Biodiversity of soils and farming innovations for improved resilience of European wheat agrosystems (BIOFAIR)

BIOFAIR holistically determines soil biodiversity under different farming practices and environmental stressors to anticipate negative impacts of climate change on belowground processes and provide adaptation strategies. The BIOFAIR project comprehensively addresses the diversity of soil organisms, from microbes to mites, and how they link to soil functioning in terms of disease suppression and carbon and nutrient cycling. On the crop site, a specific focus is given to grain quality parameters such as vitamin and mineral nutrient contents essential for many human body functions, and to technological bread making properties such as flour viscosity, to ensure the crops of the future have a high nutritious value and are suitable for food production.2. Zero hunger3. Good health and well-being12. Responsible consumption and production13. Climate action15. Life on land17. Partnerships for the goal

Biodiversity of soils and farming innovations for improved resilience of European wheat agrosystems (BIOFAIR)

IOFAIR holistically determines soil biodiversity under different farming practices and environmental stressors to anticipate negative impacts of climate change on belowground processes and provide adaptation strategies. The BIOFAIR project comprehensively addresses the diversity of soil organisms, from microbes to mites, and how they link to soil functioning in terms of disease suppression and carbon and nutrient cycling. On the crop site, a specific focus is given to grain quality parameters such as vitamin and mineral nutrient contents essential for many human body functions, and to technological bread making properties such as flour viscosity, to ensure the crops of the future have a high nutritious value and are suitable for food production

Time travelling with Triticum: An Ecotron experiment to study the wheat of the future

2. Zero hunger3. Good health and well-being12. Responsible consumption and production13. Climate action15. Life on land17. Partnerships for the goal

Disentangling creep and isothermal metamorphism during snow settlement with X-ray tomography

International audienceOnce fallen, snow settles due to the combined effects of metamorphism and deformation of the ice matrix under gravity. To understand how these coupled processes affect snow evolution, we performed oedometric compression tests and continuously monitored the snow microstructure with X-ray tomography. Centimetric samples with an initial density between 200 and 300 kg m −3 were followed during an initial sintering phase and under two different loads of 2.1 and 4.7 kPa at −8 • C for ∼1 week. The microstructure captured at a voxel size of 8.5 μm was characterized by density, specific surface area (SSA) and two metrics related to bond network, namely the Euler characteristic and the minimum cut surface. Load-induced creep of the ice matrix was observed only for sufficiently low values of initial density (<290 kg m −3 in our tests), and was shown to be associated to a significant increase of the number of bonds. Application of the load, however, did not affect the individual bond size nor the SSA, which appeared to be mainly controlled by isothermal metamorphism. The uniaxial compression did not induce any creation of anisotropy on the microstructural characteristics. Overall, our results show that, for the considered conditions, the deformation of the ice matrix mainly leads to a reduction of the pore space and an increase of the coordination number, while metamorphism mainly affects the grain and bond sizes

Essais de compression à vitesse imposée d’échantillon de neige et avec suivi tomographique

International audienceLa compréhension des mécanismes régissant la déformation du squelette de glace de la neige sous un chargement mécanique reste encore aujourd’hui comprise de manière imparfaite, bien que nécessaire pour de nombreuses applications comme la prévision d’avalanches, la modélisation du manteau neigeux ou la quantification des efforts induits par la neige pour le dimensionnement d’ouvrages. Une meilleure compréhension passe par des essais de caractérisation mécanique du matériau neige. Dans ce travail, nous avons réalisé des essais de compression oedométrique controlés en déplacement, et suivi l’évolution des échantillons par tomographie à rayons X. Dans un premier temps, à l’aide d’un dispositif de compression spécifiquement conçu, nous avons observé l’évolution de la contrainte au cours du temps pour différentes vitesses de chargement. Les courbes de contrainte-déformation montrent une dépendance marquée de la réponse mécanique au taux de déformation. Nous observons un comportement ductile à un taux de chargement inférieur à 10−4 s−1, un comportement fragile pour un taux supérieur à 10−3 s−1, et un comportement intermédiaire marqué par un phénomène de type "glissé-collé" (stick-slip) entre ces deux taux. Dans un second temps, nous nous sommes penchés sur l’évolution de la microstructure de la neige entre les images tomographiques acquises avant et après l’essai de compression

Essais de compression à vitesse imposée d’échantillon de neige et avec suivi tomographique

La compréhension des mécanismes régissant la déformation du squelette de glace de la neige sous un chargement mécanique reste encore aujourd’hui comprise de manière imparfaite, bien que nécessaire pour de nombreuses applications comme la prévision d’avalanches, la modélisation du manteau neigeux ou la quantification des efforts induits par la neige pour le dimensionnement d’ouvrages. Une meilleure compréhension passe par des essais de caractérisation mécanique du matériau neige. Dans ce travail, nous avons réalisé des essais de compression oedométrique controlés en déplacement, et suivi l’évolution des échantillons par tomographie à rayons X. Dans un premier temps, à l’aide d’un dispositif de compression spécifiquement conçu, nous avons observé l’évolution de la contrainte au cours du temps pour différentes vitesses de chargement. Les courbes de contrainte-déformation montrent une dépendance marquée de la réponse mécanique au taux de déformation. Nous observons un comportement ductile à un taux de chargement inférieur à 10−4 s−1, un comportement fragile pour un taux supérieur à 10−3 s−1, et un comportement intermédiaire marqué par un phénomène de type "glissé-collé" (stick-slip) entre ces deux taux. Dans un second temps, nous nous sommes penchés sur l’évolution de la microstructure de la neige entre les images tomographiques acquises avant et après l’essai de compression

Essais de compression à vitesse imposée d’échantillon de neige et avec suivi tomographique

La compréhension des mécanismes régissant la déformation du squelette de glace de la neige sous un chargement mécanique reste encore aujourd’hui comprise de manière imparfaite, bien que nécessaire pour de nombreuses applications comme la prévision d’avalanches, la modélisation du manteau neigeux ou la quantification des efforts induits par la neige pour le dimensionnement d’ouvrages. Une meilleure compréhension passe par des essais de caractérisation mécanique du matériau neige. Dans ce travail, nous avons réalisé des essais de compression oedométrique controlés en déplacement, et suivi l’évolution des échantillons par tomographie à rayons X. Dans un premier temps, à l’aide d’un dispositif de compression spécifiquement conçu, nous avons observé l’évolution de la contrainte au cours du temps pour différentes vitesses de chargement. Les courbes de contrainte-déformation montrent une dépendance marquée de la réponse mécanique au taux de déformation. Nous observons un comportement ductile à un taux de chargement inférieur à 10−4 s−1, un comportement fragile pour un taux supérieur à 10−3 s−1, et un comportement intermédiaire marqué par un phénomène de type "glissé-collé" (stick-slip) entre ces deux taux. Dans un second temps, nous nous sommes penchés sur l’évolution de la microstructure de la neige entre les images tomographiques acquises avant et après l’essai de compression

Essais de compression à vitesse imposée sur des échantillons de neige avec suivi tomographique

International audienceThe mechanisms controlling the snow mechanical behavior remains poorly understood, although it is required for many applications such as avalanche forecasting, snowpack modeling or estimating of snow loads on structures. To better understand snow mechanics, it is necessary to carry out mechanical characterization tests. In this work, we performed oedometric compression tests controlled in displacement and followed the evolution of the sample microstructure with X-ray tomography measurements. First, using a compression device specifically designed for this purpose, we observed the evolution of the stress and strain over time for different imposed strain rates. The stress-strain curves show a clear dependence of the mechanical response on the strain rate. We observe a ductile behavior at a loading rate lower than 10−4s−1, a brittle behavior for a rate higher than 10−3s−1, and an intermediate behavior marked by a phenomenon of stick-slip type between these two rates. Then, we investigated the evolution of the snow microstructure between the tomographic images acquired before and after the compression test.La compréhension des mécanismes régissant la déformation du squelette de glace de la neige sous un chargement mécanique reste encore aujourd’hui comprise de manière imparfaite, bien que nécessaire pour de nombreuses applications comme la prévision d’avalanches, la modélisation du manteau neigeux ou la quantification des efforts induits par la neige pour le dimensionnement d’ouvrages. Une meilleure compréhension passe par des essais de caractérisation mécanique du matériau neige. Dans ce travail, nous avons réalisé des essais de compression oedométrique controlés en déplacement, et suivi l’évolution des échantillons par tomographie à rayons X. Dans un premier temps, à l’aide d’un dispositif de compression spécifiquement conçu, nous avons observé l’évolution de la contrainte au cours du temps pour différentes vitesses de chargement. Les courbes de contrainte-déformation montrent une dépendance marquée de la réponse mécanique au taux de déformation. Nous observons un comportement ductile à un taux de chargement inférieur à 10−4s−1, un comportement fragile pour un taux supérieur à 10−3s−1, et un comportement intermédiaire marqué par un phénomène de type "glissé-collé" (stick-slip) entre ces deux taux. Dans un second temps, nous nous sommes penchés sur l’évolution de la microstructure de la neige entre les images tomographiques acquises avant et après l’essai de compressio

Role of Ice Mechanics on Snow Viscoplasticity

International audienceThe porous structure of snow becomes denser with time under gravity, primarily due to the creep of its ice matrix with viscoplasticity. Despite investigation of this behavior at the macroscopic scale, the driving microscopic mechanisms are still not well understood. Thanks to high‐performance computing and dedicated solvers, we modeled snow elasto‐viscoplasticity with 3D images of its microstructure and different mechanical models of ice. The comparison of our numerical experiments to oedometric compression tests measured by tomography showed that ice in snow rather behaves as a heterogeneous set of ice crystals than as homogeneous polycrystalline ice. Similarly to dense ice, the basal slip system contributed at most, in the simulations, to the total snow deformation. However, in the model, the deformation accommodation between crystals was permitted by the pore space and did not require any prismatic and pyramidal slips, whereas the latter are pre‐requisite for the simulation of dense ice