11-2007 Newsletter

Minnesota State University, Mankato, Library Services Newsletter for November 2007

Monitoreo de servicios ecosistémicos en un observatorio de cafetales agroforestales. Recomendaciones para el sector cafetalero

Ocho años de estudio de la ecofisiología del café, a través de experimentación y de modelación y el monitoreo de los servicios del ecosistema (SE) en una gran finca cafetalera en Costa Rica, revelaron varias recomendaciones prácticas para los agricultores y los formuladores de políticas. El sistema de cultivo estudiado dentro de nuestro observatorio colaborativo (Coffee-Flux), corresponde a un sistema agroforestal (SAF) a base de café bajo la sombra de grandes árboles de Erythrina poeppigiana (16% de la cubierta del dosel). Una gran cantidad de SE y limitantes dependen de las propiedades locales del suelo (en este caso Andisoles), especialmente de la erosión/infiltración, el agua/carbono y la capacidad de almacenamiento de nutrientes. Por lo tanto, para la evaluación de SE, el tipo de suelo es crucial. Una densidad adecuada de árboles de sombra (bastante baja aquí por la condición de libre crecimiento), redujo la severidad de las enfermedades de las hojas con la posibilidad de reducir el uso de plaguicidas y fungicidas. Un inventario simple del área basal en el collar de las plantas de café permitió estimar la biomasa subterránea y la edad promedio de la plantación, para juzgar su valor de mercado y decidir cuándo reemplazarla. Las fincas de café probablemente estén mucho más cerca de la neutralidad de C que lo indicado en el protocolo actual de C-neutralidad, que solo considera árboles de sombra, no los cafetos ni el suelo. Se proponen evaluaciones más completas, que ncluyen árboles, café, hojarasca, suelo y raíces en el balance C del SAF. Los árboles de sombra ofrecen muchos SE si se gestionan adecuadamente en el contexto local. En comparación con las condiciones a pleno sol, los árboles de sombra pueden (i) reducir la erosión laminar en un factor de 2; (ii) aumentar la fijación de N y el % de N reciclado en el sistema, reduciendo así los requisitos de fertilizantes; (iii) reducir la severidad de enfermedades de las hojas; (iv) aumentar el secuestro de C; (v) mejorar el microclima y (vi) reducir sustancialmente los efectos del cambio climático. En nuestro estudio de caso, no se encontró ningún efecto negativo sobre el rendimiento del café

Agroforesterie et services écosystémiques en zone tropicale

Respectueux de l’environnement et garantissant une sécurité alimentaire soutenue par la diversification des productions et des revenus qu’ils procurent, les systèmes agroforestiers apparaissent comme un modèle prometteur d’agriculture durable dans les pays du Sud les plus vulnérables aux changements globaux. Cependant, ces systèmes agroforestiers ne peuvent être optimisés qu’à condition de mieux comprendre et de mieux maîtriser les facteurs de leurs productions. L’ouvrage présente un ensemble de connaissances récentes sur les mécanismes biophysiques et socio-économiques qui sous-tendent le fonctionnement et la dynamique des systèmes agroforestiers. Il concerne, d’une part les systèmes agroforestiers à base de cultures pérennes, telles que cacaoyers et caféiers, de régions tropicales humides en Amérique du Sud, en Afrique de l’Est et du Centre, d’autre part les parcs arborés et arbustifs à base de cultures vivrières, principalement de céréales, de la région semi-aride subsaharienne d’Afrique de l’Ouest. Il synthétise les dernières avancées acquises grâce à plusieurs projets associant le Cirad, l’IRD et leurs partenaires du Sud qui ont été conduits entre 2012 et 2016 dans ces régions. L’ensemble de ces projets s’articulent autour des dynamiques des systèmes agroforestiers et des compromis entre les services de production et les autres services socio-écosystémiques que ces systèmes fournissent

L'incertitude sur les résultats d'un problème de mécanique des sols ou des roches traités par la méthode des éléments finis

Dans cette étude, on dénombre les incertitudes qui peuvent affecter les résultats d'un problème de mécanique des sols ou des roches. Dans le cas d'un calcul mené par la méthode des éléments finis, en élasticité linéaire, une méthode est présentée qui permet d'estimer en première approximation l'incertitude sur les résultats de l'analyse. Deux exemples simples illustrent les possibilités du programme de calcul réalisé

Micromécanique des matériaux granulaires

Cet ouvrage est consacré à l'analyse et à la modélisation du comportement mécanique des matériaux granulaires considérés comme des milieux à structure discrète. L'essentiel des analyses proposées concerne des sollicitations statiques ou dynamiques appliquées à des milieux denses, les écoulements rapides de milieux granulaires dispersés ne sont évoqués que succinctement

Renforcement des parois d'un tunnel par des boulons expansifs (Retour d'expérience et étude numérique)

L'étude porte sur l'évaluation de l'effet du boulonnage radial en terme de soutènement à partir d'un retour de chantier et sur la comparaison entre ces résultats et les résultats d'une modélisation numérique du creusement du tunnel. On présente les résultats des mesures de convergences des parois obtenues à l'occasion du creusement du tunnel de Tartaiguille lors de la traversée des marnes de l'Aptien. Cette analyse est intéressante dans la mesure où elle réunit sur près de 300 mètres de tunnel les conditions suivantes : une géologie très homogène, un soutènement composé uniquement de béton projeté et de boulons radiaux, des mesures de convergences réalisées sur seize sections de mesures. Après une description de l'ouvrage, on se propose d'évaluer quantitativement le rôle des boulons dans la réduction des convergences en tenant compte de l'ensemble des paramètres susceptibles d'influencer cette analyse. On montre ainsi l'importance de quelques boulons supplémentaires sur la stabilité de l'ouvrage. On peut ensuite confronter cette évaluation de l'effet des boulons à celle que l'on obtient lors d'une modélisation numérique du creusement du tunnel telle qu'elle est couramment pratiquée par les bureaux d'études. On présente et on utilise au cours de cette modélisation les différentes méthodes pour simuler le boulonnage. Les résultats de ces calculs permettent de conclure sur la pertinence de ces méthodes pour représenter le rôle qu'ont joué les boulons dans le tunnel de Tartaiguille. Suite à ces résultats, nous avons étudié plus particulièrement la mise en oeuvre spécifique des boulons expansifs. Des calculs d'expansion de cavité analytiques ou numériques montrent que l'influence de l'expansion des boulons sur le champ des contraintes dans la zone boulonnée est importante. Ce mécanisme est absent de la modélisation du creusement du tunnel où ce type de boulon est considéré de manière identique à des boulons à scellement réparti. A l'aide d'hypothèses simplificatrices, on peut établir pour un comportement élastique, les expressions des variations de contraintes et de déplacements générés par l'expansion des boulons dans le terrain. Ce résultat introduit dans des approches analytiques ou numériques modélisant le creusement d'un tunnel avec un comportement élastoplastique du terrain, permet de discuter de l'influence de l'expansion et de donner des recommandations sur l'utilisation de ces boulons.The study describes the assessment of the radial bolting effect in terms of support systems beginning with feedback from the building site and the comparison between those results and the results of numerical modelling of driving the tunnel. The results are presented of measurements of walls convergences obtained during the driving of the Tartaiguille tunnel when crossing through the Aptian marls. This analysis is interesting since it brings together the following conditions over close to 300 meters of tunnel: a very homogeneous geology, a support system composed only of shotcrete and radial bolts, with measurements of convergences over sixteen measurement sections. After a description of the structure, we propose to quantitatively assess the function of the bolts in the reduction of convergences while reckoning with all the parameters which might influence that analysis. In this way, we demonstrate the importance of a few extra bolts to the structure's stability. It is then possible to compare this assessment of the effect of the bolts with the assessment that we obtain during a numerical modelling of the driving of the tunnel as it is habitually performed by consulting engineers. While performing this modelling, we present and use various methods for simulating the bolting. The results of these calculations make it possible to conclude if these methods are pertinent in the representation of the function played by the bolts in the Tartaiguille. Due to these results, we studied more particularly the specific setting of the expansive bolts. Some analytical or numerical calculations of cavity expansion show the high influence of the expansive bolts on the strains field of the bolted area. This mechanism is absent of the numerical modelisation of the driving of the tunnel. During this modelisation, this bolts' type is considered as grouted bolts. Thanks to hypothesis, we can write, for an elastic behaviour, the formulas of the strains and displacements variations generated by the bolt expansion in the ground. This result introduces in an analytical or numerical approach modelising the driving of a tunnel with an elastoplastic behaviour law of the ground permit to discuss of the expansion influence and to give some recommendations about the use of this bolts type.LYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF

Modélisation discrète des enrochements (Application aux barrages)

Cette étude décrit la mise au point et la validation d'un modèle numérique discret bidimensionnel pour les enrochements de barrages. Différentes formes d'agrégats bidimensionnels pouvant se rompre selon différents modes sont définies. La résistance des liaisons internes des agrégats est calée sur des essais expérimentaux d'écrasement de blocs rocheux permettant de relier leur résistance à leur dimension. Des simulations numériques d'essais de laboratoire sont réalisées sur des échantillons composés des différents agrégats. Les essais réalisés sur des agrégats cassables mettent en évidence l'influence très importante du phénomène de rupture sur le comportement. Un barrage est modélisé. Le rôle stabilisateur du perré de pierres rangées est mis en évidence. Le modèle permet de reproduire les déformations du barrage dues au remplissage de la retenue et sa bonne tenue au séisme. L'influence de la rupture des particules sur le tassement du barrage est également mise en évidence.In this study, a discrete numerical model for rockfill is built up and validated. This model is based upon the definition of bidimensional clusters that can break in different ways. The resistance of the inner bonds of the clusters are calibrated by reproducing the size-dependant resistance of rock blocks submitted to crushing tests. Numerical simulations of laboratory tests are performed on samples made of the different clusters. Tests on crushable clusters emphasize the utmost importance of particle crushing on the behaviour. A dam is modelled. The role of the placed-rock face on the stabilisation is underlined. The deformation of the dam during reservoir filling, as well as its good seismic behaviour is well reproduced by the model. The model makes it possible to show the influence of particle breakage on the settlements.LYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF