Order Out of Chaos: Slowly Reversing Mean Flows Emerge from Turbulently Generated Internal Waves

We demonstrate via direct numerical simulations that a periodic, oscillating mean flow spontaneously develops from turbulently generated internal waves. We consider a minimal physical model where the fluid self-organizes in a convective layer adjacent to a stably stratified one. Internal waves are excited by turbulent convective motions, then nonlinearly interact to produce a mean flow reversing on timescales much longer than the waves' period. Our results demonstrate for the first time that the three-scale dynamics due to convection, waves, and mean flow is generic and hence can occur in many astrophysical and geophysical fluids. We discuss efforts to reproduce the mean flow in reduced models, where the turbulence is bypassed. We demonstrate that wave intermittency, resulting from the chaotic nature of convection, plays a key role in the mean-flow dynamics, which thus cannot be captured using only second-order statistics of the turbulent motions

Protection intégrée du cotonnier et gestion des résistances au Nord Cameroun : rapport annuel 2006-2007

Les activités de l'équipe IRAD Entomologie coton s'inscrivent dans une problématique de prévention et de gestion durable de la résistance aux insecticides chez les ravageurs à risque des cultures cotonnière et maraîchère. Outre la détection précoce de foyers de résistance et l'évaluation annuelle du risque épidémiologique, elles visent, au travers de la compréhension des mécanismes de résistance, la définition de programmes de protection intégrée de la culture entrant dans le cadre d'itinéraires techniques adaptés aux contraintes des producteurs. Même si le statut de la résistance aux pyréthrinoïdes chez la noctuelle Helicoverpa armigera s'est stabilisé, probablement en raison des mesures de gestion appliquées en culture cotonnière, il reste très préoccupant, avec comme conséquence des échecs de traitement au champ. L'élargissement du système de surveillance à la sous-région a permis de confirmer la présence de populations résistantes au Tchad (projet PICUR, PRASAC-ARDESAC). Le positionnement raisonné de matières actives alternatives dont l'efficacité a été prouvée, est une première réponse à l'augmentation de la résistance et aux pertes de rendement consécutives, même si leur coût élevé reste un frein à leur utilisation systématique. Plus en amont, des recherches sont conduites dans le cadre du Ph. D de J. Achaleke pour tenter de cerner les facteurs biologiques (mécanisme de résistance), écologiques (migration des adultes) et génétiques (dominance) affectant l'évolution de la résistance. Des collectes d'insectes (notamment piégeage), des bioessais au laboratoire (croisements et tests toxicologiques), des analyses chimiques et moléculaires (isotopes stables de carbone et marqueurs microsatellites) sont réalisés. Les résultats doivent permettre une meilleure compréhension de la dynamique de la résistance pour l'amélioration de sa gestion. Concernant le puceron Aphis gossypii, un profil de résistance à différentes matières actives insecticides ainsi que des mécanismes de résistance correspondants a été dressé pour les principaux génotypes rencontrés en culture cotonnière et maraîchère. L'acetamiprid, molécule introduite depuis peu en culture cotonnière, ne rencontre pas de résistance. Cependant, la résistance à la cypermethrine, insecticide le plus utilisé sur coton et maraîchage, est très élevée pour les génotypes du coton, contrairement aux génotypes des autres plantes hôtes. Des mécanismes de modification de la cible et de détoxification semblent impliqués dans cette résistance. Ces résultats permettent de dresser une carte de "résistance" des génotypes du puceron pour orienter les stratégies de lutte ou de gestion de la résistance, non plus contre l'espèce sensu lato, mais contre tel ou tel génotype fréquentant une gamme de plantes hôtes déterminée. Dans le cadre d'une stratégie de gestion de la résistance et de la réduction de la dépendance de la culture vis-à-vis des insecticides, un outil permettant de diminuer la pression de sélection insecticide est la réduction de la fréquence des applications, basée sur des seuils d'intervention. Le principe est de n'utiliser les insecticides que lorsque la densité des ravageurs est telle qu'elle risque de provoquer des pertes de récolte dont le coût serait supérieur au coût d'une intervention. Un nouveau programme de protection baptisé "LOIC" (Lutte sur Observation Individuelle de Chenilles de la capsule) a été proposé à 5 groupements de producteurs de coton volontaires. Celui-ci s'appuie sur l'utilisation d'une planchette individuelle de comptage des chenilles, permettant une observation et une prise de décision individuelle, en rupture avec le schéma traditionnel Sodécoton. La pertinence de cette méthode a été évaluée par un suivi de l'itinéraire de traitements, de la validité des prises de décision, de la maîtrise de l'outil de comptage, des rendements en coton-graine et par une enquête de satisfaction. (Résumé d'auteur

Transonic small disturbances equation applied to the solution of two-dimensional nonsteady flows

Transonic nonsteady flows are of large practical interest. Aeroelastic instability prediction, control figured vehicle techniques or rotary wings in forward flight are some examples justifying the effort undertaken to improve knowledge of these problems is described. The numerical solution of these problems under the potential flow hypothesis is described. The use of an alternating direction implicit scheme allows the efficient resolution of the two dimensional transonic small perturbations equation

Programme 2.4 protection intégrée des cultures et résistances : rapport scientifique, campagne 2006/07

Les activités du Programme 2.4 (PICUR) s'inscrivent dans une problématique de prévention et de gestion durable de la résistance aux insecticides chez les ravageurs à risque des cultures cotonnière et maraîchère. Outre la détection précoce de foyers de résistance et l'évaluation annuelle du risque épidémiologique, elles visent, au travers de la compréhension des mécanismes de résistance, la définition de programmes de protection intégrée de la culture entrant dans le cadre d'itinéraires techniques adaptés aux contraintes des producteurs. Au Nord Cameroun, même si le statut de la résistance aux pyréthrinoïdes chez la noctuelle H. armigera s'est stabilisé, probablement en raison des mesures de gestion appliquées en culture cotonnière, il reste très préoccupant, avec comme conséquence des échecs de traitement au champ, que ce soit en culture de coton ou de tomate. Les producteurs restent très peu sensibilisés à l'utilisation raisonnée des produits phytosanitaires, malgré l'importance qu'ils donnent à la protection phytosanitaire dans l'élaboration du rendement. L'encadrement technique est de moins en moins présent en culture cotonnière et inexistant en maraîchage. Il s'ensuit des pratiques favorables au développement de résistances telles que l'augmentation systématique de la dose ou de la fréquence des traitements en cas d'échecs répétés, ainsi que l'utilisation d'une gamme très restreinte d'insecticides, pour la plupart originaires de la culture cotonnière. En culture cotonnière, le positionnement ciblé de matières actives alternatives constitue une première réponse au phénomène de résistance, malgré son coût élevé. Plus en amont, des recherches sont conduites dans le cadre du Ph. D de J. Achaleke pour tenter de cerner les facteurs biologiques (mécanisme de résistance), écologiques (migration des adultes) et génétiques (dominance) affectant l'évolution de la résistance. Des collectes d'insectes (notamment piégeage), des bioessais au laboratoire (croisements et tests toxicologiques), des analyses chimiques et moléculaires (isotopes stables de carbone et marqueurs microsatellites) sont réalisés. Les résultats doivent permettre une meilleure compréhension de la dynamique de la résistance pour l'amélioration de sa gestion. Concernant le puceron Aphis gossypii, un profil de résistance à différentes matières actives insecticides ainsi que des mécanismes de résistance correspondants a été dressé pour les principaux génotypes rencontrés en culture cotonnière et maraîchère. L'acetamiprid, molécule introduite depuis peu en culture cotonnière, ne rencontre pas encore de résistance. Cependant, la résistance à la cypermethrine, insecticide le plus utilisé sur coton et maraîchage, est très élevée pour les génotypes du coton et de l'aubergine, contrairement aux génotypes du piment-poivron et des cucurbitacées. Des mécanismes de modification de la cible et de détoxification semblent impliqués dans cette résistance. Ces résultats permettent de dresser une carte de " résistance " des génotypes du puceron A. gossypii, permettant d'orienter les stratégies de lutte ou de gestion de la résistance, non plus contre l'espèce sensu lato, mais contre tel ou tel génotype fréquentant une gamme de plantes hôtes déterminée. Dans le cadre d'une stratégie de gestion de la résistance et de la réduction de la dépendance de la culture vis-à-vis des insecticides, un outil permettant de diminuer la pression de sélection insecticide est la réduction de la fréquence des applications, basée sur des seuils d'intervention. Le principe est de n'utiliser les insecticides que lorsque la densité des ravageurs est telle qu'elle risque de provoquer des pertes de récolte dont le coût serait supérieur au coût d'une intervention. Un nouveau programme de protection baptisé "LOIC" (Lutte sur Observation Individuelle de Chenilles de la capsule) a été proposé à 5 groupements de producteurs de coton volontaires. Celui-ci s'appuie sur l'utilisation d'une planchette individuelle de com

Turbulent ice-ocean boundary layers in the well-mixed regime: insights from direct numerical simulations

The meltwater mixing line (MML) model provides a theoretical prediction of near-ice water mass properties that is useful to compare with observations. If oceanographic measurements reported in a temperature-salinity diagram overlap with the MML prediction, then it is usually concluded that the local dynamics are dominated by the turbulent mixing of an ambient water mass with nearby melting ice. While the MML model is consistent with numerous observations, it is built on an assumption that is difficult to test with field measurements, especially near the ice boundary, namely that the effective (turbulent and molecular) salt and temperature diffusivities are equal. In this paper, this assumption is tested via direct numerical simulations of a canonical model for externally-forced ice-ocean boundary layers in a uniform ambient. We focus on the well-mixed regime by considering an ambient temperature close to freezing and run the simulations until a statistical steady state is reached. The results validate the assumption of equal effective diffusivities across most of the boundary layer. Importantly, the validity of the MML model implies a linear correlation between the mean salinity and temperature profiles normal to the interface that can be leveraged to construct a reduced ice-ocean boundary layer model based on a single scalar variable called thermal driving. We demonstrate that the bulk dynamics predicted by the reduced thermal driving model are in good agreement with the bulk dynamics predicted by the full temperature-salinity model. Then, we show how the results from the thermal driving model can be used to estimate the interfacial heat and salt fluxes, and the melt rate.Comment: This work has been submitted to the Journal of Physical Oceanography. Copyright in this work may be transferred without further notic

Sleep disorder following traumatic brain injury: an investigation of the predictors of sleep disorder 12 months or more following traumatic brain injury

OBJECTIVE: The purpose was to identify the characteristics predictive of sleep disorder in a sample of traumatic brain injury (TBI) patients, twelve months or more following trauma.DESIGN: A between-subject design explored the relationship between the participant's sleep disturbance and the severity of TBI. A within-subjects design investigated reliability of the sleep disorder self-report and explored differences between ratings of the participant and a significant other. In addition, qualitative analysis based on content analysis, investigated themes relating to sleep experiences generated by a semi-structured interviewPARTICIPANTS: Eighteen males and 15 significant others were recruited from patients who were admitted to The Scottish Brain Injury Unit (SBIRS) between June 2002 and June 1997. The participants were predominantly in tire severe TBI category.MEASURES: The following were the factors measured, and the instruments used for this purpose: sleep quality (The Pittsburgh Sleep Index; PSQI), psychological distress (Hamilton rating Scale for Depression, HRSD; Hospital Anxiety and Depression Scale, HADS) and fatigue (Bentall fatigue inventory and a Visual Analogue Scale, VAS-F). Significant others completed only the PSQI.RESULTS: Fifty per cent of the sample reported poor sleep quality and 22 per cent of the participants had insomnia. Among the demographic, affective and injury variables examined, the strongest relationship with sleep quality was linked to depression. The significant other ratings were no different to the participant's self-ratings. Interestingly, sleep quality rather than TBI severity appeared linked to depressionCONCLUSIONS: This sample has reported slightly lower rates of sleep disturbance than a comparable post acute population but this is still more than double the rate of sleep disturbance in the normal population. There was evidence that links may be between poor sleep quality and depression, perhaps even depression secondary to insomnia, rather than TBI. In addition TBI is considered as a model for depression. The importance of evaluating treatments for insomnia in this group is discussed