Assessment of the Risk of Failure of Embankment Dams and Fluvial Levees by Overflowing: The EDF Practice and Research Needs

According to the French regulation, EDF (Electricité de France) must perform dam safety risk analysis for all dams which height is above 10 meters. Dam safety risk analysis includes a potential failure mode analysis, where overflowing erosion must be taken into account most of the time. In such cases, the dam owner must determine if the overflow will erode or not the dam or levee and form a breach and, if a breach forms, what is the breach outflow hydrograph. The criteria and methodologies used by EDF to answer these questions are presented. Research needs to fill the gaps and improve the reliability of potential failure mode analysis are discussed

Recent Case Histories of Cascade Failures and Overflowing Events of Embankment Dams

Excessive rainfall and extensive flooding within the context of a changing environment show the fact that resistance to overflowing erosion of embankment dams needs to be better assessed because of the increasing number of dam failures caused by overflowing, implying the necessity of a reaction to this kind of challenges. Better understandings of the embankment failure processes and the dominant parameters affecting these kinds of failures are necessary for predicting and modeling the breach processes. Acquiring this better understanding of the physical processes and a numerical prediction capability requires progressing in parallel in laboratory and field test investigations of embankment breaches and analyzing case studies of real-life embankment failures. It is interesting to notice an increasing number of cascade failures that led to the destruction of embankment dams. Even though cascade reservoirs are built in many river basins nowadays, studies on sequential embankment dam-break in cascade reservoirs are still few and difficult to perform. Therefore, improving numerical simulations and risk analyses of cascade reservoir dam breaks are of practical engineering significance. This paper aims to describe several cascade failures with embankment dams breaking by overflowing to point out the lessons to learn related to the comprehension of the main physical processes governing these events

Développement et réalisation de nouvelles structures de protection contre les décharges électrostatiques

Le cadre de cette étude se focalise sur le développement de protections contre les décharges électrostatiques (ESD) externes aux composants électroniques à protéger. Pour des raisons applicatives, ou l'encombrement devient une préoccupation majeure, ces protections ESD doivent répondre à des contraintes de taille toujours plus difficiles à satisfaire tout en gardant les mêmes performances en robustesse. Ce travail présente un nouveau concept de structure de protection ESD bidirectionnel basé sur une technologie industrielle originellement dédié à la réalisation de capacités à haute densité d'intégration. Le procédé technologique possède une étape de fabrication de tranchées profonde qui est mise à profit dans cette étude pour la réalisation de diodes tridimensionnelles. L'optimisation de la configuration de ces structure a été menée par une étude théorique à l'aide des outils de simulation TCAD afin de mieux appréhender le fonctionnement physique et d'apporter des règles de conception. De nombreux résultats expérimentaux sont présentés et des comparaisons seront également menées afin de quantifier l'apport de cette nouvelle technologie. La meilleure configuration permet de garantir une réduction de 25% de la taille des structures tout en garantissant un niveau de robustesse élevé.As part of this study focuses on the development of external protection against electrostatic discharge (ESD) to the electronic components to protect. For many applicative reasons where taken area becomes a major concern, the ESD protection must meet size constraints increasingly difficult to satisfy while keeping the same performance in robustness. This work presents a new concept of bi-directional ESD protection structure based on industrial technology originally dedicated to achieving high-density integration capabilities. The technological process has a deep trench production step which is used in this study for the realization of three-dimensional diodes. Optimizing configuration of the structure was conducted by a theoretical study using TCAD simulation tools to better understand the physical functioning and provide design rules. Many experimental results are presented and comparisons will also be conducted to quantify the contribution of this new technology. The best configuration ensures a 25% reduction in the size of structures while ensuring a high level of robustness

Caractérisation d'un nouveau mécanisme d'action de la E3 ubiquitine ligase WWP1 et régulation de son activité dans la cancérogenèse

The TGF-β pathway plays a biphasic role during cancerogenesis. My laboratory identified a new protein, WWP1, as a negative regulator of TGF-β signaling. WWP1 is an E3 ubiquitin ligase that triggers polyubiquitination and degradation of TGF-β type I receptor. A genomic amplification of WWP1 is found in a large portion of mammary and prostatic tumors, suggesting a key role for WWP1 during carcinogenesis related to TGF-β. My thesis project was to determine the regulation of the catalytic activity of WWP1 and a new molecular mechanism of action of WWP1 whose deregulation can be implicated in cancerogenesis. My results indicate that at steady states, WWP1 is monoubiquitinated, its polyubiquitination activity being silenced due to the inhibitory effects of C2 or/and WW domains on its Hect domain. In presence of substrates, WWP1 is « opened » and induces polyubiquitination and degradation of its substrates. Moreover, a WWP1 mutation found in prostate cancer disrupts this regulatory mechanism. It possesses an increased ligase activity towards itself and its substrates, which leads to the attenuation of TGF-β cytostatic signaling, a consequence that could conceivably confer tumorigenic properties to WWP1. We also identified STARD13 as a novel WWP1 interacting partner. STARD13 has a RhoGAP activity, and is considered as a tumor suppressor. We have shown that STARD13 mediates the association of WWP1 with the GTPase RhoA, ultimately leading to RhoA polyubiquitination and degradation. Interestingly, the WWP1/STARD13 complex is involved in the actin cytoskeleton rearrangement by preferentially targeting the active form of RhoA for degradation. These results reveal a previously unrecognized role for WWP1, which could play a key role in the migration of cancer cells during metastasis. Characterization of new regulation and action mechanisms for WWP1 should allow identifying whether WWP1 is a diagnosis biomarker in cancer and/or a new therapeutic target for the development of anticancer drugs.La voie de signalisation TGF-β joue un rôle biphasique durant la cancérogenèse. Mon laboratoire a identifié une nouvelle protéine inhibitrice de la voie TGF-β, WWP1. WWP1 est une E3 ubiquitine ligase qui induit la polyubiquitination et la dégradation du récepteur de type I au TGF-β. De plus, le gène WWP1 est amplifié dans une large proportion de cancers mammaires et prostatiques, suggérant que WWP1 pourrait jouer un rôle clé dans les processus de cancérogenèse liés au TGF-β. Mon projet de thèse était donc de caractériser la régulation de l’activité catalytique de WWP1 ainsi que son mécanisme d’action dans la cellule. Mes résultats montrent qu’à l’état basal, WWP1 est monoubiquitinée, son activité de polyubiquitination étant réduite par l’effet inhibiteur qu’exercent les domaines C2 et/ou WW sur son domaine HECT. En présence de substrats, la protéine WWP1 « s’ouvre » et peut alors induire la polyubiquitination et la dégradation de ses substrats. De plus, nous avons observé qu’un mutant de WWP1, détecté dans un cancer de la prostate, est incapable de s’autoréguler selon ce modèle. Il présente une plus forte activité ligase envers lui-même et ses substrats, ce qui entraîne une atténuation de la réponse cytostatique du TGF-β pouvant conférer une activité oncogénique à WWP1. De plus, nous avons identifié STARD13 comme un nouveau partenaire de WWP1. STARD13 est une protéine à activité RhoGAP, considérée comme un suppresseur de tumeur. Nous avons montré que STARD13 permet l’association de WWP1 avec la GTPase RhoA, entraînant ainsi la polyubiquitination et la dégradation de RhoA. De façon intéressante, le complexe WWP1/STARD13 est impliqué dans le remodelage de l’architecture du cytosquelette en dégradant préférentiellement la forme activée de RhoA. Ces résultats ont permis d’identifier un nouveau rôle de WWP1 qui pourrait jouer un rôle essentiel durant la migration des cellules cancéreuses lors du processus métastatique. La caractérisation de nouveaux mécanismes de régulation et d’action de WWP1 devrait permettre à terme d’identifier si WWP1 est un marqueur diagnostique dans le cancer et/ou une nouvelle cible thérapeutique pour le développement de médicaments anticancéreux

Zinc et production de semence de béliers de centre d'insémination artificielle

En 2001, une diminution constante de la concentration en spermatozoïdes des éjaculats des béliers a été mise en évidence sur une période de 10 ans au centre d'insémination INSEM-OVIN. Nous avons émis l'hypothèse selon laquelle une carence en zinc liée à un excès de calcium dans la ration pouvait être à l'origine de cette altération de la semence. 32 béliers du centre d'insémination ont été inclus dans l'étude et 15 d'entre eux ont reçu une supplémentation en zinc (300 mg par animal) tous les 3 mois par voie intramusculaire durant 1 an. L'évolution de la zincémie chez les deux groupes et la relation entre la zincémie et les paramètres sémiologiques des béliers ont été étudiés sur 2 périodes d'avril à juin 2003 et 2004. Au début de l'expérimentation, la zincémie a été en moyenne de 9,28 µmoL/L pour les 32 béliers. Une augmentation significative des zincémies a été observée sur la deuxième période chez les deux groupes indépendamment du traitement. Dans le groupe témoins, elle pourrait être liée à une teneur plus importante en zinc du concentré. Sur 9 béliers étudiés, nous n'avons pas mis en évidence d'effet de la supplémentation en zinc ou de la période sur les paramètres sémiologiques ni de relation entre la zincémie et la qualité de la semence. En définitive, même si la relation entre la supplémentation en zinc et la qualité de la semence n'a pas été démontrée dans cette étude, le rôle du zinc sur la fonction de reproduction est classiquement admis. Par conséquent, il est important pour le centre d'insémination de contrôler la zincémie des béliers pour optimiser leur production de semence

On the numerical modelling of the Jet Erosion Test

International audienceEvaluating the erodibility of a soil, both in terms of erosion threshold (initiation) and erosion rate (progression), is critical for the evaluation of the safety of water retaining structures. Indeed different soils can erode at different rates. However, the relationship between the erosion parameters and the geotechnical and chemical properties of soils remains largely unknown. The jet erosion test appears to be an efficient and simple means for quantifying the two erosion parameters involved. The first parameter is the critical stress while the second parameter is the erosion coefficient. A simplified model of this test has been drawn up by G. Hanson et al. to interpret the experimental curves. Few attempts have been made so far to model the whole process, however. The aim of this study is to simulate the impinging jet and to take into account the erosion of the soil by means of computational fluid dynamics (CFD) numerical modelling. The key point was the time dependence of the problem, due to erosion processes, however the turbulent flow could be considered as steady because of the assumption of low kinetics erosion assumption. The results of the present modelling study are compared to the simplified model and to experimental data. This comparison is a first confirmation of the validity of the simplified model as a means of assessing the critical stress and the erosion coefficient with jet erosion tests

Les séries fluvio-éoliennes du "Cutler Group" :: Permien (Utah, USA). Modèle architectural et expression des unités génétiques

National audienceL'essor qu'a connu la stratigraphie séquentielle dans les environnements continentaux a permis de définir des modèles architecturaux pour des séries fluvio-lacustres. Plus récemment, les modèles proposés ont intégré les dépôts éoliens dans les systèmes continentaux côtiers ou lacustres (préservation de l'éolien vs variations de la table d'eau, e.g. Carr-Crabaugh & Kocurek, 1998) ou dans les systèmes continentaux endoréiques (préservation de l'éolien vs climat (e.g. Clemmensen et al., 1998) ou préservation de l'éolien vs accommodation et flux de sédiments, e.g. Bourquin et al., 2009). Cependant, peu de modèles discutent les variations de préservation des dépôts éoliens par rapport aux environnements continentaux associés (fluvial, lac, playa) afin de prédire un modèle architectural des dépôts éoliens (du réservoir au bassin) en fonction du contexte géodynamique. L'objectif de cet exposé est de contraindre l'expression des unités génétiques et de proposer un modèle architectural montrant les variations de préservation des dépôts éoliens en fonction du contexte tectonique, climatique et eustatique. L'étude des séries du Permien inférieur, " Cutler Group ", du " Paradox Basin " (SE Utah), caractérisées par des dépôts fluvio-éoliens (e.g. Condon, 1997), a été réalisée à partir de 5 sections sédimentologiques. Elles sont localisées sur un profil proximal représenté par des dépôts dominés fluvial jusqu'à des dépôts dominés éolien dans le domaine distal (e.g. Mountney & Jagger, 2004). Une étude sédimentologique et stratigraphique détaillée permet de proposer une évolution spatiale et temporelle des environnements de dépôt. Nous avons ainsi mis en évidence (1) les variations d'expression des unités génétiques d'un environnement proximal à un environnement distal en climat semi-aride, (2) plusieurs modèles architecturaux montrant l'évolution verticale depuis un contexte de bassin côtier, à dunes éoliennes faiblement préservées, vers des environnements plus continentaux dominés éolien puis vers des systèmes fluvio-lacustres à faible préservation des dépôts éoliens