se mouvoir comme les bras de dynéine. Cet agencement est perturbé dans la grande majorité des DCP qui présentent différents types de défauts ultrastructuraux en fonction des différents gènes impliqués (Papon et al., 2010) (Jorissen et al., 2000b). Chez l’homme, comme chez le chien, le défaut ultrastructurel le plus fréquent est une atteinte des bras de dynéine externes. La plupart des DCP se transmettent selon un mode autosomique récessif et plusieurs gènes causals ont été identifiés (Zariwala et al., 2011). Toutefois, les bases moléculaires d’un certain nombre de cas chez l’homme restent à ce jour indéterminées et chez le chien aucun gène responsable n’avait été identifié avant cette présente étude. Le chien représente un modèle spontané de DCP qui pourrait être utile dans la découverte de nouveaux gènes impliqués dans cette pathologie. Les différents objectifs de ce travail étaient d’une part, d’étudier le phénotype clinique d’une DCP ségrégant au sein d’une race de chien, le bobtail, et d’autre part, d’identifier le mode de transmission génétique ainsi que les bases moléculaires de cette DCP. Nous avons également voulu étudier la fréquence de la mutation identifiée dans cette race. Une fois le gène identifié chez le bobtail, nous avons voulu déterminer si celui-ci pouvait être responsable de cas de DCP humaines présentant un phénotype ultrastructurel similaire à celui des bobtails atteints. Ensuite, nous avons voulu évaluer les conséquences qu’une dysfonction de ce gène pouvait entraîner, afin de gagner en compréhension sur le rôle de la protéine impliquée et pour confirmer que les mutations identifiées étaient bien à l’origine du phénotype clinique observé. Enfin, nous avons voulu déterminer si ce gène pouvait être impliqué dans d’autres ciliopathies. Nous avons tout d’abord obtenu des données cliniques sur une dizaine de chiens atteints. Tous appartenaient au même pedigree et présentaient un phénotype clinique caractéristique apparu très tôt dans la vie de l’animal. Ce phénotype se caractérisait par un jetage nasal bilatéral, une toux productive, une leucocytose neutrophilique et des infections respiratoires récurrentes dont les séquelles étaient visibles sur les radiographies thoraciques avec des lésions de bronchopneumonie touchant les lobes crâniaux et moyen droit ainsi que des lésions de bronchiectasie. L’analyse du sperme d’un de ses chiens mettait en évidence une réduction de la mobilité des spermatozoïdes et un pourcentage important de formes anormales en microscopie optique. Un situs inversus était également présent dans environ un tiers des cas. Les anomalies ciliaires observées en microscopie électronique chez ces chiens révélaient un phénotype ultrastructurel peu commun, associant une atteinte des bras de dynéine internes et des anomalies de la paire centrale de microtubules. L’analyse du pédigree de ces chiens était en faveur d’un mode de transmission autosomique récessif. L’étude d’association génome entier réalisée chez 5 atteints et 15 contrôles a permis d’identifier une région contenant 151 gènes candidats. Une sélection des gènes décrits comme impliqués dans la structure et/ou la fonction des cils (Gherman et al., 2006; Inglis et al., 2006) a permis une réduction drastique des gènes candidats. Le séquençage de ceux-ci a permis d’identifier un codon stop prématuré au sein de CCDC39, un gène codant pour une protéine enrichie en domaine « coiled-coils ». Tous les chiens atteints possédaient cette mutation à l’état homozygote tandis que leurs parents étaient tous hétérozygotes, confirmant ainsi le mode de transmission autosomique récessif. Après avoir mis au point un test génétique rapide basé sur la technologie Taqman, plus de 500 bobtails ont été génotypés afin d’estimer la fréquence de la mutation au sein de cette race. L’allèle muté se retrouvait plus fréquemment dans la population européenne avec une fréquence d’hétérozygotes autour de 19%. Les hétérozygotes étaient plus rares chez les chiens provenant d’Amérique du nord avec une fréquence d’hétérozygotes de 7%. Plusieurs éléments étaient en faveur du fait que cette mutation était bien la mutation causale. Premièrement, le séquençage d’une population de 80 chiens issus de 9 races différentes, n’a pas permis d’identifier une seule fois cette mutation. De plus, en étudiant l’expression de CCDC39 au sein de l’épithélium respiratoire de chiens porteurs, nous avons mis en évidence un phénomène de dégradation de l’ARNm non-sens. Une nette diminution de l’expression de CCDC39 était visible chez les atteints par rapport aux sains et la protéine était absente des cellules ciliées respiratoires des atteints, contrairement aux chiens contrôles. Nous avons également pu démontrer que CCDC39 était principalement exprimé dans les tissus ciliés chez la souris et chez l’homme. Enfin, pour confirmer définitivement que CCDC39 joue un rôle important dans la mobilité ciliaire, nous avons supprimé son expression à l’aide de morpholinos dans des embryons de zebrafish. L’injection provoquait l’apparition de défauts de latéralité, dose-dépendants. Ce phénotype était spécifique car il disparaissait lorsque les embryons étaient co-injectés avec de l’ARNm sauvage. Vu son implication dans une DCP canine, il était légitime de suspecter que CCDC39 pouvait être à l’origine de cas humains. Nous avons sélectionné une cinquantaine de patients présentant un phénotype ultrastruturel identique à ceux des bobtails atteints. Le séquençage de ces patients a permis d’identifier quinze mutations différentes. Chez la plupart des atteints, ces mutations étaient, soit à l’état homozygote, soit à l’état d’hétérozygote composite. Par contre, nous n’avons pas mis en évidence de mutation au sein de CCDC39 pour une vingtaine de patients atteints de DCP avec un phénotype ultrastructurel différent ou chez plus de 200 patients ne présentant que des défauts de latéralité. Afin de mieux comprendre la fonction de CCDC39 et l’impact de sa dysfonction sur la structure cilaire, nous avons analysé son expression au niveau protéique, en examinant des cellules épithéliales nasales prélevées par frottis brosse. Comme chez le chien, la protéine était absente des cellules épithéliales respiratoires des patients atteints, alors qu’elle était présente chez les contrôles. En utilisant des techniques d’immunofluorescence à haute résolution, nous avons pu démontrer que CCDC39 se localisait principalement au niveau de l’axonème ciliaire chez l’individu sain mais pas chez l’individu atteint. Afin de caractériser l’impact d’une déficience de CCDC39, nous avons étudié les autres composants de l’axonème ciliaire en utilisant des anticorps dirigés spécifiquement sur des sous-unités de l’axonème ciliaire. Nous avons ainsi pu démontrer que l’absence de CCDC39 est responsable d’une absence de certains constituants axonémaux comme les bras de dynéine internes ou le complexe régulateur des dynéines. Enfin, l’analyse du battement ciliaire de certains sujets atteints a permis de mettre en évidence un pattern dyskinétique, caractérisé par une amplitude réduite et des axonèmes rigides. Cette étude a permis d’identifier un nouveau gène impliqué dans les DCP tant dans la race bobtail que chez l’homme. Nous avons pu mettre en évidence que ce gène code pour une protéine axonémale dont l’absence est responsable d’une atteinte des bras de dynéine internes et d’une désorganisation axonémale, ce qui a pour conséquence un battement ciliaire dyskinétique. Le phénotype clinique présenté par les chiens atteints est remarquablement similaire à celui de l’homme, avec une atteinte sévère des voies respiratoires, mais également des anomalies spermatiques chez le mâle et l’existence de défaut de latéralité chez certains atteints. Comme dans la grande majorité des DCP, les individus ne présentent la maladie que s’ils recoivent deux copies défectueuses de CCDC39, puisque nous avons pu montré que tous les chiens atteints étaient homozygotes pour la mutation et que la plupart des patients humains atteints possédaient soit une mutation à l’état homozygote, soit deux mutations différentes. Toutes les mutations identifiées au sein de ce gène sont associées à une perte de fonction et sont vraisemblablement responsables d’une absence de production de la protéine, secondaire à un phénomène de dégradation de l’ARNm, comme nous avons pu le mettre en évidence chez le bobtail. Par la suite, d’autres études ont confirmé cette hypothèse en identifiant de nouvelles mutations au sein de CCDC39, pratiquement toutes liées à une perte de fonction (Blanchon et al., 2012) (Zariwala et al., 2013) (Antony et al., 2013). Les mutations identifiées étaient systématiquement associées à un phénotype ultrastructurel bien particulier représentant environ 12% des cas de DCP (Jorissen et al., 2000b) (Chilvers et al., 2003a) (Papon et al., 2010) (Shoemark et al., 2012). Simultaménent à la découverte de CCDC39, un autre gène, CCDC40, a été identifié comme étant responsable d’un phénotype ultrastrucurel identique. Ces deux gènes sont étroitement liés, puisque l’absence de CCDC40 affecte la localisation axonémale de CCDC39 au sein de la cellule ciliée (Becker-Heck et al., 2010). Ces deux gènes expliquent à eux seuls une grande proportion des patients présentant ce phénotype particulier (Blanchon et al., 2012) (Antony et al., 2013). Nous avons pu démontrer, par différentes méthodes, que ce gène jouait un rôle important dans la structure et la fonction des cils mobiles en observant que son expression était principalement localisée dans les organes présentant des cils mobiles et que la protéine était absente chez des individus porteurs de mutation. De plus, en inactivant l’expression de ce gène dans des embryons de zebrafish, nous avons observé l’apparition de défaut de latéralité ce qui suggère une atteinte des cils mobiles de la vésicule de Kupffer, responsable de l’asymétrie droite gauche. L’identification de ce gène est particulièrement intéressante car CCDC39 a été la première protéine enrichie en domaine « coiled-coils » a être impliquée dans une DCP et a permis de souligner l’importance de ces motifs pour la fonction du cil mobile. Depuis lors, plusieurs autres gènes possédant ces structures particulières ont été associés avec d’autres cas de DCP humaines (Becker-Heck et al., 2010) (Hjeij et al., 2014) (Horani et al., 2013a) (Knowles et al., 2013a) (Panizzi et al., 2012) (Wirschell et al., 2013). Le rôle exact de ces protéines riches en des domaines « coiled-coils » reste à préciser, mais elles semblent jouer un rôle dans la structure du complexe régulateur des dynéines et dans l’ancrage des bras de dynéine aux microtubules adjacents. Cette étude a permis d’identifier le premier gène responsable de DCP dans l’espèce canine. Le génotypage de plus 500 bobtails a permis d’établir que la mutation semble plus fréquente en Europe, ce qui pourrait être lié à l’usage intensif de certains grands champions dans les années 80. La disponibilité de ce test permettra aux éleveurs de dépister les porteurs asymptomatiques et évitera l’apparition de nouveaux atteints. Enfin, cette étude permet de mettre en lumière l’intérêt du chien en tant qu’organisme modèle pour identifier les origines génétiques de certaines pathologies humaines. En effet, le chien représente un modèle unique à bien des égards (Lequarré et al., 2011). Le chien bénéficie de soins médicaux de plus en plus poussés et chaque race de chien représente un isolat génétique, ce qui a pour conséquence une concentration de certains allèles morbides responsables de pathologies similaires à celles de l’homme. On peut ajouter que le chien possède un répertoire génétique très proche de celui de l’homme et que la strucure de son génome est particulièrement intéressante pour disséquer génétiquement des caractères mendéliens, mais aussi des caractères complexes (Lindblad-Toh et al., 2005). Enfin, ou peut imaginer que les bobtails atteints de DCP pourraient représenter une opportunité unique pour tester de nouvelles thérapies et éventuellement pour mettre au point une thérapie ciblée contre le défaut génétique responsable. [less ▲]

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See detailEtude épistémologique sur la méthode de Fermat pour la recherche d'extrema
Bair, Jacques ULg; Henry, Valérie ULg

in Mathématique et Pédagogie (2006), 156

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See detailEtude et caractérisation de mousses aqueuses sous contrainte
Bronfort, Ariane ULg

Doctoral thesis (2015)

De nombreuses questions subsistent quant à la nature d’une interface entre une mousse et une solution. Ce travail concerne l’influence des conditions aux limites au niveau d’une telle interface sur le ... [more ▼]

De nombreuses questions subsistent quant à la nature d’une interface entre une mousse et une solution. Ce travail concerne l’influence des conditions aux limites au niveau d’une telle interface sur le volume de mousse lorsqu’elle est perturbée par une contrainte extérieure. Le lien entre mousse et interface a été étudié dans deux situations différentes : une contrainte normale et une contrainte tangentielle. L’instabilité de Faraday permet de soumettre l’interface à une contrainte normale périodique. L’influence de la géométrie du système a été investiguée pour une surface libre. La modification de la longueur d’onde a été expliquée en terme d’augmentation de l’énergie interfaciale. La perte d’énergie a également été modélisée à l’aide de trois sources : la viscosité de la solution, la présence de molécules de surfactants à la surface et la condition de non-glissement aux parois. L’interaction entre une mousse et l’instabilité de Faraday est ensuite étudiée. La dissipation visqueuse est augmentée par la présence de bulles et a pu être modélisée à l’aide de considérations énergétiques. Il a également été montré qu’un faible nombre de couches de bulles est suffisant pour amortir efficacement toute perturbation de l’interface. La contrainte tangentielle est appliquée à l’interface grâce à un dispositif inspiré des milieux granulaires permettant la rotation d’une cellule de Hele-Shaw autour de son centre. Dans un tel dispositif, les caractéristiques de la mousse et de l’interface varient. Deux modèles prédictifs permettent d’expliquer l’évolution temporelle de la fraction de liquide moyenne. Des outils statistiques ont permis de définir une relation entre les déformations des bulles et les caractéristiques macroscopiques de la mousse. Grâce à la modélisation de l’écoulement, un lien a été établi entre le gradient de pression interne de la mousse et la déformation de l’interface. Finalement, nos résultats sont comparés à ceux obtenus pour des ensembles granulaires dans un dispositif expérimental similaire. [less ▲]

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See detailEtude et caractérisation du bassin hydrogéologique du Rechterbach
Robert, Tanguy ULg

Master's dissertation (2007)

Detailed reference viewed: 83 (14 ULg)
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See detailÉtude et développement de techniques de métrologie de déplacements en lumière cohérente en infrarouge thermique
Vandenrijt, Jean-François ULg

Doctoral thesis (2010)

This thesis presents the works realised to apply ESPI and digital holography techniques at 10 µm for the monitoring of surface displacements of aerospace structures and space re- flectors. We consider ... [more ▼]

This thesis presents the works realised to apply ESPI and digital holography techniques at 10 µm for the monitoring of surface displacements of aerospace structures and space re- flectors. We consider objects with dimensions from a few tens of centimetres to more than one metre and with measurement ranges extending from a few micrometers to hundreds of micrometers. For specular surfaces where no diffusive coatings are allowed, we present the speckle pro- jection technique. We implement it in the special case of space reflectors. The use of a dif- fuser as the light source makes optical design much more simple and flexible than tradi- tional interferometric techniques. It allows use to consider its application on a wide range of form. We have also taken profit of the LWIR range to realise for the first time simultaneous dis- placement and temperature measurements with the same infrared detector. For this, we propose different computation techniques of the thermal image out of the phase shifted ESPI specklegram acquisitions. [less ▲]

Detailed reference viewed: 61 (12 ULg)
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See detailEtude et justification des courants de contact induits par les lignes à haute tension dans le parc résidentiel belge et leurs incidences sur la population.
Barbier, Pierre-Paul ULg

Doctoral thesis (2014)

Depuis les années septante, des recherches ont mis en avant une possible corrélation entre la leucémie infantile et les champs électriques et magnétiques générés par les lignes haute tension. Cette thèse ... [more ▼]

Depuis les années septante, des recherches ont mis en avant une possible corrélation entre la leucémie infantile et les champs électriques et magnétiques générés par les lignes haute tension. Cette thèse a pour vocation de mettre en avant un autre mécanisme indirect pouvant être un lien possible de cause à effet, les courants de contact. Le document explore différentes pistes (simulations, modèles) pouvant justifier l’apparition de ces courants. [less ▲]

Detailed reference viewed: 48 (10 ULg)
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See detailEtude et modélisation d'un aquifère alluvial en vue de la mise en place d'installations géothermiques de refroidissement et de conditionnement d'air
Fossoul, Frédérique ULg

Master's dissertation (2009)

Policies against global warming are generating mechanisms favorable to renewable energies. In particular, the development of geothermal expertise has considerably increased these last years and numbers of ... [more ▼]

Policies against global warming are generating mechanisms favorable to renewable energies. In particular, the development of geothermal expertise has considerably increased these last years and numbers of various environments are henceforth studied and worked to feed heating and/or cooling systems. However numerical models, allowing to simulate these processes by integrating the maximum of the available information, are still seldom used in this domain. In this work, the basic principles of geothermal processes are first described. Then, the governing equations for heat transfer in saturated porous media are detailed and the analogies between heat transfer and solute transport are established. Due to the general lack of specific data, the currently available techniques for measuring and evaluating the two main parameters of the subsoil, the thermal conductivity λ and the specific heat capacity c, are reviewed. The main purpose of this work consists in modeling the flow and the heat transfer within the alluvial aquifer of the Meuse in Liège with the aim to set up a system of air conditioning by pumping the groundwater. Two numerical codes are used and compared: MT3D/MODFLOW (finite differences) and HGS (finite elements). The variations of the aquifer temperature are assumed to be weak enough to neglect their influence on hydrodynamics and thermal parameters. A simplified situation is however simulated by means of both previous codes and of software Processing Shemat to validate this hypothesis and to estimate the approximation it could generate in this kind of problem. [less ▲]

Detailed reference viewed: 199 (33 ULg)
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See detailEtude et Modélisation de la contribution des macrophytes flottants (Lemna minor) dans le fonctionnement des lagunes naturellles
Tangou Tabou, Thierry ULg

Doctoral thesis (2014)

Waste stabilization ponds (WSP) are widely used in the treatment of domestic and industrial wastewaters in industrialized countries and in developing countries including the Democratic Republic of Congo ... [more ▼]

Waste stabilization ponds (WSP) are widely used in the treatment of domestic and industrial wastewaters in industrialized countries and in developing countries including the Democratic Republic of Congo. Several organisms (e.g., bacteria, algae, protozoa, and aquatic plants) are involved in the treatment process occurring in the WSP. Therefore, the performance of such systems strongly depends upon the management of the existing macrophytes (or at least the management of the most dominant species). Indeed, large biomass coverage of floating macrophytes can induce several dysfunctions within the ponds (e.g., second pollution due to the death and the settling of the macrophytes, difficulties in harvesting valuable biomass for animal feeding or pharmaceutical purposes, etc.) and can threaten the surrounding ecosystems (i.e., fauna and flora) through the releases of partially or unpurified waters. This study aimed at investigating the contribution of floating macrophytes, namely that of duckweed (Lemna minor), which are the most common species, in the functioning of natural WSP. Specifically, the objectives were: (i) the modeling of the growth kinetics of Lemna minor based on the key environmental influencing factors (nutrients concentrations, light intensity, pH, temperature); (ii) the characterizations of the stoichiometry of the growth of Lemna minor and the gas/liquid transfers in the ponds; and (iii) the set-up of a mathematical model, i.e. the MLLE (Modèle de Lagunage par Lentilles d'eau) through the mass balances approach based on the Petersen’s matrix. The study of the growth kinetics of L. minor was carried out in a growth chamber (phytotron) using a pilot involving initial fresh L. minor biomass and different set of concentrations in nutrient nitrogen (N) and phosphorus (P), light intensity, pH, and temperature. The growth was monitored using the gravimetric methods and digital images processing. The results showed that the growth of L. Minor was optimum for concentrations of N and P of circa 10 mg N-NH4+.L-1 and 1 mg P-PO43-.L-1, respectively, with a maximum growth rate of approximately 0.09 j-1. However, the growth decreased progressively when the respective concentrations of N and P reached approximately 16 mg N-NH4+L-1 and 6 mg P-PO43-.L-1. A possible inhibition due to the excess of substrates might be the cause of such decrease. Moreover, a light intensity greater than 450 μmol.m-².s-1 was potentially harmful for L. minor surviving (growth rate dropped by 60%), though the mortality rate was low (< 0.05 j-1). Characterizing the stoichiometry of L. minor resulted in the formulation of the plant biomol (C88H163O70N10P) and the description of biochemical processes occurring within the ponds, as well as the determination of the conversion rates substrate-biomass in each of these processes. The Lavoisier's principle (conservation of the matter) also was confirmed for the stoichiometric relationship developed for chemical oxygen demands through our experiments. Furthermore, the aeration test assays revealed the influence of the biomass coverage on the gaz/liquid transfers parameters. An exponential decrease of the transfer coefficients, the oxygenation capacity and hourly inputs was associated with increasing coverage rates in both absence and presence of plants. The hypothesis of a main release (about 80%) of oxygen (consumption of carbon dioxide) toward the atmosphere was also confirmed. The third fold of our study was then undertaken based on our findings on the biochemical processes (kinetics and stoichiometry of growth and mortality of plants) and findings on physical processes (gas/liquid transfer) occurring in WSP. A mathematical model, the MLLE, was thus developed and its validity assessed through the equilibrium of the Petersen's matrix. The impact of key nutrients (i.e., nitrogen and phosphorus) on the growth of duckweed, along with the influence of the release of oxygen (consumption carbon dioxide) by the floating macrophytes (L. minor) can be, therefore, thoroughly assessed based on the state variables of the model. Additional simulations using the West® (World Wide Engine for Simulation, Training and Automation) software could help in further calibrating and/or validating the MLLE, and guide in its implementation for industrial purposes. Keywords: Lemna minor, biomass, image processing, nutrient, biomole, gas/liquid transfer, model [less ▲]

Detailed reference viewed: 135 (32 ULg)
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See detailEtude et modélisation des impacts hydrologiques de pluies exceptionnelles dans un environnement valloné et boisé
Deliège, Jean-François ULg; Erpicum, Michel ULg; Dassargues, Alain ULg et al

Scientific conference (2009, September)

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense ... [more ▼]

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense (lame d’eau d’environ 90 litres par mètre carré en moins de 2 heures) sur le domaine du Sart Tilman a provoqué des inondations très soudaines (communément appelées « flash-floods ») aux abords des ruisseaux descendant du Sart Tilman vers la Meuse et l’Ourthe. Des évènements du même type ont eu lieu dans les semaines suivantes en région liégeoise (Remicourt, …). La méthodologie développée lors cette étude devait donc être transférable à d’autres applications. Le choix du Sart Tilman comme cas d’étude s’imposait cependant vu la bonne connaissance préliminaire du site par les équipes de l’ULg et la concentration des phénomènes extrêmes. Un tel évènement interpelle et amène à chercher à comprendre le phénomène, à le reproduire de façon théorique et à l’anticiper. Ainsi, à l’initiative de la Ministre de la recherche scientifique de la Communauté Française (Marie-Dominique Simonet), l’Aquapôle a fédéré un travail multidisciplinaire visant à décrire les mécanismes de ces événements extrêmes et à reproduire les impacts hydrologiques de ces pluies exceptionnelles à l’échelle locale, dans un environnement boisé et vallonné. Un des objectifs principaux de ce travail était d’obtenir une méthodologie incluant un modèle intégré permettant d’abord de représenter l’évènement, puis par la simulation de scénarios de tester l’effet spécifique de certains facteurs. En effet, outre la complexité de la dynamique météorologique qui les a générés (ces événements exceptionnels ont présenté des caractéristiques homogènes mais à une échelle très locale), les conséquences de l’évènement ont été le fruit de la combinaison complexe d’une série de facteurs environnementaux et humains : nature des sols, topographie locale, couverture végétale, ouvrages anthropiques et urbanisation, etc. De plus, pour effectuer une modélisation hydrologique physiquement basée et spatialement distribuée, il est nécessaire de disposer de nombreuses informations issues de sources différentes. L’approche pluridisciplinaire exigée pour la rencontre de ces phénomènes a pu être rapidement appréhendée à l’Aquapôle de l’Université de Liège. En particulier, l’existence de modèles compartimentaux intégrés a permis de tenir compte de la dynamique des bassins versants, de la nature hydrogéologique des sols et de la complexité des écoulements de surface et/ou sur l’axe hydraulique. Cette approche de modélisation opérationnelle et pragmatique a tout d’abord nécessité la collecte et la préparation d’un grand nombre de données (dans les environnements cartographiques appropriés) afin d’alimenter les modèles et de créer des bases de données. Ce volet a impliqué un noyau d’équipes composées de topo-climatologues, de topographes, d’hydrauliciens, d’hydrogéologues et d’intégrateurs numériques de façon à prendre en considération l’ensemble des processus et paramètres pertinents à l’atteinte de l’objectif visé. Sur base de la description des processus et de leurs dynamiques spatiale et temporelle ayant abouti à ces catastrophes, l’Aquapôle a pu reproduire et mettre en évidence les événements grâce à des outils de simulations numériques s’appuyant sur une description fine de la météorologie et de la topographie locale, des ouvrages d’art existants et des spécificités locales de toute nature (anthropiques et naturelles). Le dernier volet de cette étude a été dédié à l’élaboration intégrée de scénarios de simulation pour l’utilisation du modèle WOLF HYDRO : un modèle hydrologique spatialement et temporellement distribué qui est principalement développé pour représenter les transferts quasi horizontaux prépondérants en périodes de crues. Son approche physiquement basée lui permet d’utiliser au mieux les différentes informations disponibles. Il a été utilisé dans cette étude, en s’appuyant sur les informations générées par les autres équipes. Pour les trois bassins versants étudiés, de caractéristiques sensiblement différentes, la méthodologie employée permet d’aboutir à des hydrogrammes réalistes pour l’épisode du 29 mai 2008. Des scénarios multiples ont également permis de vérifier la sensibilité du modèle, de tester l’influence d’aménagements potentiels sur le bassin versant (changements d’occupation des sols, création de bassins d’orage, …) et de fournir des résultats pour des pluies de récurrences fixées d’une durée proche de l’événement principal. Les observations réalisées lors de l’événement et les résultats de la modélisation permettent de conclure au fait que l’événement de mai 2008 est véritablement extrême et qu’aucun équipement raisonnable n’aurait pu aboutir à un affaiblissement significatif des débits observés aux exutoires des ruisseaux. Les pics de crues sont en effet parfois proches du double de ceux observés pour une crue bi-centennale. Ainsi, lors d’un tel événement, seul un aménagement prudent de l’habitat aux abords des ruisseaux peut amener à une réduction des dommages matériels. En effet, la délivrance de permis d’urbanisme sur le cours d’eau ou à son voisinage immédiat aggrave les conséquences de ces phénomènes exceptionnels. Enfin, conformément à la notification du Gouvernement Wallon (séance du 3 juin 2009), les résultats de la recherche FL², confiée par la Communauté Française à l’ULg, seront intégrés dans les travaux du GTI (Groupe Transversal Inondations). Ces résultats ont fait l’objet d’une présentation collégiale au GTI le 5 octobre 2009 et d’une présentation à destination des communes et d’un public large et ouvert le 19 novembre 2009. [less ▲]

Detailed reference viewed: 150 (41 ULg)
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See detailEtude et modélisation des impacts hydrologiques de pluies exceptionnelles dans un environnement vallonné et boisé
Deliège, Jean-François ULg; Erpicum, Michel ULg; Dassargues, Alain ULg et al

Report (2009)

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense ... [more ▼]

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense (lame d’eau d’environ 90 litres par mètre carré en moins de 2 heures) sur le domaine du Sart Tilman a provoqué des inondations très soudaines (communément appelées « flash-floods ») aux abords des ruisseaux descendant du Sart Tilman vers la Meuse et l’Ourthe. Des évènements du même type ont eu lieu dans les semaines suivantes en région liégeoise (Remicourt, …). La méthodologie développée lors cette étude devait donc être transférable à d’autres applications. Le choix du Sart Tilman comme cas d’étude s’imposait cependant vu la bonne connaissance préliminaire du site par les équipes de l’ULg et la concentration des phénomènes extrêmes. Un tel évènement interpelle et amène à chercher à comprendre le phénomène, à le reproduire de façon théorique et à l’anticiper. Ainsi, à l’initiative de la Ministre de la recherche scientifique de la Communauté Française (Marie-Dominique Simonet), l’Aquapôle a fédéré un travail multidisciplinaire visant à décrire les mécanismes de ces événements extrêmes et à reproduire les impacts hydrologiques de ces pluies exceptionnelles à l’échelle locale, dans un environnement boisé et vallonné. Un des objectifs principaux de ce travail était d’obtenir une méthodologie incluant un modèle intégré permettant d’abord de représenter l’évènement, puis par la simulation de scénarios de tester l’effet spécifique de certains facteurs. En effet, outre la complexité de la dynamique météorologique qui les a générés (ces événements exceptionnels ont présenté des caractéristiques homogènes mais à une échelle très locale), les conséquences de l’évènement ont été le fruit de la combinaison complexe d’une série de facteurs environnementaux et humains : nature des sols, topographie locale, couverture végétale, ouvrages anthropiques et urbanisation, etc. De plus, pour effectuer une modélisation hydrologique physiquement basée et spatialement distribuée, il est nécessaire de disposer de nombreuses informations issues de sources différentes. L’approche pluridisciplinaire exigée pour la rencontre de ces phénomènes a pu être rapidement appréhendée à l’Aquapôle de l’Université de Liège. En particulier, l’existence de modèles compartimentaux intégrés a permis de tenir compte de la dynamique des bassins versants, de la nature hydrogéologique des sols et de la complexité des écoulements de surface et/ou sur l’axe hydraulique. Cette approche de modélisation opérationnelle et pragmatique a tout d’abord nécessité la collecte et la préparation d’un grand nombre de données (dans les environnements cartographiques appropriés) afin d’alimenter les modèles et de créer des bases de données. Ce volet a impliqué un noyau d’équipes composées de topo-climatologues, de topographes, d’hydrauliciens, d’hydrogéologues et d’intégrateurs numériques de façon à prendre en considération l’ensemble des processus et paramètres pertinents à l’atteinte de l’objectif visé. Sur base de la description des processus et de leurs dynamiques spatiale et temporelle ayant abouti à ces catastrophes, l’Aquapôle a pu reproduire et mettre en évidence les événements grâce à des outils de simulations numériques s’appuyant sur une description fine de la météorologie et de la topographie locale, des ouvrages d’art existants et des spécificités locales de toute nature (anthropiques et naturelles). Le dernier volet de cette étude a été dédié à l’élaboration intégrée de scénarios de simulation pour l’utilisation du modèle WOLF HYDRO : un modèle hydrologique spatialement et temporellement distribué qui est principalement développé pour représenter les transferts quasi horizontaux prépondérants en périodes de crues. Son approche physiquement basée lui permet d’utiliser au mieux les différentes informations disponibles. Il a été utilisé dans cette étude, en s’appuyant sur les informations générées par les autres équipes. Pour les trois bassins versants étudiés, de caractéristiques sensiblement différentes, la méthodologie employée permet d’aboutir à des hydrogrammes réalistes pour l’épisode du 29 mai 2008. Des scénarios multiples ont également permis de vérifier la sensibilité du modèle, de tester l’influence d’aménagements potentiels sur le bassin versant (changements d’occupation des sols, création de bassins d’orage, …) et de fournir des résultats pour des pluies de récurrences fixées d’une durée proche de l’événement principal. Les observations réalisées lors de l’événement et les résultats de la modélisation permettent de conclure au fait que l’événement de mai 2008 est véritablement extrême et qu’aucun équipement raisonnable n’aurait pu aboutir à un affaiblissement significatif des débits observés aux exutoires des ruisseaux. Les pics de crues sont en effet parfois proches du double de ceux observés pour une crue bi-centennale. Ainsi, lors d’un tel événement, seul un aménagement prudent de l’habitat aux abords des ruisseaux peut amener à une réduction des dommages matériels. En effet, la délivrance de permis d’urbanisme sur le cours d’eau ou à son voisinage immédiat aggrave les conséquences de ces phénomènes exceptionnels. Enfin, conformément à la notification du Gouvernement Wallon (séance du 3 juin 2009), les résultats de la recherche FL², confiée par la Communauté Française à l’ULg, seront intégrés dans les travaux du GTI (Groupe Transversal Inondations). Ces résultats ont fait l’objet d’une présentation collégiale au GTI le 5 octobre 2009 et d’une présentation à destination des communes et d’un public large et ouvert le 19 novembre 2009. [less ▲]

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