Influence des hétérogénéités de porosité sur la propagation d'ondes de choc dans un liquide aéré

Cette étude traite de la propagation des ondes de choc dans les liquides à bulles. Si la majorité des travaux sur le sujet fait l'hypothèse d'une répartition régulière des bulles, les liquides aérés comportent au contraire, naturellement, des zones avec des densités de bulles différentes. Un modèle décrivant le comportement d'un tel milieu diphasique, basé sur une technique d'homogénéisation, est proposé. D'après les résultats de cette modélisation, la structure de l'onde de choc se trouve affectée par les hétérogénéités locales de porosité

Rapid response to the M_w 4.9 earthquake of November 11, 2019 in Le Teil, Lower Rhône Valley, France

On November 11, 2019, a Mw 4.9 earthquake hit the region close to Montelimar (lower Rhône Valley, France), on the eastern margin of the Massif Central close to the external part of the Alps. Occuring in a moderate seismicity area, this earthquake is remarkable for its very shallow focal depth (between 1 and 3 km), its magnitude, and the moderate to large damages it produced in several villages. InSAR interferograms indicated a shallow rupture about 4 km long reaching the surface and the reactivation of the ancient NE-SW La Rouviere normal fault in reverse faulting in agreement with the present-day E-W compressional tectonics. The peculiarity of this earthquake together with a poor coverage of the epicentral region by permanent seismological and geodetic stations triggered the mobilisation of the French post-seismic unit and the broad French scientific community from various institutions, with the deployment of geophysical instruments (seismological and geodesic stations), geological field surveys, and field evaluation of the intensity of the earthquake. Within 7 days after the mainshock, 47 seismological stations were deployed in the epicentral area to improve the Le Teil aftershocks locations relative to the French permanent seismological network (RESIF), monitor the temporal and spatial evolution of microearthquakes close to the fault plane and temporal evolution of the seismic response of 3 damaged historical buildings, and to study suspected site effects and their influence in the distribution of seismic damage. This seismological dataset, completed by data owned by different institutions, was integrated in a homogeneous archive and distributed through FDSN web services by the RESIF data center. This dataset, together with observations of surface rupture evidences, geologic, geodetic and satellite data, will help to unravel the causes and rupture mechanism of this earthquake, and contribute to account in seismic hazard assessment for earthquakes along the major regional Cévenne fault system in a context of present-day compressional tectonics

Modeling protein network evolution under genome duplication and domain shuffling

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Successive whole genome duplications have recently been firmly established in all major eukaryote kingdoms. Such <it>exponential </it>evolutionary processes must have largely contributed to shape the topology of protein-protein interaction (PPI) networks by outweighing, in particular, all <it>time-linear </it>network growths modeled so far.</p> <p>Results</p> <p>We propose and solve a mathematical model of PPI network evolution under successive genome duplications. This demonstrates, from first principles, that evolutionary conservation and scale-free topology are intrinsically linked properties of PPI networks and emerge from <it>i) </it>prevailing <it>exponential </it>network dynamics under duplication and <it>ii) asymmetric divergence </it>of gene duplicates. While required, we argue that this asymmetric divergence arises, in fact, spontaneously at the level of protein-binding sites. This supports a refined model of PPI network evolution in terms of protein domains under exponential and asymmetric duplication/divergence dynamics, with multidomain proteins underlying the combinatorial formation of protein complexes. Genome duplication then provides a powerful source of PPI network innovation by promoting local rearrangements of multidomain proteins on a genome wide scale. Yet, we show that the overall conservation and topology of PPI networks are robust to extensive domain shuffling of multidomain proteins as well as to finer details of protein interaction and evolution. Finally, large scale features of <it>direct </it>and <it>indirect </it>PPI networks of <it>S. cerevisiae </it>are well reproduced numerically with only two adjusted parameters of clear biological significance (<it>i.e</it>. network effective growth rate and average number of protein-binding domains per protein).</p> <p>Conclusion</p> <p>This study demonstrates the statistical consequences of genome duplication and domain shuffling on the conservation and topology of PPI networks over a broad evolutionary scale across eukaryote kingdoms. In particular, scale-free topologies of PPI networks, which are found to be robust to extensive shuffling of protein domains, appear to be a simple consequence of the conservation of protein-binding domains under asymmetric duplication/divergence dynamics in the course of evolution.</p

Propagation d'une onde de choc dans un liquide aéré : modélisation et application aux rideaux de bulles

The present work deals with the modelling of shock wave propagation in bubbly liquids, inorder to assess the damping of underwater explosion by bubble curtains. The modelling is basedon a scale transition technique, which allows to formulate efficient continuum models of bubblyliquids. A modelling of homogeneous bubbly liquids has first been proposed, then extended tothe case of liquids with spherical bubble clusters. A modelling of bubble fragmentation duringshock propagation has also been developed, based on a stability analysis of the bubbles. Thisstudy enables us to establish a criterion for bubble fission and to determine the numberof fragments. The accuracy of the proposed models has been assessed through comparisonwith experimental data of the literature. The agreement between numerical and experimentalresults proves the predictive capabilities of the whole approach. The modelling has then beenapplied to the mitigation of UNDEX-induced shock wave by bubble curtain. A sensitive studyabout physical parameters of the curtain has been performed, and confirms the experimentaltendencies : the use of a bubble curtain can dissipate a significant part of the shock energy.L'objectif de ces travaux est de déterminer l'atténuation des effets d'une explosion sous-marine par un rideau de bulles. Dans ce cadre, une modélisation de la propagation d'un chocdans les liquides à bulles a été développée, basée sur une technique de transition d'échelles.Cette méthode permet la formulation de modèles continus de liquides aérés, dont la mise enoeuvre est aisée et rapide. Nous avons d'abord développé une modélisation pour des liquidesdiphasiques au sein desquels les bulles sont régulièrement réparties dans l'espace, avant deproposer une extension de ce modèle au cas des liquides à bulles présentant des hétérogénéitésde porosité sous la forme d'amas sphériques de bulles. Un modèle de fragmentation des bulleslors du passage du choc a également été développé, basé sur une analyse linéaire de stabilitédes bulles. L'étude a permis d'établir un critère prédictif de fission et de déterminer le nombrede fragments associés. L'ensemble des modélisations proposées a fait l'objet de comparaisonsavec des résultats expérimentaux issus de la littérature. La concordance entre résultats d'essaiset résultats issus de la modélisation démontre les capacités prédictives de l'approche proposée.Cette modélisation a enfin été appliquée au cas de rideaux de bulles soumis à une explosionsous-marine. Une étude de sensibilité sur les paramètres physiques du rideau a été menée, eta permis de confirmer les tendances expérimentales : sous certaines conditions, la dispositiond'un rideau de bulles sous l'eau permet de diminuer de façon très conséquente l'énergie duchoc transmis en aval du rideau

Propagation of shock waves in bubbly liquids : modelling and application to the bubble curtain problem

L'objectif de ces travaux est de déterminer l'atténuation des effets d'une explosion sous-marine par un rideau de bulles. Dans ce cadre, une modélisation de la propagation d'un chocdans les liquides à bulles a été développée, basée sur une technique de transition d'échelles.Cette méthode permet la formulation de modèles continus de liquides aérés, dont la mise enoeuvre est aisée et rapide. Nous avons d'abord développé une modélisation pour des liquidesdiphasiques au sein desquels les bulles sont régulièrement réparties dans l'espace, avant deproposer une extension de ce modèle au cas des liquides à bulles présentant des hétérogénéitésde porosité sous la forme d'amas sphériques de bulles. Un modèle de fragmentation des bulleslors du passage du choc a également été développé, basé sur une analyse linéaire de stabilitédes bulles. L'étude a permis d'établir un critère prédictif de fission et de déterminer le nombrede fragments associés. L'ensemble des modélisations proposées a fait l'objet de comparaisonsavec des résultats expérimentaux issus de la littérature. La concordance entre résultats d'essaiset résultats issus de la modélisation démontre les capacités prédictives de l'approche proposée.Cette modélisation a enfin été appliquée au cas de rideaux de bulles soumis à une explosionsous-marine. Une étude de sensibilité sur les paramètres physiques du rideau a été menée, eta permis de confirmer les tendances expérimentales : sous certaines conditions, la dispositiond'un rideau de bulles sous l'eau permet de diminuer de façon très conséquente l'énergie duchoc transmis en aval du rideau.The present work deals with the modelling of shock wave propagation in bubbly liquids, inorder to assess the damping of underwater explosion by bubble curtains. The modelling is basedon a scale transition technique, which allows to formulate efficient continuum models of bubblyliquids. A modelling of homogeneous bubbly liquids has first been proposed, then extended tothe case of liquids with spherical bubble clusters. A modelling of bubble fragmentation duringshock propagation has also been developed, based on a stability analysis of the bubbles. Thisstudy enables us to establish a criterion for bubble fission and to determine the numberof fragments. The accuracy of the proposed models has been assessed through comparisonwith experimental data of the literature. The agreement between numerical and experimentalresults proves the predictive capabilities of the whole approach. The modelling has then beenapplied to the mitigation of UNDEX-induced shock wave by bubble curtain. A sensitive studyabout physical parameters of the curtain has been performed, and confirms the experimentaltendencies : the use of a bubble curtain can dissipate a significant part of the shock energy

Atténuation des effets d'une explosion sous-marine par rideau de bulles.

International audienc

Shock propagation in liquids containing bubbly clusters: a continuum approach

WOSInternational audienceThe present work investigates the influence of bubble clustering on the propagation of shock waves in bubbly liquids. A continuum model is developed to describe the macroscopic response of a bubbly liquid with a cluster structure, using a two-step homogenization technique. The proposed methodology allows us to simulate shock wave propagation over long distances with a small computation time and to study the effect of bubble clustering on the shock structure. It is shown that the typical length of the shock profile is related to the global response of the clusters instead of the single-bubble dynamics, as in homogeneous bubbly flows. The accuracy of the proposed modelling is assessed through comparisons with axisymmetric simulations, in which clusters are directly specified, with given positions and sizes, and with experimental data

Modélisation de l'atténuation d'une onde de pression sous-marine par rideau de bulles

WOSInternational audienceUn modèle décrivant la réponse d'un milieu diphasique liquide-bulles, lors de la propagation d'une onde de pression, a été développé, et intégré dans un code de calculs par éléments finis. Ce modèle, basé sur une technique d'homogénéisation, est validé par comparaison avec des essais expérimentaux de la littérature. Cette modélisation est ensuite appliquée au cas de l'interaction d'une onde de choc sous-marine avec un rideau de bulles, et permet de rendre compte de l'effet atténuateur d'une telle barrière diphasique. A model for the behaviour of a bubbly liquid, experiencing the propagation of an underwater pressure wave, has been developed and implemented in a FEM code. This model, based on an homogenization technique, is validated by comparison with experimental results of the literature. Then, the interaction of a shock wave with a bubble screen is investigated, and the important damping effect of the bubble curtain is pointed out

Mitigation of underwater blast by diphasic barrier

Journées scientifiques : IPSF 2011 BERNE, Suiss