Re-parametrisation of Adel-wheat allows reducing the experimental effort to simulate the 3D development of winter wheat

Eds. Risto Sievänen, Eero Nikinmaa, Christophe Godin, Anna Lintunen & Pekka NygrenA parameterisation of wheat architecture was developed, having high flexibility to simulate contrasted genotypes and growth conditions with a reasonably low number of parameters. Field measurements at 4-5 dates allowed to simulate crops from emergence to maturity with a good agreement between simulated and measured ground cover and GAI. Dynamics of leaf angles were shown to impact strongly ground cover

Modélisation des fuites diffuses et des phénomènes d’inertie dans les réseaux de distribution d’eau potable

The purpose of this thesis is to model water distribution networks (WDNs) subject to backgroundleakage outflows and inertia phenomena. Pressures in WDNs must be high enough for all consumers tohave water with a good quality of service, but low enough to limit background leakages. A key elementto solve this optimization problem is to model accurately the dependence of background leakages topressures. For this purpose, we propose in this thesis several new background leakage models that take into account of the gradient of pressure along the pipes. We show, through numerical experimentation on both theoretical and real networks, the superiority of our models when compared to the state-of-the-art ones. Also, our approach allows the simulation of high-lying nodes in case of insufficient pressures, and the identification of the leakiest parts of the pipes. Once our models are validated in steady-state, we explore the feasibility of integrating them into a new rigid-water column (RWC) simulator that takes into account of inertia phenomena. These phenomena appear, e.g., when users’ demands or heads at tanks vary quickly, pumps are started, or valves are opening or closing in less than a minute. We observe significant differences between the results of our RWC and the ones of an extended-period simulator (EPS) that neglects inertia phenomena. We also highlight the increase ofstiffness due to the integration of pressure-dependent outflows in the slow-transient equations. Finally,we initiate the calibration of the leakage parameters from the experimental data collected during theOriented Renewal of Pipes (ROC) project. All our developments are integrated into a collaborativeframework dedicated to WDNs modeling.L’objectif de cette thèse est de modéliser des réseaux de distribution d’eau potable sujets à des fuites diffuses et à des phénomènes d’inertie. Les pressions dans les réseaux doivent être suffisantes pour que tous les consommateurs aient de l’eau avec une bonne qualité de service. Cependant, pour limiter les fuites diffuses, ces pressions ne doivent pas être excessives. Un élément clé pour résoudre ce problème d’optimisation est de modéliser avec précision la dépendance des fuites diffuses à la pression. Nous proposons donc dans cette thèse plusieurs nouveaux modèles de fuites diffuses qui prennent en compte le gradient de pression le long des conduites. Nous montrons, à travers plusieurs expérimentations numériques sur des réseaux théoriques et réels, la supériorité de nos modèles par rapport à ceux de l’état de l’art. Notre approche permet également d’identifier les points hauts isolés en cas de pression insuffisante, et les parties les plus fuyardes des tronçons. Après validation de nos modèles en régime permanent, nous explorons la faisabilité de les intégrer dans un nouveau simulateurtransitoire-lent qui décrit les phénomènes d’inertie. Ces phénomènes apparaissent par exemple lorsqueles demandes des utilisateurs ou les hauteurs des réservoirs varient rapidement, des pompes sont démarrées, ou quand des vannes s’ouvrent ou se ferment en moins d’une minute. Nous observons desdifférences significatives entre les résultats de notre modèle transitoire-lent et ceux d’un simulateurpseudo-transitoire qui néglige les phénomènes d’inertie. Nous mettons aussi en évidence un accroissement important de la raideur du système à résoudre lorsque des fuites diffuses dépendant dela pression sont modélisées. Enfin, nous introduisons le calage des paramètres de fuite à partir desdonnées expérimentales collectées lors du projet de Renouvellement Orienté des Conduites (ROC).Tous nos développements sont parties intégrantes d’un cadriciel collaboratif dédié à la modélisationdes réseaux d’eau

Modeling of background leakage outflows and inertia phenomena in water distribution networks

L’objectif de cette thèse est de modéliser des réseaux de distribution d’eau potable sujets à des fuites diffuses et à des phénomènes d’inertie. Les pressions dans les réseaux doivent être suffisantes pour que tous les consommateurs aient de l’eau avec une bonne qualité de service. Cependant, pour limiter les fuites diffuses, ces pressions ne doivent pas être excessives. Un élément clé pour résoudre ce problème d’optimisation est de modéliser avec précision la dépendance des fuites diffuses à la pression. Nous proposons donc dans cette thèse plusieurs nouveaux modèles de fuites diffuses qui prennent en compte le gradient de pression le long des conduites. Nous montrons, à travers plusieurs expérimentations numériques sur des réseaux théoriques et réels, la supériorité de nos modèles par rapport à ceux de l’état de l’art. Notre approche permet également d’identifier les points hauts isolés en cas de pression insuffisante, et les parties les plus fuyardes des tronçons. Après validation de nos modèles en régime permanent, nous explorons la faisabilité de les intégrer dans un nouveau simulateurtransitoire-lent qui décrit les phénomènes d’inertie. Ces phénomènes apparaissent par exemple lorsqueles demandes des utilisateurs ou les hauteurs des réservoirs varient rapidement, des pompes sont démarrées, ou quand des vannes s’ouvrent ou se ferment en moins d’une minute. Nous observons desdifférences significatives entre les résultats de notre modèle transitoire-lent et ceux d’un simulateurpseudo-transitoire qui néglige les phénomènes d’inertie. Nous mettons aussi en évidence un accroissement important de la raideur du système à résoudre lorsque des fuites diffuses dépendant dela pression sont modélisées. Enfin, nous introduisons le calage des paramètres de fuite à partir desdonnées expérimentales collectées lors du projet de Renouvellement Orienté des Conduites (ROC).Tous nos développements sont parties intégrantes d’un cadriciel collaboratif dédié à la modélisationdes réseaux d’eau.The purpose of this thesis is to model water distribution networks (WDNs) subject to backgroundleakage outflows and inertia phenomena. Pressures in WDNs must be high enough for all consumers tohave water with a good quality of service, but low enough to limit background leakages. A key elementto solve this optimization problem is to model accurately the dependence of background leakages topressures. For this purpose, we propose in this thesis several new background leakage models that take into account of the gradient of pressure along the pipes. We show, through numerical experimentation on both theoretical and real networks, the superiority of our models when compared to the state-of-the-art ones. Also, our approach allows the simulation of high-lying nodes in case of insufficient pressures, and the identification of the leakiest parts of the pipes. Once our models are validated in steady-state, we explore the feasibility of integrating them into a new rigid-water column (RWC) simulator that takes into account of inertia phenomena. These phenomena appear, e.g., when users’ demands or heads at tanks vary quickly, pumps are started, or valves are opening or closing in less than a minute. We observe significant differences between the results of our RWC and the ones of an extended-period simulator (EPS) that neglects inertia phenomena. We also highlight the increase ofstiffness due to the integration of pressure-dependent outflows in the slow-transient equations. Finally,we initiate the calibration of the leakage parameters from the experimental data collected during theOriented Renewal of Pipes (ROC) project. All our developments are integrated into a collaborativeframework dedicated to WDNs modeling

Modélisation des fuites diffuses et des phénomènes d’inertie dans les réseaux de distribution d’eau potable

The purpose of this thesis is to model water distribution networks (WDNs) subject to background leakage outflows and inertia phenomena. Pressures in WDNs must be high enough for all consumers to have water with a good quality of service, but low enough to limit background leakages. A key element to solve this optimization problem is to model accurately the dependence of background leakages to pressures. For this purpose, we propose in this thesis several new background leakage models that take into account the gradient of pressure along the pipes. We show, through numerical experi- mentation on both theoretical and real networks, the superiority of our models when compared to the state-of-the-art ones. Also, our approach allows the simulation of high-lying nodes in case of insufficient pressures, and the identification of the leakiest parts of the pipes. Once our models are validated in steady-state, we explore the feasibility of integrating them into a new rigid water column (RWC) simu- lator that takes into account inertia phenomena. These phenomena appear, e.g., when users’ demands or heads at tanks vary quickly, pumps are started, or valves are opening or closing in less than a minute. We observe significant differences between the results of our RWC and the ones of an extended-period simulator (EPS) that neglects inertia phenomena. We also highlight the increase of stiffness due to the integration of pressure-dependent outflows in the slow-transient equations. Finally, we initiate the calibration of the leakage parameters from the experimental data collected during the Oriented Renewal of Pipes (ROC) project. All our developments are integrated into a collaborative framework dedicated to WDNs modeling.L’objectif de cette thèse est de modéliser des réseaux de distribution d'eau potable sujets à des fuites diffuses et à des phénomènes d’inertie. Les pressions dans les réseaux doivent être suffisantes pour que tous les consommateurs aient de l’eau avec une bonne qualité de service. Cependant, pour limiter les fuites diffuses, ces pressions ne doivent pas être excessives. Un élément clé pour résoudre ce problème d’optimisation est de modéliser avec précision la dépendance des fuites diffuses à la pression. Nous proposons donc dans cette thèse plusieurs nouveaux modèles de fuites diffuses qui prennent en compte le gradient de pression le long des conduites. Nous montrons, à travers plusieurs expérimentations numériques sur des réseaux théoriques et réels, la supériorité de nos modèles par rapport à ceux de l’état de l’art. Notre approche permet également d'identifier les points hauts isolés en cas de pression insuffisante, et les parties les plus fuyardes des tronçons. Après validation de nos modèles en régime permanent, nous explorons la faisabilité de les intégrer dans un nouveau simulateur transitoire-lent qui décrit les phénomènes d’inertie. Ces phénomènes apparaissent par exemple lorsque les demandes des utilisateurs ou les hauteurs des réservoirs varient rapidement, des pompes sont démarrées, ou quand des vannes s’ouvrent ou se ferment en moins d’une minute. Nous observons des différences significatives entre les résultats de notre modèle transitoire-lent et ceux d’un simulateur pseudo-transitoire qui néglige les phénomènes d’inertie. Nous mettons aussi en évidence un accroissement important de la raideur du système à résoudre lorsque des fuites diffuses dépendant de la pression sont modélisées. Enfin, nous introduisons le calage des paramètres de fuite à partir des données expérimentales collectées lors du projet de Renouvellement Oriente des Conduites (ROC). Tous nos développements sont parties intégrantes d’un cadriciel collaboratif dédié à la modélisation des réseaux d’eau

De l'hystérie à la conversion somatique chez l'enfant et l'adolescent

Pivot central de l'hystérie freudienne, la conversion lui est originellement liée. Pourtant la clinique et notamment la clinique de l'enfant a progressivement amené la plupart des auteurs à individualiser chez l'enfant la notion de conversion de celle d'hystérie. Evoquer distinctement hystérie et conversion suppose aussi d"ébaucher une véritable redéfinition de cette dernière. Parmi les définitions de la conversion que nous avons rencontrées dans ce travail, nous distinguons celles issues du modèle freudien de l'hystérie, celles qui se veulent purement cliniques ou critériologiques et celles qui envisagent la conversion en tant que symptôme sous- tendu par un type de processus ou de mécanisme psycho pathologique, différenciés en fonction de l'age, sans forcément préjuger d'une structure hystérique sous jacente. En reprenant les aspects cliniques, épidémiologiques, psychopathologiques et, en les envisageant dans un deuxième temps en regard de trois illustrations clinique, nous discutons ce diagnostic de conversion et tentons d'en dégager certains risques et enjeux. Parmi ceux, soulignons l'importance d"un diagnostic ne se limitant pas à un diagnostic d'exclusion mais fondé sur une démarche conjointe pédiatrique et pédopsychiatrique.NANCY1-SCD Medecine (545472101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

CN-wheat: a mechanistic structural-functional model for carbon and nitrogen metabolism in wheat

In a context of global change, it is necessary to identify new practices and plant characteristics determining crop production and that can be potential targets for plant breeding. This could be achieved by numerical simulation, using mechanistic and integrative models that provide a holistic view of plant functioning. However, a central difficulty lies in building a coherent view of the involved processes and how to integrate them at plant and crop level. The model proposed here, called CN-Wheat, represents a significant progress to address these issues by using a fully mechanistic approach for integration of Carbon (C) and Nitrogen (N) metabolisms within wheat plants after anthesis. CN-Wheat is defined at culm scale; the crop is represented as a population of individual culms that compete for light and soil N. Culm structure is composed of a root compartment, a set of photosynthetic organs and the grains. Each module includes structural, storage and mobile materials. Fluxes of C-N among modules take place through a common pool and/or through the transpiration flow. The modelled physiological activities are the acquisition of C and N, the synthesis and degradation of primary metabolites (sucrose, fructans, starch, amino acids, proteins and nitrates), C respiration, C-N exudation and tissue death. A central role is given to metabolite concentrations as drivers of (i) physiological activities and (ii) transfers between organs. Thus, the integration within the plant results from that all processes act in parallel on interconnected metabolite pools, which is represented as a set of differential equations, solved numerically. Model behavior was evaluated against a field experimentation with three levels of N fertilization applied at anthesis. For each N treatment, CN-Wheat accurately predicted the post-anthesis kinetics of (i) C-N distribution among organs, (ii) green areas of laminae and (iii) dry mass and N content of grains. In our simulations, when soil N was non-limiting, N in grains was ultimately determined by the availability of C for root activity. Dry matter accumulation in grains was mostly affected by photosynthetic organ lifespan which was regulated by protein turn-over and C-regulated root activity. Whereas the use of response functions to metabolite concentration is accepted for each of the processes described in the model, here we show that it can be used for an integrative modelling of the whole plant. Besides, CN-Wheat provides insights into the interplay of C-N metabolism which is expected to improve our knowledge on the regulation of plant functioning. This approach also enables to identify potential targets for plant breeding in order to improve crop production and N efficiency as well as crop adaptation to climate changes and low N agronomical practices

A robust simulator of pressure-dependent consumption in Python

Modeling of pressure-dependent users’ consumption is mandatory to simulate accurately the hydraulics of water distribution networks (WDNs). Several software solutions already exist for this purpose, but none of them actually permits the easy integration and testing of new physical processes. In this paper, we propose a new Python simulator that implements a state-of-the-art pressure-dependent model (PDM) of users’ consumptions based on the Wagner’s pressure–outflow relationship (POR). We tested our simulator on eight large and complex WDNs, for different levels of users’ demands. The results show similar precision and efficiency to the ones obtained by the authors of the original model with their MATLAB implementation. Moreover, in case of fully satisfied users’ demands, our simulator provides the same results as EPANET 2.0 in comparable computational times. Finally, our simulator is integrated into the open-source, collaborative, multi-platform, and Git versioned Python framework OOPNET (Object-Oriented Python framework for water distribution NETworks analyses); thus, it can be easily reused and/or extended by a large community of WDN modelers. All this work represents a preliminary step before the incorporation of new processes such as valves, pumps, and pressure-dependent background leakage outflows. HIGHLIGHTS A new simulator of pressure-dependent consumption in water distribution network.; Coded in Python, based on a state-of-the-art MATLAB model, easy to extend.; Numerical experiments on networks composed of up to 19,647 pipes and 17,986 nodes.; Instabilities handled through regularization and line search along the Newton descent.; Preliminary step for integration of new processes and first contribution to OOPNET.

A new slow transient pressure-dependent model to simulate background leakages and inertia in water distribution networks

International audienceWe present here a new slow-transient model including pressure- dependent background leakages. This model permits to take inertia effects into account while keeping time execution acceptable. New mathematical formulations and numerical implementations were developed to make the model both stable and accurate

Évaluation de modèles de fuite diffuse pour les réseaux d'alimentation en eau potable

International audienceBackground leakages in water distribution networks (WDNs) may represent important economic and environmental losses, and significant ones should be integrated in hydraulic models to help utilities making good decisions for better rehabilitation and operational management of water-related infrastructures. Nowadays WDN models either do not take inertial effects into account or do not model background leakages explicitly. Moreover, not all of the current formulations have been tested on actual and large WDNs yet. Thus, there is a need to deeply analyse, test and compare these formulations, so as to clarify their range of validity and improve them taking the most benefit of their respective advantages. To achieve this goal we propose to analyse, compare and discuss the existing formulations which incorporate both inertia and background leakages in steady state and slow transient models. In particular, to reconcile computational efficiency and physical accuracy, we choose to consider background leakages as piecewise constant functions in time and streamline direction. We integrate the equations using a Rosenbrock method, we run the models on simplified and real WDNs, and we quantify the uncertainties of the models to assess their reliability and range of validity. Preliminary analysis of two existing formulations of background leakages shows strong similarities between inertial terms. Taking acceleration head and additional leakage convective inertia into account using slow transient models gives the most realistic results, and considering constant background leakages at the pipe scale provides a good representation while keeping the computation times acceptable. As a conclusion, this study is a first step toward the development and validation of slow transient models incorporating background leakages to simulate large WDNs. Future work will consist in the calibration and global sensitivity analysis of the models