Generalized Glauber dynamics for inference in biology

Large interacting systems in biology often exhibit emergent dynamics, such as coexistence of multiple time scales, manifested by fat tails in the distribution of waiting times. While existing tools in statistical inference, such as maximum entropy models, reproduce the empirical steady state distributions, it remains challenging to learn dynamical models. We present a novel inference method, called generalized Glauber dynamics. Constructed through a non-Markovian fluctuation dissipation theorem, generalized Glauber dynamics tunes the dynamics of an interacting system, while keeping the steady state distribution fixed. We motivate the need for the method on real data from Eco-HAB, an automated habitat for testing behavior in groups of mice under semi-naturalistic conditions, and present it on simple Ising spin systems. We show its applicability for experimental data, by inferring dynamical models of social interactions in a group of mice that reproduce both its collective behavior and the long tails observed in individual dynamics

Une pollution métallique antique en haute vallée de l’Arve

Une séquence sédimentaire de huit mètres, couvrant les derniers 2 000 ans a été prélevée dans le lac d’Anterne (Haute-Savoie, France) par 13 m de fond. Après datation par le radiocarbone une série d’analyses des concentrations en plomb a été réalisée suivant une résolution d’environ 40 ans. Cette série met en évidence une pollution importante par ce métal au cours du iie siècle de notre ère. Si les traces archéologiques d’exploitation minière antique demeurent à ce jour introuvables dans la région, l’intensité même de la pollution ne laisse guère de doute sur une origine proximale. Nos données remettent en cause une nouvelle fois l’idée d’une origine distante de la contamination généralisée de l’Europe à la période antique, en provenance notamment de la mine espagnole de Rio Tinto. Elles ouvrent tout un champ de recherche à la croisée des géosciences et des sciences archéologique, voire historiques, pour tenter d’identifier les centres locaux de production et/ou de traitement de minerai de plomb argentifère dans les Alpes et les autres districts miniers européens.A 8m-long sediment core, covering the last 2000 years was taken in Lake Anterne (Haute-Savoie, France) under 13 m water depth and radiocarbon dated. A 40 years average resolution series of lead concentration was subsequently acquired. This series shows a prominent lead contamination dates 2nd century AD. Whereas archaological evidences of mining exploitation remain unfoundable in the region, the intensity of the contaminaiton peak argues for a local origin of it. Our data one more time lead to relativise the theory according to which antique lead contamination uniquely originate form the exploitation of the Spanish Rio Tinto mine. Such a study open a wide research field, crossing geo- and archaeological sciences, attempting to identify local centers of production and transformaiton of lead-silver ore in the Alps and other mining districts

Les lacs montagnards : indicateurs de la qualité du milieu. Application aux lacs d'altitude des réserves de Haute-Savoie

Abstract : Mountain lakes : indicators of environmental quality. The example of the mountain reservoirs of Haute Savoie, France. The impact of human activities on mountain ecosystems has been well documented. The main difficulty is in measuring the qualitative parameters illustrative of such activities. Mountain lakes may be used as indicators of the changes to a catchment area caused by surface activities. Physical and chemical analyses of water samples taken from a number of lakes in Haute Savoie illustrate the capacity of such lakes to provide an indication of changes to the milieu. Water quality (temperature, pH, electrical conductivity, NO2-, NO3-, NH4+ SO4/2-, PO4/3- , Ca2+, K+, Na+ chlorophyll a) was monitored over a five-year period at an observatory covering five sites : lac du Brévent, lac Cornu, lac de Pormenaz, lac d'Anterne and lac Jovet. The results show that it is possible to identify malfunctions (eutrophy). The method is limited, however, in that it does not enable the causes of such malfunctions to be determined.Résumé : L'impact des activités humaines sur les milieux récepteurs que sont les écosystèmes montagnards a été maintes fois décrit. La difficulté est de mesurer des paramètres qualitatifs illustrant ces perturbations. Les lacs de montagnes peuvent être des indicateurs de perturbation d'un bassin versant provoquée par des activités de surface. L'analyse d'échantillons liquides représentatifs de la qualité physico-chimique globale des eaux, montre l'intérêt descripteur de ces lacs. Ceux-ci sont choisis dans le département de la Haute-Savoie. Un suivi de la qualité des eaux (température, pH, conductivité électrique, NO2-, NO3-, NH4+ SO4/2-, РО 4/3- Ca2+, K+ Na Chlorophylle a) a été effectué durant cinq ans au sein d'un observatoire sur cinq sites : lac du Brévent, lac Cornu, lac de Pormenaz, lac d'Anterne et lac Jovet. Les résultats montrent qu'il est possible de mettre en évidence des dysfonctionnements (eutrophie). Cette méthode est limitée, elle ne permet pas de caractériser les causes de ce dysfonctionnement.Winiarski Thierry. Les lacs montagnards : indicateurs de la qualité du milieu. Application aux lacs d'altitude des réserves de Haute-Savoie. In: Revue de géographie alpine, tome 88, n°3, 2000. pp. 9-22

Description des carottes du RCC de Donzère-Mondragon. OSR4 | Action II.3

Le présent rapport constitue le livrable correspondant à l’action II.3 de l’OSR4 2015-2017 : « Détermination de la dynamique sédimentaire spatiale et temporelle de la plaine alluviale du secteur de Donzère-Mondragon (DZM) : rapport d'exécution, traitement et analyse des carottes (ouverture, description, granulométrie). Il fait suite à une caractérisation électromagnétique de la zone de Donzère par radar géologique qui avait permis d’identifier des zones préférentielles de carottage peu profond (anciens chenaux, remplissages postérieurs au XIXème siècle, etc.)

Assessing the Mobility of Lead, Copper and Cadmium in a Calcareous Soil of Port-au-Prince, Haiti

International audienc

Impacts des eaux pluviales urbaines sur les eaux souterraines dans les pays en développement (mécanismes de transfert des métaux lourds à travers un sol modèle de Port-au-Prince, Haïti)

L infiltration directe des eaux pluviales urbaines dans les formations superficielles des pays en développement constitue un risque de contamination à la fois pour ces formations et/ou pour les eaux souterraines sous-jacentes. Cette thèse s est focalisée sur cette problématique environnementale dans laquelle nous avons étudié le transfert réactif de trois métaux lourds (Pb, Cu et Cd) dans une formation géologique représentative : alluvions fluviatiles de la plaine du Cul-de-sac à Port-au-Prince (Haïti). Un sol modèle provenant du site d étude, fraction granulométrique <= 2 mm considérée comme la plus réactive, a été utilisé et soumis à des solutions chargées en ions métalliques suivant deux conditions expérimentales distinctes : essais en conditions statiques (batch) et en conditions dynamiques (colonne). Les résultats obtenus à partir de ces dispositifs expérimentaux ont mis en évidence les mécanismes de rétention ou de relargage des ions métalliques dans les formations géologiques de Port-au-Prince. Les résultats en batch ont montré que la compétition entre deux ou plusieurs cations pour les mêmes sites actifs du sol peut inhiber leur sorption individuellement. Les résultats en colonne ont prouvé le caractère réactif du sol vis-à-vis des trois métaux, dont environ 99, 94 et 92 % respectivement de cadmium, de plomb et de cuivre ont été retenus dans la matrice solide. L étude des interactions entre les métaux et l échantillon de sol à l aide du code PHREEQC ont montré qu une partie des métaux a été précipitée sous la forme de carbonates (cérusite et otavite) et d hydroxydes, et que le comportement physico-chimique des trois métaux dans le sol a été également influencé par l échange ionique. Toutefois, les métaux retenus sont susceptibles d être relargués et remobilisés sous l effet d un changement brusque des conditions acido-basiques du milieu poreux, représentant ainsi un risque de pollution pour les eaux souterraines.Direct infiltration of urban stormwater towards superficial formations in developing countries constitutes a contamination risk for both those formations and/or subjacent groundwater. This thesis was focused around this environmental issue in which we have studied the reactive transfer of three heavy metals (Pb, Cu and Cd) towards a geological representative formation: fluviatile alluviums from Cul-de-sac plain at Port-au-Prince (Haiti). A model soil from the area study, with grain size <= 2 mm considered as the most reactive, have been used and subjected to metal ions solutions according two different experimental conditions : static (batch) and dynamic (column) experiments. Results from these experimental devices highlighted the retention or release mechanisms of these metal ions in the pedological medium of Port-au-Prince. Results from batch studies have showed that the competition between two or several cations for the same active sites in soils can inhibit their sorption individually. Results from columns proved the reactive character of the soil sample for the three metal ions, where approximately 99, 94 and 92% respectively for Cd, Pb and Cu have been retained on the soil. The study of the interactions between metals and the soil sample using PHREEQC code have showed metals precipitation in a carbonated (cerrusite and otavite) and hydroxides forms and the ion exchange was contributed to the physicochemical behavior of the three metals in the soil. However, these metals can be released or remobilized in the soil related to an abrupt change of the acido-basic conditions of the porous media, then representing a pollution risk for groundwater.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Description des carottes du RCC de Pierre-Bénite. OSR4 | Action II.3

Le présent rapport constitue le livrable correspondant à l’action II.3 de l’OSR4 2015-2017 : « Détermination de la dynamique sédimentaire spatiale et temporelle de la plaine alluviale du secteur de Pierre-Bénite (PBN) : Rapport d'exécution, traitement et analyse des carottes (ouverture, description, granulométrie). Il fait suite à une caractérisation électromagnétique de la zone de Pierre-Bénite par radar géologique qui avait permis d’identifier des zones préférentielles de carottage peu profond (anciens chenaux, remplissages postérieurs au XIXème siècle, etc.)

Evaluation des stocks de sédiments fins au sein des retenues inhérentes aux barrages avant et après l’APAVER de mai 2021. OSR6 | Axe A - Action A3.2 | Rapport scientifique final

L’objectif de ce travail est d’évaluer les stocks de sédiments déposés dans la retenue de Génissiat et de Chautagne, suite à l’Abaissement PArtiel du barrage de VERbois (APAVER) du mois de mai 2021. La comparaison de profils géophysiques acquis par un sondeur de sédiment embarqué (Sub Bottom Profiler -SBP) avant et quelques semaines après l’événement, permet de montrer un dépôt non négligeable de sédiments. De plus, la méthode a permis de souligner des phases érosives plus anciennes (dragages, crues), des différentiels de sédimentation, des structures internes au dépôt, permettant, à terme, une interprétation efficace des phénomènes sédimentaires dans les retenues de barrage

Caractérisation hydrogéophysique d'un dépôt fluvioglaciaire (évaluation de l'effet de l'hétérogénéité hydrodynamique sur les écoulements en zone non-saturée)

L urbanisation croissante engendre une pression anthropique accrue sur les sols et les ressources en eau souterraine. La préservation durable de ces milieux requiert une meilleure compréhension des flux d écoulement dans la zone non-saturée, prenant en compte les hétérogénéités du sous-sol, notamment naturelles, à l échelle de l ouvrage urbain. Cette étude vise à caractériser à cette échelle les hétérogénéités sédimentaires et hydrodynamiques du dépôt fluvioglaciaire de l Est lyonnais, afin d évaluer l influence de ces hétérogénéités sur l écoulement en zone non-saturée. Par une approche hydrogéophysique, couplant une caractérisation sédimentologique des structures et textures sédimentaires, une investigation géophysique par radar géologique et panneau électrique, et une caractérisation des propriétés hydrodynamiques, un modèle hydrostratigraphique tridimensionnel du dépôt fluvioglaciaire a été défini au niveau d une parcelle élémentaire d un bassin d infiltration d eaux pluviales. Ce modèle traduit l hétérogénéité sédimentaire et hydrodynamique à l échelle de l hydrofaciès. Des mesures de teneurs en eau à trois profondeurs dans le dépôt, couplée à une modélisation numérique des écoulements non-saturés à partir du modèle hydrostratigraphique, a permis d évaluer le comportement hydrodynamique du dépôt fluvioglaciaire lors d une phase d infiltration. Les résultats montrent l influence de la saturation initiale du dépôt sur les écoulements dans la zone non-saturée. L hétérogénéité de l écoulement est notamment associée à la présence de chemins préférentiels. L approche hydrogéophysique utilisée est prometteuse pour la caractérisation hydrostratigraphique de dépôts sédimentaires hétérogènesThe increasing urbanization gene rates an anthropogenic pressure on subsoil and water resources. Their sustainable management require a better understanding of water flows in the vadose zone, taking into account their heterogeneities, in particular natural, at the local scale This study aims at characterizing at this scale the sedimentary and hydraulic heterogeneities of the glaciofluvial deposit located east of Lyon in order to evaluate the influence of these heterogeneities on the unsaturated flows. By a hydrogeophysical approach, relying on a sedimentological characterization of the sedimentary structures and textures, a geophysical investigation using ground-penetrating radar and electrical resistivity, and a characterization of the hydraulic properties, a three-dimensional hydrostratigraphic model of the glaciofluvi deposit was defined on a reduced zone of a stormwater infiltration basin. This model shows the sedimentary and hydraulic heterogeneities the hydrofacies scale. Measurements of water contents at three depths in the glaciofluvial deposit, coup led to a numerical modeling of the unsaturated flow from the hydrostratigraphic model, allowed to evaluate the hydraulic behavior of the glaciofluvial deposit du ring an infiltration. The results show the influence of the initial saturation of the deposit on the unsaturated flows. Heterogeneous flows are linked to preferential flow paths. The hydrogeophysical approach followed in this study is promising for the hydrostratigraphic characterization of heterogeneous sedimentary deposits.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Modification du transfert de trois métaux lourds (Zn, Pb et Cd) dans un sol issu d'un dépot fluvio-glaciaire carbonate par l'introduction de geotextiles

Les géotextiles sont des géomatériaux fibreux de plus en plus utilisés au sein des bassins d'infiltration d'eaux pluviales, sans faire l'objet d'un questionnement particulier par rapport à leur influence sur le devenir des contaminants transportés par ces eaux. Cette étude vise à caractériser, à l'aide de colonnes de laboratoire, la modification du transfert simultané de trois métaux lourds (Zn, Pb et Cd) induite par l'introduction de géotextiless dans un sol saturé et soumis à un écoulement unidirectionnel et permanent. Ce sol est issu d'un dépôt fluvio-glaciaire carbonaté qui sert de support à plusieurs bassins d'infiltration de l'Est lyonnais (France). Cette modification a été caractérisée pour différentes conditions hydriques de mise en place (géotextiles mis en place secs ou saturés) et pour deux vitesses d'écoulement, pour un géotextile aiguilleté. La rétention des métaux a ensuite été optimisée par le choix du type de géotextile (aiguilleté, thermolié) et par le nombre de géotextiles introduits. L'écoulement a été caractérisé au niveau de son homogénité à l'aide de traçages. Des essais colonnes complémentaires spécifiques ont été réalisés pouur l'observation au microscope électronique à balayage du sol et des géotextiles après contamination. Les résultats mettent en évidence que les géotextiles introduits secs induisent une augmentation de la rétention des métaux, différant selon le type de géotextiles (aiguilleté ou thermolié). S'ils n'induisent aucune rétention particulière en leur sein, ils favorisent la rétention des métaux dans le sol avoisinant. L'augmentation de la rétention résulte d'un meilleur contact entre la solution métallique et les particules solides réactives du sol (carbonates) du fait d'une homogénéisation de l'écoulement au voisinage des géotextiles. Les géotextiles régulent la rétention des métaux dans le sol en modifiant l'écoulement.Geotextiles are fibrous materials that are more and more employed for the design of infiltration basins. And yet, their influence on the transfer of contaminants carried by stormwater has not been fully investigated. This study, based on leaching experiments, was aimed at characterising the modification of the transfer of three heavy metals (Zn, Pb and Cd), due to the introduction of geotextiles in a saturated soil under steady state and unidirectional flow. The soil was collected in a carbonated fluvio-glacial deposit on which several infiltration basins were constructed in the Eastern region of Lyon (France). This modification was characterised in different installation hydric conditions (the geotextiles were put either wet or dry) and at two flow-rates. The retention of heavy metals was then optimised thanks to the kind of geotextiles (needle-punched or heat-bonded) and the number of geotextiles put in the soil. The flow was characterised by tracer experiments. Specific leaching experiments were monitored for the observation of the soil and the geotextiles after contamination with a scanning electron microscope. The results show that the geotextiles which were dry when placed triggered an increase in the retention of the heavy metals and that this increase depended on the kind of geotextiles (needle-punched or heat-bonded). While there was no specific retention inside geotextiles, they increased the retention in the neighbouring soil. This increase was due to a better contact between the metallic solution and the reactive particles of the soil (carbonates) thanks to a local homogenisation of flow in the neighbouring of geotextiles. The geotextiles ruled the retention of heavy metals in soil by modifying the flow.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceCanadaFRC