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Peer Reviewed
See detailDisrupting the wall accumulation of human sperm cells by artificial corrugation
Guidobaldi, H.A.; Jeyaram, Y.; Condat, C.A. et al

in Biomicrofluidics (2015), 9

Many self-propelled microorganisms are attracted to surfaces. This makes their dynamics in restricted geometries very di erent from that observed in the bulk. Swimming along walls is bene cial for ... [more ▼]

Many self-propelled microorganisms are attracted to surfaces. This makes their dynamics in restricted geometries very di erent from that observed in the bulk. Swimming along walls is bene cial for directing and sorting cells, but may be detrimental if homogeneous populations are desired, such as in counting microchambers. In this work, we characterize the motion of human sperm cells 60 um long, strongly confi ned to 25u m shallow chambers. We investigate the nature of the cell trajectories between the con fining surfaces and their accumulation near the borders. Observed cell trajectories are composed of a succession of quasi-circular and quasi-linear segments. This suggests that the cells follow a path of intermittent trappings near the top and bottom surfaces separated by stretches of quasi-free motion in between the two surfaces, as confi rmed by depth resolved confocal microscopy studies. We show that the introduction of arti cial petal-shaped corrugation in the lateral boundaries removes the tendency of cells to accumulate near the borders, an e ffect which we hypothesize may be valuable for micro fluidic applications in biomedicine. [less ▲]

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See detailLettre à nos amis du Sud
Verjans, Pierre ULg

Article for general public (2015)

Le débat français sur le vote obligatoire peut être alimenté par les expériences belges en la matière. Depuis 1919, la moyenne des absents au vote, des votes blancs et des votes nuls tourne autour de 15 ... [more ▼]

Le débat français sur le vote obligatoire peut être alimenté par les expériences belges en la matière. Depuis 1919, la moyenne des absents au vote, des votes blancs et des votes nuls tourne autour de 15%. On sait que le vote facultatif facilite la mise en place d'un "cens caché". [less ▲]

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See detailPeut-on encore tout dire ? Droit et politique
Grandjean, Geoffrey ULg

Scientific conference (2015, April 22)

La conférence interroge la liberté d’expression dont les individus sont titulaires dans les sociétés européennes. Cette conférence est l’occasion d’envisager les limites apportées à cette liberté en se ... [more ▼]

La conférence interroge la liberté d’expression dont les individus sont titulaires dans les sociétés européennes. Cette conférence est l’occasion d’envisager les limites apportées à cette liberté en se focalisant sur les discours blasphématoires. En développant une approche juridique, la conférence vise à interroger les moyens mis en œuvre pour garantir le vivre ensemble dans une société marquée par de profondes crises identitaires. [less ▲]

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See detailLa jurisprudence de la Cour constitutionnelle en procédure pénale : le Code d'instruction criminelle remodelé par le procès équitable ?
Michiels, Olivier ULg

Doctoral thesis (2015)

INTRODUCTION GÉNÉRALE Ma dissertation doctorale porte sur une question simple qui peut succinctement se résumer de la manière suivante : la Cour constitutionnelle développe-t-elle un modèle de procédure ... [more ▼]

INTRODUCTION GÉNÉRALE Ma dissertation doctorale porte sur une question simple qui peut succinctement se résumer de la manière suivante : la Cour constitutionnelle développe-t-elle un modèle de procédure pénale ? Cette question me paraissait intéressante dès lors que l’extension du socle de compétence de la Cour constitutionnelle au titre II de la Constitution a considérablement renforcé la « constitutionnalisation » du droit pénal sensu lato et que le catalogue constitutionnel belge des droits fondamentaux a subi un véritable bouleversement à la suite de l’évolution des droits et libertés garantis par les instruments internationaux, dont la Convention européenne des droits de l’homme. Afin de disposer des bases nécessaires pour appréhender ce sujet d’étude, il convenait, d’une part, de déterminer les possibilités d’action de la Cour constitutionnelle dès l’instant où sa saisine se réalise par voie de questions préjudicielles ou de recours en annulation et de cerner l’éventuelle ingéniosité juridique que la doctrine prête à la Cour pour étendre son analyse au delà de la vision manichéenne de la constitutionnalité. D’autre part, il était nécessaire de procéder à une recension des arrêts prononcés par la Cour constitutionnelle, dans le but toujours de vérifier si, et, le cas échéant, comment la Cour s’inscrit ou non dans une logique définie de la procédure pénale. J’ai, dès lors, après avoir rappelé le socle de compétence de la Cour constitutionnelle, la manière dont cette dernière est saisie et les techniques récurrentes auxquelles la Cour recourt dans la construction de ses arrêts, procédé à un inventaire des principaux arrêts prononcés par la Cour constitutionnelle en procédure pénale. Sciemment, j’ai pris comme point de départ de cette recension l’année 1998 qui a vu entrer en vigueur la loi du 12 mars 1998, dite Franchimont, dont le but était de donner un cadre légal et résolument actuel à l’information et à l’instruction. Une fois ce travail réalisé, j’ai entrepris de déterminer s’il était possible de dégager des prises de position répétées de la Cour qui s’imposeraient comme autant de « fondamentaux » qui jalonnent la procédure pénale. QUELS SONT LES FONDAMENTAUX DE LA COUR CONSTITUTIONNELLE EN PROCEDURE PENALE ? De la jurisprudence de la Cour constitutionnelle, il me paraît qu’il est possible de dégager 7 fondamentaux qui balisent la procédure pénale. 1. LA DISTINCTION ENTRE LES PARTIES AU PROCES PENAL ET LES PHASES PROCEDURALES 1. L’on sait que la Cour constitutionnelle estime qu’il existe une différence fondamentale entre le ministère public, d’une part, et l’inculpé et la partie civile, d’autre part. Pour la Cour, cette distinction repose sur un critère objectif : le premier accomplit, dans l’intérêt de la société, les missions de service public relatives à la recherche et à la poursuite des infractions ; les seconds défendent leur intérêt personnel . Cette différence justifie raisonnablement que, tout particulièrement au long de l'instruction, le ministère public jouisse de prérogatives dont la constitutionnalité ne peut être appréciée en procédant à une comparaison de sa situation avec celle de l'inculpé. 2. Lors de la phase du jugement, la différence tend à s’amenuiser. Il serait toutefois hasardeux de soutenir que le ministère public devient une partie comme les autres. En effet, par la Cour de cassation – dans un arrêt du 19 décembre 2012 discuté dont l’analyse m’éloignerait de mon sujet – retient que « la mission impartie au ministère public ne se réduit pas à celle d’un accusateur. Il intervient aussi au procès pour proposer au juge une solution de justice ». La Cour constitutionnelle insiste pareillement sur le rôle imparti au ministère public qui ne se cantonne pas à celui d’une simple partie au procès pénal au regard des missions qui sont les siennes. Cependant, si la distinction entre les différentes parties au procès répressif repose sur un critère objectif, la Cour constitutionnelle m’admettrait pas que cette seule différence puisse porter atteinte au principe de l’égalité des armes ce qui l’amènerait inévitablement à rétablir l’égalité. 2. LE DROIT D’ACCES AU JUGE 3. L’approche de la Cour constitutionnelle quant au droit d’accès à un tribunal est tout en nuance. Pour la Cour, ce droit peut ne pas être absolu et peut souffrir de limitations. Ainsi, la Cour insiste sur le fait que si le droit d’accès au juge peut être soumis à des conditions de recevabilité, celles-ci ne peuvent aboutir à restreindre le droit de manière telle qu’il s’en trouve atteint dans sa substance même. Une telle motivation n’est pas sans rappeler la jurisprudence de la Cour européenne des droits de l’homme sur le sujet. En effet, pour la Cour européenne des droits de l’homme, « ce droit d’accès au tribunal se trouve atteint lorsque sa réglementation cesse de servir les buts de la sécurité juridique et de la bonne administration de la justice et constitue une sorte de barrière qui empêche le justiciable de voir son litige tranché au fond par la juridiction compétente ». On aperçoit immédiatement que, la question du droit d’accès au juge est, sous certains aspects, intimement liée à celle du formalisme procédural. 3. LE FORMALISME PROCEDURAL 4. Par l’examen des règles de forme, la Cour renforce le contrôle qu’elle porte sur le droit d’accès au juge. En effet, la Cour en réalisant une distinction entre les règles de fond – entendues comme le droit garanti ou protégé – et de forme –qui déterminent les manières de procéder –elle confère un volet substantiel à certaines règles procédurales. Ce faisant, la Cour garantit l’effectivité du droit revendiqué qui est souvent dépendante de la protection procédurale qui l’encadre. 4. LA NON-INTERFERENCE DANS LES CHOIX D’OPPORTUNITE DU LEGISLATEUR 5. La Cour constitutionnelle ne se prononce pas sur le caractère approprié ou non du choix opéré par le législateur. Elle n’est pas le juge de « l’opportunité législative ».Son contrôle porte, en fait, sur l’adéquation d’une mesure au but recherché et l’existence d’un rapport raisonnable entre les moyens employés et l’objectif visé. Cependant, à nouveau, la Cour s’autorisera à sanctionner le choix du législateur s’il était porté atteinte, sans justification raisonnable, aux droits d’une catégorie de citoyens. 5. LE RESPECT DES DROITS DE LA DEFENSE 6. Au fil de sa jurisprudence, la Cour constitutionnelle se montre intensément attentive au respect des droits de la défense et au droit à un procès équitable qui, à vrai dire, sont l’essence même de la procédure pénale. La Cour veille, au stade du jugement, à assurer l’égalité des armes entre l’accusation et la défense à laquelle le droit à la contradiction est étroitement lié. Pour la Cour constitutionnelle, l’effectivité des droits de la défense passe encore par la protection de la relation de confiance qui doit se créer entre le justiciable et l’avocat qui le conseille et le défend. Le secret professionnel de l’avocat constitue « l’un des principes fondamentaux sur lesquels repose l’organisation de la justice dans une société démocratique ». 7. De manière globale, on notera que la notion de droits de la défense garantie par la Cour constitutionnelle est viscéralement marquée du sceau de la jurisprudence de la Cour européenne des droits de l’homme mais il lui revient d’intégrer ces données dans le système procédural belge en ayant égard aux choix réalisés par le législateur. 6. LA DIFFERENCIATION ENTRE LES PROCEDURES JUDICIAIRES 8. La Cour semble, a priori, rejeter une comparaison d’office entre les règles de la procédure civile et celles de la procédure pénale quand bien même la première constitue le droit commun. La Cour rappelle que vouloir établir un parallélisme entre les règles de la procédure civile et celles de la procédure pénale n’est pas nécessairement pertinent. En effet, l’application de règles procédurales différentes dans des circonstances différentes n’implique pas en soi l’émergence d’une discrimination. 7. LA PREVISIBILITE 9. Certains arrêts prononcés par la Cour constitutionnelle permettent de mettre en lumière l’importance que cette dernière accorde à la condition de prévisibilité. En droit pénal, sensu stricto, la Cour a pu rappeler qu’il découle de l’article 12, alinéa 2, de la Constitution que la loi pénale doit être formulée en des termes qui permettent à chacun de connaître, au moment où il adopte un comportement, si ce comportement est punissable ou non et la peine éventuellement encourue. Les principes de légalité et de prévisibilité ne se cantonnent toutefois pas au droit pénal, sensu stricto, mais sont applicables à l’ensemble de la procédure pénale en ce compris aux stades de l’information et de l’instruction. Ces principes entendent exclure tout risque d’intervention arbitraire de la part du pouvoir exécutif ou du pouvoir judiciaire dans l’établissement et l’application des peines. En somme, l’exigence de prévisibilité de la procédure pénale garantit à tout citoyen qu’il ne pourra faire l’objet d’une information, d’une instruction et de poursuites que selon une procédure établie par la loi et dont il peut prendre connaissance avant sa mise en oeuvre. CHAPITRE 3. VERS LA RECOMPOSITION DE LA PROCEDURE PENALE ? 10. Si, pour ma part, la Cour constitutionnelle dégage des « principes constants » qu’elle s’astreint à respecter, peut-on nécessairement en déduire que la Cour entend s’inscrire dans un modèle précis de procédure pénale ? Pour appréhender cette question, il convient naturellement d’apprécier si la Cour constitutionnelle, par les orientations qu’elle confère à ses arrêts, ouvre au juge judiciaire des perspectives qui lui permettront de se libérer d’une interprétation traditionnelle de la norme pour satisfaire aux exigences d’aujourd’hui envisagées sous l’angle du respect de la personne et de ses droits fondamentaux ? Il me paraît que la Cour y parvient par le recours au dialogue des jurisprudences. 1. LE DIALOGUE DES JURISPRUDENCES 11. Le dialogue des jurisprudences se caractérise par l’emprunt de motivations émanant de juridictions nationales ou de juridictions étrangères ou internationales qui deviennent décisoires dans les arrêts de la Cour constitutionnelle. 12. La Cour constitutionnelle s’est résolument et immédiatement positionnée en faveur du dialogue des jurisprudences. Nombre des arrêts que nous avons répertoriés se réfèrent expressément à la jurisprudence de la Cour européenne des droits de l’homme dont elle fait sien les enseignements. Au fil des années, les emprunts à la jurisprudence strasbourgeoise se sont accentués et non plus seulement en termes de référence mais encore en termes de contenu. La suprématie, selon la Cour constitutionnelle, de notre Charte fondamentale sur la Convention européenne des droits de l’homme n’enraie nullement ce dialogue. Par ces emprunts, la Cour constitutionnelle renforce, selon moi, ces « principes fondamentaux », et par là même leur autorité persuasive, en s’appuyant sur la notoriété et le rayonnement international de la Cour européenne des droits de l’homme. Un tel dialogue contribue à promouvoir le caractère universel des garanties fondamentales inhérentes au procès pénal et oblige à la confrontation des idées entre les juridictions ce qui doit permettre, me semble-t-il, de surmonter les tensions entre elle et la Cour de cassation. Il est vrai que ces deux hautes juridictions s’affrontent sur certains points, mais ces divergences ne doivent pas être exagérées car je persiste à penser que ces deux Cours doivent avoir l’intelligence stratégique de coordonner leur interprétation, dès lors que de telles divergences de jurisprudence en procédure pénale le sont toujours au détriment du justiciable alors que le but premier des règles de procédure est d’assurer la protection des droits fondamentaux de ce dernier. Ceci étant ce dialogue des jurisprudences ne va-t-il pas faire craindre l’émergence d’une « oligarchie » des juges et à plus forte raison que des juges pourraient s’émanciper par rapport à la loi en saisissant d’autres juges qui pourraient mettre le législateur « hors jeu »? 2. L’ « OLIGARCHIE » DES JUGES 13. Je crois qu’il ne faut pas amplifier le phénomène car la Cour constitutionnelle privilégie l’interprétation téléologique et rappelons-le elle n’entend pas, en règle, substituer son appréciation à celle du législateur si le choix est raisonnable. Par ailleurs, pour faire très bref, la Cour constitutionnelle devient le lieu de débats et d’échanges d’arguments où le travail légistique est réexaminé au regard des droits et libertés garantis par la Constitution couplés bien souvent à la Convention européenne des droits de l’homme. Si bien que les juges constitutionnels belges et, par ricochet le législateur, lorsqu’il obtempère aux injonctions qui lui sont faites par ces derniers, s’alignent sur l’appréciation de l’équité du procès telle qu’elle se dégage des positions adoptées par la Cour européenne des droits de l’homme. Mais le pouvoir du dernier mot appartient au législateur. 14. A l’inverse ne pourrait-on penser que de facto en raison de la composition de la Cour qui contient en son sein d’anciens mandataires politiques, le pouvoir législatif ne garde-t-il pas une certaine mainmise sur le contrôle de la constitutionnalité des lois ? 3. LA COMPOSITION DE LA COUR CONSTITUTIONNELLE Répondre à cette question relève du divinatoire et poserait en postulat que le juge, ancien parlementaire, serait un défenseur de la norme critiquée ce qui ne peut scientifiquement être démontré. Il ne paraît, dès lors, qu’il s’agit là d’une crainte infondée. Un dernier point doit, en revanche, être souligné : le pragmatisme et le conséquentialisme de la Cour. CHAPITRE 4. PRAGMATISME ET CONSEQUENTIALISME DE LA COUR CONSTITUTIONNELLE 15. Une autre grande tendance se dégage des arrêts analysés, le pragmatisme dont fait preuve la Cour dans le but d’assurer une véritable praticabilité à la procédure. 16. En parallèle au pragmatisme, le moyen conséquentialiste ne peut être négligé. Bien évidemment, tous les arrêts prononcés par la Cour ont nécessairement une conséquence dans leur sphère d’application. En l’espèce, par conséquentialisme il faut entendre plus précisément les positions adoptées par la Cour qui sont teintées de réalisme « politique » qui répond à des impératifs budgétaires ou de sécurité nationale ou encore à une volonté populaire. Ces données réelles et par toujours facile à identifier peuvent évidemment constituer autant des contraintes susceptibles de limiter la liberté d’appréciation par la Cour d’un modèle de procédure pénale. CONCLUSIONS 17. Alors, en définitive, est-il possible de répondre à ma question initiale : la Cour constitutionnelle développe-t-elle un modèle de procédure pénale ? A l’examen, il paraît illusoire, voire naïf, de vouloir répondre à cette interrogation de manière catégorique. Une telle réponse manquerait de nuances et prêterait nécessairement le flanc à la critique. Il faut donc procéder par touches successives et observer que le critère phare du raisonnement de la Cour constitutionnelle devient celui de l’équité du procès. La Cour n’en garde pas moins à l’esprit qu’elle doit maintenir la cohérence du système juridique dans lequel elle se meut et que ses interventions sont, somme toute, conditionnées par les recours et les questions qui lui sont adressés et qui dépendront, pour ces dernières, de l’attitude adoptée par le juge a quo. Par ailleurs, la Cour ne manque pas de souligner que la procédure pénale reste encadrée par le principe de légalité sans que la marge de manœuvre du pouvoir judiciaire – et de la Cour constitutionnelle elle-même – ne puisse jamais aller au-delà d’une interprétation raisonnablement prévisible des règles de procédure fixées par le seul législateur. Enfin, l’argument conséquentialiste, qu’il n’est pas toujours aisé de distinguer dans le raisonnement de la Cour, peut complètement chambouler la grille de lecture que l’analyste tenterait de dresser. En conclusion, s’il ne fallait retenir qu’une chose de ma thèse c’est que la si la Cour constitutionnelle ne développe pas un modèle de procédure pénale, il n’en est pas moins vrai, qu’à l’aulne du procès équitable, dont il ne paraît guère possible de cerner le périmètre d’action, elle refaçonne résolument cette procédure. [less ▲]

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See detailGraded-commutative nonassociative algebras: higher octonions and Krichever-Novikov superalgebras; their structures, combinatorics and non-trivial cocycles.
Kreusch, Marie ULg

Doctoral thesis (2015)

This dissertation consists of two parts. The first one is the study of a series of real (resp. complex) noncommutative and nonassociative algebras $\bbO_{p,q}$ (resp. $\bbO_{n}$) generalizing the algebra ... [more ▼]

This dissertation consists of two parts. The first one is the study of a series of real (resp. complex) noncommutative and nonassociative algebras $\bbO_{p,q}$ (resp. $\bbO_{n}$) generalizing the algebra of octonion numbers $\bbO$. This generalization is similar to the one of the algebra of quaternion numbers in Clifford algebras. Introduced by Morier-Genoud and Ovsienko, these algebras have a natural $\bbZ_2^n$-grading ($p+q =n$), and they are characterized by a cubic form over the field $\bbZ_2.$ We establish all the possible isomorphisms between the algebras $\bbO_{p,q}$ preserving the structure of $\bbZ_2^n$-graded algebra. The classification table of $\bbO_{p,q}$ is quite similar to that of the real Clifford algebras $\cC l_{p,q}$, the main difference is that the algebras $\bbO_{n,0}$ and $\bbO_{0,n}$ are exceptional. We also provide a periodicity for the algebras $\bbO_n$ and $\bbO_{p,q}$ analogous to the periodicity for the Clifford algebras $\cC l_{n}$ and $\cC l_{p,q}$. In the second part we consider superalgebras of Krichever-Novikov (K-N) type. Krichever and Novikov introduced a family of Lie algebras with two marked points generalizing the Witt algebra and its central extension called the Virasoro algebra. The K-N Lie (super)algebras for more than two marked points were studied by Schlichenmaier. In particular, he extended the explicit formula of $2$-cocycles due to Krichever and Novikov to multiple-point situation. We give an explicit construction of central extensions of Lie superalgebras of K-N type and we establish a $1$-cocycle with values in its dual space. In the case of Jordan superalgebras related to superalgebras of K-N type, we calculate a 1-cocycle with coefficients in the dual space. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailValidation of SCIAMACHY HDO/H2O measurements using the TCCON and NDACC-MUSICA networks
Scheepmaker, R. A.; Frankenberg, C.; Deutscher, N. M. et al

in Atmospheric Measurement Techniques (2015), 8(4), 1799-1818

Measurements of the atmospheric HDO/H2O ratio help us to better understand the hydrological cycle and improve models to correctly simulate tropospheric humidity and therefore climate change. We present an ... [more ▼]

Measurements of the atmospheric HDO/H2O ratio help us to better understand the hydrological cycle and improve models to correctly simulate tropospheric humidity and therefore climate change. We present an updated version of the column-averaged HDO/H2O ratio data set from the SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY). The data set is extended with 2 additional years, now covering 2003–2007, and is validated against co-located ground-based total column δD measurements from Fourier transform spectrometers (FTS) of the Total Carbon Column Observing Network (TCCON) and the Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC, produced within the framework of the MUSICA project). Even though the time overlap among the available data is not yet ideal, we determined a mean negative bias in SCIAMACHY δD of −35 ± 30‰ compared to TCCON and −69 ± 15‰ compared to MUSICA (the uncertainty indicating the station-to-station standard deviation). The bias shows a latitudinal dependency, being largest (∼ −60 to −80‰) at the highest latitudes and smallest (∼ −20 to −30‰) at the lowest latitudes. We have tested the impact of an offset correction to the SCIAMACHY HDO and H2O columns. This correction leads to a humidity- and latitude-dependent shift in δD and an improvement of the bias by 27‰, although it does not lead to an improved correlation with the FTS measurements nor to a strong reduction of the latitudinal dependency of the bias. The correction might be an improvement for dry, high-altitude areas, such as the Tibetan Plateau and the Andes region. For these areas, however, validation is currently impossible due to a lack of ground stations. The mean standard deviation of single-sounding SCIAMACHY–FTS differences is ∼ 115‰, which is reduced by a factor ∼ 2 when we consider monthly means. When we relax the strict matching of individual measurements and focus on the mean seasonalities using all available FTS data, we find that the correlation coefficients between SCIAMACHY and the FTS networks improve from 0.2 to 0.7–0.8. Certain ground stations show a clear asymmetry in δD during the transition from the dry to the wet season and back, which is also detected by SCIAMACHY. This asymmetry points to a transition in the source region temperature or location of the water vapour and shows the added information that HDO/H2O measurements provide when used in combination with variations in humidity. [less ▲]

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See detailPinpointing the origin of plastids using phylogenomics
Baurain, Denis ULg

Scientific conference (2015, April 17)

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Peer Reviewed
See detailImpact of Aphasia on Consciousness Assessment: A Cross-Sectional Study.
Schnakers, C; Bessou, H; Rubi-Fessen, I et al

in Neurorehabilitation & Neural Repair (2015), 29

BACKGROUND: . Previous findings suggest that language disorders may occur in severely brain-injured patients and could interfere with behavioral assessments of consciousness. However, no study ... [more ▼]

BACKGROUND: . Previous findings suggest that language disorders may occur in severely brain-injured patients and could interfere with behavioral assessments of consciousness. However, no study investigated to what extent language impairment could affect patients' behavioral responses. OBJECTIVE: . To estimate the impact of receptive and/or productive language impairments on consciousness assessment. METHODS: . Twenty-four acute and subacute stroke patients with different types of aphasia (global, n = 11; Broca, n = 4; Wernicke, n = 3; anomic, n = 4; mixed, n = 2) were recruited in neurology and neurosurgery units as well as in rehabilitation centers. The Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R) was administered. RESULTS: . We observed that 25% (6 out of 24) of stroke patients with a diagnosis of aphasia and 54% (6 out of 11) of patients with a diagnosis of global aphasia did not reach the maximal CRS-R total score of 23. An underestimation of the consciousness level was observed in 3 patients with global aphasia who could have been misdiagnosed as being in a minimally conscious state, even in the absence of any documented period of coma. More precisely, lower subscores were observed on the communication, motor, oromotor, and arousal subscales. CONCLUSION: . Consciousness assessment may be complicated by the co-occurrence of severe language deficits. This stresses the importance of developing new tools or identifying items in existing scales, which may allow the detection of language impairment in severely brain-injured patients. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailSnow cover evolution during the last fifty years in the Hautes Fagnes (Belgium) using the regional climate MAR model
Wyard, Coraline ULg; Fettweis, Xavier ULg; Erpicum, Michel ULg

Conference (2015, April 16)

The MAR model is a regional climate model originally developped for the polar regions to study the surface mass balance. In this study, the MAR model has been adapted to Belgium in order to study the snow ... [more ▼]

The MAR model is a regional climate model originally developped for the polar regions to study the surface mass balance. In this study, the MAR model has been adapted to Belgium in order to study the snow cover evolution of the Hautes Fagnes (south-east of Belgium), a region covered by snow one to two months per year. As validation, we have sucessfully compared MAR based daily snow heights with snowcam-based observations. Then, the model has been forced by ERA-Interim since 1958 to study the snow cover evolution during the last fifty years at the summit of Belgium. The results show non-significant trend. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailRetrievals of formaldehyde from ground-based FTIR and MAX-DOAS observations at the Jungfraujoch station and comparisons with GEOS-Chem and IMAGES model simulations
Franco, Bruno ULg; Hendrick, François; Van Roozendael, Michel et al

in Atmospheric Measurement Techniques (2015), 8

As an ubiquitous product of the oxidation of many volatile organic compounds (VOCs), formaldehyde (HCHO) plays a key role as a short-lived and reactive intermediate in the atmospheric photo-oxidation ... [more ▼]

As an ubiquitous product of the oxidation of many volatile organic compounds (VOCs), formaldehyde (HCHO) plays a key role as a short-lived and reactive intermediate in the atmospheric photo-oxidation pathways leading to the formation of tropospheric ozone and secondary organic aerosols. In this study, HCHO profiles have been successfully retrieved from ground-based Fourier transform infrared (FTIR) solar spectra and UV-visible Multi-AXis Differential Optical Absorption Spectroscopy (MAX-DOAS) scans recorded during the July 2010–December 2012 time period at the Jungfraujoch station (Swiss Alps, 46.5° N, 8.0° E, 3580m a.s.l.). Analysis of the retrieved products has revealed different vertical sensitivity between both remote sensing techniques. Furthermore, HCHO amounts simulated by two state-of-the-art chemical transport models (CTMs), GEOSChem and IMAGES v2, have been compared to FTIR total columns and MAX-DOAS 3.6–8 km partial columns, accounting for the respective vertical resolution of each ground-based instrument. Using the CTM outputs as the intermediate, FTIR and MAX-DOAS retrievals have shown consistent seasonal modulations of HCHO throughout the investigated period, characterized by summertime maximum and wintertime minimum. Such comparisons have also highlighted that FTIR and MAX-DOAS provide complementary products for the HCHO retrieval above the Jungfraujoch station. Finally, tests have revealed that the updated IR parameters from the HITRAN 2012 database have a cumulative effect and significantly decrease the retrieved HCHO columns with respect to the use of the HITRAN 2008 compilation. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailVariogram-based inversion of time-lapse electrical resistivity data: development and application to a thermal tracing experiment
Hermans, Thomas ULg; Nguyen, Frédéric ULg

Poster (2015, April 15)

Electrical resistivity tomography (ERT) has become a popular imaging methodology in a broad range of applications given its large sensitivity to subsurface parameters and its relative simplicity to ... [more ▼]

Electrical resistivity tomography (ERT) has become a popular imaging methodology in a broad range of applications given its large sensitivity to subsurface parameters and its relative simplicity to implement. More particularly, time-lapse ERT is now increasingly used for monitoring purposes in many contexts such as water content, permafrost, landslide, seawater intrusion, solute transport or heat transport experiments. Specific inversion schemes have been developed for time-lapse data sets. However, in contrast with static inversions for which many techniques including geostatistical, minimum support or structural inversion are commonly applied, most of the methodologies for time-lapse inversion still rely on non-physically based spatial and/or temporal smoothing of the parameters or parameter changes. In this work, we propose a time-lapse ERT inversion scheme based on the difference inversion scheme. We replace the standard smoothness-constraint regularization operator by the parameter change covariance matrix. This operator takes into account the correlation between changes in resistivity at different locations through a variogram computed using independent data (e.g., electromagnetic logs). It may vary for subsequent time-steps if the correlation length is time-dependent. The methodology is first validated and compared to the standard smoothness-constraint inversion using a synthetic benchmark simulating the injection of a conductive tracer into a homogeneous aquifer inducing changes in resistivity values of known correlation length. We analyze the influence of the assumed correlation length on inversion results. Globally, the method yields better results than the traditional smoothness constraint inversion. Even if a wrong correlation length is assumed, the method performs as well as the smoothness constraint since the regularization operator balances the weight given to the model constraint functional in the objective function. Then the methodology is successfully applied to a heat injection and pumping experiment in an alluvial aquifer. The comparison with direct measurements in boreholes (temperature loggers and distributed temperature sensing optic fibres) shows that ERT-derived temperatures and breakthrough curves image reliably the heat plume through time (increasing part of the curve, maximum and tail are correctly retrieved) and space (lateral variations of temperature are observed) with less spatial smoothing than standard methods. The development of new regularization operators for time-lapse inversion of ERT data is necessary given the broad range of applications where ERT monitoring is used. In many studies, independent data are available to derive geostatistical parameters that can be subsequently used to regularize geophysical inversions. In the future, the integration of spatio-temporal variograms into existing 4D inversion schemes should further improve ERT time-lapse imaging. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailRegularized focusing inversion of time-lapse electrical resistivity data: an approach to parametrize the minimum gradient support functional
Nguyen, Frédéric ULg; Hermans, Thomas ULg

Poster (2015, April 15)

Inversion of time-lapse resistivity data allows obtaining ‘snapshots’ of changes occurring in monitored systems for applications such as aquifer storage, geothermal heat exchange, site remediation or ... [more ▼]

Inversion of time-lapse resistivity data allows obtaining ‘snapshots’ of changes occurring in monitored systems for applications such as aquifer storage, geothermal heat exchange, site remediation or tracer tests. Based on these snapshots, one can infer qualitative information on the location and morphology of changes occurring in the subsurface but also quantitative estimates on the degree of changes in certain property such as temperature or total dissolved solid content. Analysis of these changes can provide direct insight into flow and transport and associated processes and controlling parameters. However, the reliability of the analysis is dependent on survey geometry, measurement schemes, data error, and regularization. Survey design parameters may be optimized prior to the monitoring survey. Regularization, on the other hand, may be chosen depending on available information collected during the monitoring. Common approaches consider smoothing model changes both in space and time but it is often needed to obtain a sharp temporal anomaly, for example in fractured aquifers. We here propose to use the alternative regularization approach based on minimum gradient support (MGS) (Zhdanov, 2002) for time-lapse surveys which will focus the changes in tomograms snapshots. MGS will limit the occurrences of changes in electrical resistivity but will also restrict the variations of these changes inside the different zones. A common difficulty encountered by practitioners in this type of regularization is the choice of an additional parameter, the so-called , required to define the MGS functional. To the best of our knowledge, there is no commonly accepted or standard methodology to optimize the MGS parameter . The inversion algorithm used in this study is CRTomo (Kemna 2000). It uses a Gauss-Newton scheme to iteratively minimize an objective function which consists of a data misfit functional and a model constraint functional. A univariate line search is performed at each Gauss-Newton iteration step to find the optimum value of the regularization parameter  which minimizes the data misfit as a function of  while the data misfit is above the desired value and yields the desired target misfit (root-mean square value of error-weighted data misfit equal to 1) at the last iteration for a maximum value of . We propose here to optimize the  of the MGS functional by considering a univariate line search at the first iteration to find the  that minimizes the data misfit. The parameter is then kept constant during the Gauss-Newton iterative scheme. In this contribution, we validate our approach on a numerical benchmark and apply it successfully on a case study in the context of salt tracers in fractured aquifers. Zhdanov M.S. 2002. Geophysical Inverse Theory and Regularization Problems. Elsevier, Amsterdam, 628 p. Kemna A. 2000. Tomographic Inversion of Complex Resistivity - Theory and Application. PhD Thesis, Ruhr University Bochum. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailFuture projections of the Greenland ice sheet mass balance using the regional climate MAR model coupled with the GRISLI ice sheet model
Wyard, Coraline ULg; Fettweis, Xavier ULg; Ritz, Catherine

Poster (2015, April 14)

During the two last decades, the Greenland ice sheet (GrIS) contribution to the global mean sea level rise has significantly increased. But, difficulties remain to assess GrIS future contribution because ... [more ▼]

During the two last decades, the Greenland ice sheet (GrIS) contribution to the global mean sea level rise has significantly increased. But, difficulties remain to assess GrIS future contribution because of large uncertainties linked to the feedback between the surface mass balance (SMB) and GrIS topography changes. The regional climate MAR model has been coupled with the GRISLI ice sheet model, in order to account of this feedback in the future projections. The aim of this study is to assess the pertinence of the MAR-GRISLI coupling which requires long computation time. In order to identify GRISLI sensitivity to MAR forcing, GRISLI has been forced with various non-coupled (i.e. using a fixed topography), coupled and modified non-coupled MAR outputs. To adapt the non-coupled MAR outputs to the GRISLI topography changes, we use an interpolation technique based on SMB vs elevation vertical gradient. These experiences evaluate the performances/limits of this interpolation technique used to avoid a RCM-ice sheet model coupling. [less ▲]

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See detailRetrieval of ammonia from ground-based FTIR measurements and its use for validation of satellite observations by IASI
Dammers, E; Palm, M; Warneke, T et al

in Geophysical Research Abstracts (2015, April 13), 17

Atmospheric Ammonia (NH3) has a major impact on human health and ecosystem services and plays a major role in the formation of aerosols [Erisman et al.,2013; Paulot and Jacob 2014]. NH3 concentrations are ... [more ▼]

Atmospheric Ammonia (NH3) has a major impact on human health and ecosystem services and plays a major role in the formation of aerosols [Erisman et al.,2013; Paulot and Jacob 2014]. NH3 concentrations are highly variable in space and time with overall short lifetime due to deposition and aerosol formation. The global atmospheric budget of nitrogen and in turn NH3 is still uncertain which asks for more ground-based and satellite observations around the world. Recent papers have described the possibility to measure NH3 with satellite infrared sounders which open up the way for calculations of global and regional nitrogen budgets [Clarisse et al 2009,Van Damme et al 2014a]. Validation of the satellite observations is essential to determine the uncertainty in the signal and its potential use. So far available surface layer observations of atmospheric NH3 concentrations have been used for comparisons with total columns retrieved from satellite observations [Van Damme 2014b]. We developed a retrieval for NH3 column density concentrations (molecules NH3/cm2) by fitting a set of spectral windows to ground-based solar absorption Fourier transform infrared (FTIR) measurements with the spectral fitting program SFIT4 [Hase et al., 2004]. The retrieval is then applied to FTIR measurements from a set of spectrometer sites from the Network for detection of Atmospheric Composition Change (NDACC) to retrieve NH3 columns for the sites located in Bremen, Germany; Lauder, New Zealand; Jungfraujoch, Switzerland; and the island of Reunion, France. Using eight years (2005-2013) of retrieved NH3 columns clear seasonal cycles are observed for each of the stations. Maximum concentrations can be related to NH3 emission sources, specific for the regions. A comparison between the retrieved NH3 columns and observations from the recent IASI- NH3 product [Van Damme et al, 2014a] using strict spatial and temporal criteria for the selection of observations showed a good correlation (R=0.82; slope=0.63). The IASI- NH3 columns for the Bremen and Lauder area show similar temporal cycles when compared to the FTIR observations. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailRecent increase of ethane detected in the remote atmosphere of the Northern Hemisphere
Franco, Bruno ULg; Bader, Whitney ULg; Bovy, Benoît ULg et al

Conference (2015, April 13)

Ethane (C2H6) has a large impact on tropospheric composition and air quality because of its involvement in the global VOC (volatile organic compound) – HOx – NOx chemistry responsible for generating and ... [more ▼]

Ethane (C2H6) has a large impact on tropospheric composition and air quality because of its involvement in the global VOC (volatile organic compound) – HOx – NOx chemistry responsible for generating and destroying tropospheric ozone. By acting as a major sink for tropospheric OH radicals, the abundance of C2H6 influences the atmospheric content of carbon monoxide and impacts the lifetime of methane. Moreover, it is an important source of PAN, a thermally unstable reservoir for NOx radicals. On a global scale, the main sources of C2H6 are leakage from the production, transport of natural gas loss, biofuel consumption and biomass burning, mainly located in the Northern Hemisphere. Due to its relatively long lifetime of approximately two months, C2H6 is a sensitive indicator of tropospheric pollution and transport. Using an optimized retrieval strategy (see Franco et al., 2014), we present here a 20-year long-term time series of C2H6 column abundance retrieved from ground-based Fourier Transform InfraRed (FTIR) solar spectra recorded from 1994 onwards at the high-altitude station of Jungfraujoch (Swiss Alps, 46.5° N, 3580 m a.s.l.), part of the Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC, see http://www.ndacc.org). After a regular 1994 – 2008 decrease of the C2H6 amounts, which is very consistent with prior major studies (e.g., Aydin et al., 2011; Simpson et al., 2012) and our understanding of global C2H6 emissions, trend analysis using a bootstrap resampling tool reveals a C2H6 upturn and a statistically-significant sharp burden increase from 2009 onwards (Franco et al., 2014). We hypothesize that this observed recent increase in C2H6 could affect the whole Northern Hemisphere and may be related to the recent massive growth in the exploitation of shale gas and tight oil reservoirs. This hypothesis is supported by measurements derived from solar occultation observations performed since 2004 by the Atmospheric Chemistry Experiment – Fourier Transform Spectrometer (ACE-FTS) instrument and at other NDACC sites, namely Toronto (44° N) and Thule (77° N). Indeed, the recent rates of changes characterizing these data sets are consistent in magnitude and sign with the one derived from the FTIR measurements at Jungfraujoch. In contrast, the ethane time series form Lauder (45° S) shows a monotonic decrease over the last two decades. Investigating both the cause and impact on air quality of the C2H6 upturn should be a high priority for the atmospheric chemistry community. [less ▲]

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See detailHalogenated source gases measured by FTIR at the Jungfraujoch station: updated trends and new target species
Mahieu, Emmanuel ULg; Bader, Whitney ULg; Bovy, Benoît ULg et al

in Geophysical Research Abstracts (2015, April 13), 17

In this contribution, we present decadal time series of halogenated source gases monitored at the high altitude station of the Jungfraujoch (46.5°N, 8°E, 3580 m asl) with Fourier Transform Infared (FTIR ... [more ▼]

In this contribution, we present decadal time series of halogenated source gases monitored at the high altitude station of the Jungfraujoch (46.5°N, 8°E, 3580 m asl) with Fourier Transform Infared (FTIR) spectrometers, within the framework of the Network for the Detection of Atmospheric Composition Change. Total column trends presented in previous studies for CFC-11, -12 and HCFC-22, CCl4, HCFC-142b, CF4 and SF6 will be updated using the latest available Jungfraujoch solar observations. Investigations dealing with the definition of approaches to retrieve additional halogenated source gases from FTIR spectra will also be evoked. Our trend results will be critically discussed and compared with measurements performed in the northern hemisphere by the in situ networks. [less ▲]

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See detailA short dive into the complexity of Jupiter’s aurorae - invited
Bonfond, Bertrand ULg

Conference (2015, April 13)

Aurorae are the atmospheric signatures of energetic processes taking place far in the magnetosphere. One of the most important results brought by high resolution imaging of the UV aurorae at Jupiter is ... [more ▼]

Aurorae are the atmospheric signatures of energetic processes taking place far in the magnetosphere. One of the most important results brought by high resolution imaging of the UV aurorae at Jupiter is the realization that there isn’t such a thing as «the aurora» at Jupiter; as these light emissions appear to arise from a variety of processes. Some are related to the interaction of the magnetospheric plasma with the moons (the satellite footprints). Others are linked with the radial motion of flux tubes through centrifugal instabilities (the injection auroral signatures). Some diffuse emissions are connected with wave-particle interaction (the equatorward diffuse emissions). Another feature is associated with the magnetosphere-ionosphere coupling (the main emission/oval). Some auroral spots are related to internally driven reconnection (the polar dawn spots). Finally, the polar-most emissions remain to be understood and this list is still incomplete. In order to illustrate the discrepancies between these various features, I will show a set of recent results derived from the analysis of Hubble Space Telescope observations. For example, I will compare the vertical profile of satellite footprints and the main emissions, and show that the energy population of the precipitating particles varies from feature to feature. Moreover, even within a single feature, spatial variations do exist. As an example, I will characterize the dawn-dusk brightness discrepancy of the main emissions and discuss its implication regarding the magnetospheric currents. And finally, the dynamics of the features also helps differentiating one type of aurora from another. This will be shown through the description of the morphological evolution of the transient flares in the polar region. [less ▲]

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See detailEGU2015 - ENSO forecast using a wavelet-based mode decomposition
Deliège, Adrien ULg; Nicolay, Samuel ULg; Fettweis, Xavier ULg

Conference (2015, April 13)

The aim of this work is to introduce a new method for forecasting major El Niño/ La Niña events with the use of a wavelet-based mode decomposition. These major events are related to sea surface ... [more ▼]

The aim of this work is to introduce a new method for forecasting major El Niño/ La Niña events with the use of a wavelet-based mode decomposition. These major events are related to sea surface temperature anomalies in the tropical Pacific Ocean: anomalous warmings are known as El Niño events, while excessive coolings are referred as La Niña episodes. These climatological phenomena are of primary importance since they are involved in many teleconnections ; predicting them long before they occur is therefore a crucial concern. First, we perform a wavelet transform (WT) of the monthly sampled El Niño Southern Oscillation 3.4 index (from 1950 to present) and compute the associated scale spectrum, which can be seen as the energy carried in the WT as a function of the scale. It can be observed that the spectrum reaches five peaks, corresponding to time scales of about 7, 20, 31, 43 and 61 months respectively. Therefore, the Niño 3.4 signal can be decomposed into five dominant oscillating components with time-varying amplitudes, these latter being given by the modulus of the WT at the associated pseudo-periods. The reconstruction of the index based on these five components is accurate since more than 93% of the El Niño/ La Niña events of the last 60 years are recovered and no major event is erroneously predicted. Then, the components are smoothly extrapolated using polynomials and added together, giving so several years forecasts of the Niño 3.4 index. In order to increase the reliability of the forecasts, we perform several months hindcasts (i.e. retroactive probing forecasts) which can be validated with the existing data. It turns out that most of the major events can be accurately predicted up to three years in advance, which makes our methodology competitive for such forecasts. Finally, we discuss the El Niño conditions currently undergone and give indications about the next La Niña event. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailChallenges of Sustainable and Commercial Aquaponics
Goddek, Simon; Delaide, Boris ULg; Mankasingh, Utra et al

in Sustainability (2015), 7

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