Méthodologie intégrée de microgravimétrie en milieu urbain : test d'application au génie civil sur le métro M2 de Lausanne

RESUME Dès le printemps 2004, la construction d'une 2ème ligne de métro est entreprise dans la ville de Lausanne en Suisse. En reliant Ouchy, au bord du lac Léman (alt. 373 m) à Epalinges (alt. 711 m), le nouveau métro "M2" traversera dès 2008 l'agglomération lausannoise du Sud au Nord sur une distance de 6 km. Depuis l'avant-projet, en 1999, une grande quantité de données géologiques a été récolté et de nombreux forages exécutés sur le site. Ceci nous a donné une occasion unique d'entreprendre une étude de microgravimétrique urbaine de détail. Le mode de creusement du tunnel dépend fortement des matériaux à excaver et il est classiquement du domaine du géologue, avec ses connaissances de la géologie régionale et de la stratigraphie des forages, de fournir à l'ingénieur un modèle géologique. Ce modèle indiquera dans ce cas l'épaisseur des terrains meubles qui recouvrent le soubassement rocheux. La représentativité spatiale d'une information très localisée, comme celle d'un forage, est d'autant plus compliquée que le détail recherché est petit. C'est à ce moment là que la prospection géophysique, plus spécialement gravimétrique, peut apporter des informations complémentaires déterminantes pour régionaliser les données ponctuelles des forages. La microgravimétrie en milieu urbain implique de corriger avec soin les perturbations gravifiques sur la mesure de la pesanteur dues aux effets de la topographie, des bâtiments et des caves afin d'isoler l'effet gravifique dû exclusivement à l'épaisseur du remplissage des terrains meubles. Tenant compte de l'intensité des corrections topographiques en milieu urbain, nous avons donné une grande importance aux sous-sols, leurs effets gravifiques pouvant atteindre l'ordre du dixième de mGal. Nous avons donc intégré ces corrections celle de topographie et traité les effets des bâtiments de manière indépendante. Nous avons inclus dans le modèle numérique de terrain (MNT) la chaussée et les sous-sols afin de construire un modèle numérique de terrain urbain. Nous utiliserons un nouvel acronyme « MNTU »pour décrire ce modèle. Nous proposons d'établir des cartes de corrections topographiques préalables, basées sur les données à disposition fournies par le cadastre en faisant des hypothèses sur la profondeur des sous-sols et la hauteur des bâtiments. Les deux zones de test choisies sont caractéristiques des différents types d'urbanisation présente à Lausanne et se révèlent par conséquent très intéressantes pour élaborer une méthodologie globale de la microgravimétrie urbaine. Le but était d'évaluer l'épaisseur du remplissage morainique sur un fond rocheux molassique se situant à une profondeur variable de quelques mètres à une trentaine de mètres et d'en établir une coupe dans l'axe du futur tracé du métro. Les résultats des modélisations se sont révélés très convaincants en détectant des zones qui diffèrent sensiblement du modèle géologique d'avant projet. Nous avons également démontré que l'application de cette méthode géophysique, non destructive, est à même de limiter le nombre de sondages mécaniques lors de l'avant-projet et du projet définitif, ce qui peut limiter à la fois les coûts et le dérangement engendré par ces travaux de surface. L'adaptabilité de la technique gravimétrique permet d'intervenir dans toutes les différentes phases d'un projet de génie civil comme celui de la construction d'un métro en souterrain. KURZFASSUNG Seit dem Frühling 2004 ist in der Stadt Lausanne (Schweiz) die neue U-Bahn "M2" in Konstruktion. Diese soll auf 6 km Länge die Lausanner Agglomeration von Süd nach Nord durchqueren. Die dem Projekt zu Grunde liegende technische Planung sieht vor, daß die Bahnlinie hauptsächlich in der Molasse angesiedelt sein wird. Seit dem Vorentwurf (1999) ist eine große Anzahl geologischer Angaben gesammelt worden. Daraus ergab sich die einmalige Gelegenheit, die Informationen aus den damit verbundenen zahlreichen Bohrungen zu einer detaillierten mikrogravimetrischen Studie der Stadt Lausanne zu erweitern und zu vervollständigen. Das Ziel bestand darin, die Mächtigkeit der die Molasseüberdeckenden Moräneablagerung abzuschätzen, um eine entsprechendes geologisches Profile entlang der künftigen Bahnlinie zu erstellen. Weiterhin sollte gezeigt werden, daß die Anwendung dieser nicht-invasiven geophysikalischen Methode es ermöglicht, die Anzahl der benötigten Bohrungen sowohl in der Pilotphase wie auch im endgültigen Projekt zu reduzieren, was zu wesentlichen finanziellen Einsparungen in der Ausführung des Werkes beitragen würde. Die beiden in dieser Studie bearbeiteten Testzonen befinden sich im Nordteil und im Stadtzentrum von Lausanne und sind durch eine unterschiedliche Urbanisierung charakterisiert. Das anstehende Gestein liegt in verschiedenen Tiefen: von einigen Metern bis zu etwa dreißig Metern. Diese Zonen weisen alle Schwierigkeiten einer urbanen Bebauung mit hoher Verkehrsdichte auf und waren daher massgebend bei der Ausarbeitung einer globalen mikrogravimetrischen Methodologie für die Stadt Lausanne. Die so entwickelte Technik ermöglicht, die störenden Auswirkungen der Topographie, der Gebäude, der Keller und der Öffentlichen Infrastrukturen sorgfältig zu korrigieren, um so die ausschließlich auf die Mächtigkeit des Lockergesteins zurückzuführenden Effekte zu isolieren. In Bezug auf die Intensität der Auswirkungen der topographischen Korrekturen im Stadtgebiet wurde den Untergeschossen eine besonders grosse Bedeutung zugemessen da die entsprechenden Schwerkrafteffekte eine Grösse von rund einem Zehntel mGal erreichen können. Wir schlagen deshalb vor, vorläufige Karten der topographischen Korrekturen zu erstellen. Diese Korrekturen basieren auf den uns vom Katasterplan gelieferten Daten und einigen Hypothesen bezüglich der Tiefe der Untergeschosse und der Höhe der Gebäude. Die Verfügbarkeit einer derartigen Karte vor der eigentlichen gravimetrischen Messkampagne würde uns erlauben, die Position der Meßstationen besser zu wählen. Wir sahen zudem, daß ein entsprechenden a priori Filter benutzt werden kann, wenn die Form und die Intensität der Anomalie offensichtlich dem entsprechenden Gebäude zugeordnet werden können. Diese Strategie muß jedoch mit Vorsicht angewandt werden, denn falls weitere Anomalien dazukommen, können bedeutende Verschiebungen durch Übèrlagerungen der Schwerewirkung verschiedener Strukturen entstehen. Die Ergebnisse der Modellierung haben sich als sehr überzeugend erwiesen, da sie im Voraus unbekannte sensible Zonen korrekt identifiziert haben. Die Anwendbarkeit der in dieser Arbeit entwickelten gravimetrischen Technik ermöglicht es, während allen Phasen eines Grossbauprojekts, wie zum Beispiel bei der Konstruktion einer unterirdischen U-Bahn, einzugreifen. ABSTRACT Since Spring of 2004 a new metro line has been under construction in the city of Lausanne in Switzerland. The new line, the M2, will be 6 km long and will traverse the city from south to north. The civil engineering project determined that the line would be located primarily in the Molasse. Since the preparatory project in 1999, a great quantity of geological data has been collected, and the many drillings made on the site have proved to be a unique opportunity to undertake a study of urban microgravimetry. The goal was to evaluate the thickness of the morainic filling over the molassic bedrock, and to establish a section along the axis of the future line. It then had to be shown that the application of this nondestructive geophysical method could reduce the number of mechanical surveys required both for a preparatory and a definitive project, which would lead to real savings in the realization of a civil engineering project. The two test zones chosen, one in the northern part of the city and one in the city centre, are characterised by various types of urbanisation. Bedrock is at a depth varying from a few metres to about thirty metres. These zones well exemplify the various difficulties encountered in an urban environment and are therefore very interesting for the development of an overall methodology of urban microgravimetry. Microgravimetry in an urban environment requires careful corrections for gravific disturbances due to the effects of topography, buildings, cellars, and the infrastructure of distribution networks, in order to isolate the gravific effect due exclusively to the thickness of loose soil filling. Bearing in mind the intensity of the topographic corrections in an urban environment, we gave particular importance to basements. Their gravific effects can reach the order of one tenth of one meal, and can influence above all the precision of the Bouguer anomaly. We propose to establish preliminary topographic correction charts based on data provided to us by the land register, by making assumptions on the depths of basements and the heights of buildings. Availability of this chart previous to a gravimetry campaign would enable us to choose optimum measuring sites. We have also seen that an a priori filter can be used when the form and the intensity of the anomaly correspond visually to the corresponding building. This strategy must be used with caution because if other anomalies are to be associated, important shifts can be generated by the superposition of the effects of different structures. The results of the model have proved to be very convincing in detecting previously unknown sensitive zones. The adaptability of the gravimetry technique allows for application in all phases of a civil engineering project such as the construction of an underground metro line. RIASSUNTO Dalla primavera 2004 una nuova linea metropolitana é in costruzione nella città di Losanna in Svizzera. La nuova metropolitana "M2" traverserà per la lunghezza di 6 km il centro urbano di Losanna da sud a nord. II progetto d'ingegneria civile prevedeva un tracciato situato essenzialmente nel fondo roccioso arenaceo terziario (molassa). Dalla redazione del progetto preliminare, avvenuta nel 1999, una grande quantità di dati geologici sono stati raccolti e sono stati eseguiti numerosi sondaggi. Questo sì é presentato come un'occasione unica per mettere a punto uno studio microgravimetrico in ambiente urbano con lo scopo di valutare lo spessore dei terreni sciolti di origine glaciale che ricoprono il fondo roccioso di molassa e di mettere in evidenza come l'applicazione di questo metodo geofisico non distruttivo possa limitare il numero di sondaggi meccanici nella fase di progetto preliminare ed esecutivo con conseguente reale risparmio economico nella realizzazione di una tale opera. Le due zone di test sono situate una nella zona nord e la seconda nel centro storico di Losanna e sono caratterizzate da stili architettonici differenti. II fondo roccioso é situato ad una profondità variabile da qualche metro ad una trentina. Queste due zone sembrano ben rappresentare tutte le difficoltà di un ambiente urbano e ben si prestano per elaborare una metodologia globale per la microgravimetria in ambiente urbano. L'applicazione di questa tecnica nell'ambiente suddetto implica la correzione attenta delle perturbazioni sulla misura dell'accelerazione gravitazionale, causate dalla topografia, gli edifici, le cantine e le infrastrutture dei sottoservizi, per ben isolare il segnale esclusivamente causato dallo spessore dei terreni sciolti. Tenuto conto, dell'intensità delle correzioni topografiche, abbiamo dato grande importanza alle cantine, poiché il loro effetto sulle misure può raggiungere il decimo di mGal. Proponiamo quindi di redigere una carta delle correzioni topografiche preliminare all'acquisizione, facendo delle ipotesi sulla profondità delle cantine e sull'altezza degli edifici, sulla base delle planimetrie catastali. L'analisi di questa carta permetterà di scegliere le posizioni più adatte per le stazioni gravimetriche. Abbiamo anche osservato che un filtro a priori, qualora la forma e l'intensità dell'anomalia fosse facilmente riconducibile in maniera visuale ad un edificio, possa essere efficace. Tuttavia questa strategia deve essere utilizzata con precauzione, poiché può introdurre uno scarto, qualora più anomalie, dovute a differenti strutture, si sovrappongano. I risultati delle modellizzazioni si sono rivelati convincenti, evidenziando zone sensibili non conosciute preventivamente. L'adattabilità della tecnica gravimetrica ha mostrato di poter intervenire in differenti fasi di un progetto di ingegneria civile, quale è quella di un'opera in sotterraneo.

A wearable system for multi-segment foot kinetics measurement.

This study aims to design a wearable system for kinetics measurement of multi-segment foot joints in long-distance walking and to investigate its suitability for clinical evaluations. The wearable system consisted of inertial sensors (3D gyroscopes and 3D accelerometers) on toes, forefoot, hindfoot, and shank, and a plantar pressure insole. After calibration in a laboratory, 10 healthy elderly subjects and 12 patients with ankle osteoarthritis walked 50m twice wearing this system. Using inverse dynamics, 3D forces, moments, and power were calculated in the joint sections among toes, forefoot, hindfoot, and shank. Compared to those we previously estimated for a one-segment foot model, the sagittal and transverse moments and power in the ankle joint, as measured via multi-segment foot model, showed a normalized RMS difference of less than 11%, 14%, and 13%, respectively, for healthy subjects, and 13%, 15%, and 14%, for patients. Similar to our previous study, the coronal moments were not analyzed. Maxima-minima values of anterior-posterior and vertical force, sagittal moment, and power in shank-hindfoot and hindfoot-forefoot joints were significantly different between patients and healthy subjects. Except for power, the inter-subject repeatability of these parameters was CMC>0.90 for healthy subjects and CMC>0.70 for patients. Repeatability of these parameters was lower for the forefoot-toes joint. The proposed measurement system estimated multi-segment foot joints kinetics with acceptable repeatability but showed difference, compared to those previously estimated for the one-segment foot model. These parameters also could distinguish patients from healthy subjects. Thus, this system is suggested for outcome evaluations of foot treatments.

Variations pondérales dans un contexte d'hyperthyroïdie

Introduction :¦L'hyperthyroïdie est la dysfonction thyroïdienne la plus fréquemment symptomatique et diagnostiquée. Son étiologie la plus fréquente chez l'adulte est la maladie de Basedow. Dans sa pratique le médecin se concentre sur les variables spécifiques à la maladie qui sont liées à une augmentation de la mortalité chez les patients. D'autres variables, comme la perte de poids accompagnant la maladie et le risque de reprise de ce poids suite au traitement, semblent peu prises en compte. Ce travail est une étude rétrospective¦portant sur 31 patients hyperthyroïdiens suivis ambulatoirement dans le service d'endocrinologie, diabétologie et métabolisme (EDM) du centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) durant 18 à 24 mois.¦Objectifs :¦Déterminer la variation de poids chez ces patients, la relation qui existe entre l'évolution des résultats des examens de laboratoire et la variation de poids, évaluer les facteurs de risque pour une prise pondérale excessive suite au traitement et comparer la variation de poids en fonction du poids de forme.¦Limites :¦Le caractère rétrospectif de l'étude, le petit nombre de patients inclus le fait que les statistiques n'ont pas été réalisées par un statisticien expérimenté limitent l'interprétation des résultats.¦Résultats et discussion :¦Il existe une perte de poids accompagnant un épisode inaugural dans 71% des cas. Les patients ont tendance à prendre du poids suite au traitement (médiane : + 7.3 kg). Le poids pris consiste en une compensation du poids perdu avant le diagnostic, avec un surplus de reprise pondérale (médiane : + 0.150 kg). Le poids de forme manque dans 41.9% des cas. Après 18 à 24 mois de suivi, la catégorie d'IMC dans¦laquelle les patients se trouvent correspond dans 73.3% des cas à la catégorie d'IMC de forme. Ni le sexe ni l'âge influencent la variation pondérale initiale (sexe : p=0.429 ; âge : p=0.241). L'importance de la perturbation des concentrations hormonales n'influe pas sur l'importance de la perte pondérale au diagnostic (TSH : R2=0.001 ; T4l : R2=0.0037). Les patients avec 6 symptômes et plus présents au moment du diagnostic ont tendance à avoir une T4 libre plus élevée (médiane : 51.26 pmol/l) que ceux qui ont moins de 6 symptômes (médiane : 40.00 pmol/l). Des facteurs prédisposants à un surplus de reprise n'ont¦pas pu être déterminés, mais des tendances peuvent être décrites. Une sur-correction iatrogène¦de l'hyperthyroïdie, avec un passage en hypothyroïdie après 18-24 mois de suivi est possiblement liée à une reprise de poids nette élevée. La reprise de poids est moindre si un suivi diététique a eu lieu (médiane : 0 kg versus 1.8 kg sans suivi diététique).

Myélite transverse et neuromyélite optique chez l'enfant. A propos de trois observations [Transverse myelitis and optic neuromyelitis in children. Apropos of 3 case reports]

We report on three children with acute transverse myelitis. One of them also had optic neuritis. In connection with these three cases, we discuss etiology, diagnosis and outcome of transverse myelitis in childhood and possible involvement of the optic nerve. Our observations show the variability of spinal cord deficit and the fact that there can be a good prognosis, despite severe initial neurological deficits and massive elevation of basic myelin protein in children with ATM.

Female adolescents' views on a youth-friendly clinic

Rapport de synthèse : La satisfaction des patients concernant leur prise en charge fait maintenant partie intégrante de la qualité des soins. Elle a été évaluée à maintes reprises chez des patients adultes ou pédiatriques, mais rarement chez des patients adolescents. Les attentes des adolescents par rapport aux services de soins ont par contre été souvent étudiées et certains facteurs semblent particulièrement importants. Parmi ceux-ci, citons la confidentialité, le respect, l'honnêteté, l'écoute, l'accès aux soins ou le fait d'avoir des informations compréhensibles. L'Organisation Mondiale de la Santé a développé le concept de 'Youth-friendly health services' pour répondre aux besoins et attentes particuliers des adolescents. Il est basé sur sept principes : l'accessibilité, l'équité, l'efficience, l'efficacité, le fait d'être approprié et compréhensible. Notre objectif était d'évaluer la satisfaction des adolescentes consultant dans une clinique multidisciplinaire pour adolescents basée sur le modèle 'Youth-friendly health services' et de déterminer les facteurs qui y sont associés. Nous avons fait une enquête transversale dans une clinique pour adolescents à Lausanne entre mars et mai 2008 moyennant un questionnaire anonyme auto-administré. Tous les patients qui avaient consulté au moins une fois auparavant étaient éligibles. Nous avons ensuite éliminé les garçons, en très petit nombre et donc de faible valeur statistique. Trois cents onze patientes âgées de 12 à 22 ans ont été inclues dans l'étude. Nous avons effectué des analyses bivariées pour comparer les patientes satisfaites et non satisfaites puis avons construit un modèle log- linéaire afin de déterminer les facteurs directement ou indirectement liés à la satisfaction des patientes. Nonante-quatre pourcent des patientes étaient satisfaites. Les facteurs significativement associés à la satisfaction des adolescentes étaient les suivants : Les jeunes filles se sentaient plus écoutées en ce qui concerne leurs plaintes, et avaient plus l'impression que le soignant les comprenait. Elles avaient aussi moins changé de soignant durant le suivi, avaient plus l'impression d'avoir bénéficié du traitement adéquat et pensaient avoir plus suivi les conseils du soignant. Le modèle log-linéaire que nous avons effectué a mis en avant quatre facteurs directement liés à la satisfaction des patientes, qui sont la continuité des soins, le résultat de la prise en charge, l'adhérence au traitement et le sentiment d'être comprise par le soignant. Ces résultats mettent en avant l'importance de la relation interpersonnelle entre le soignant et le patient, mais rendent aussi attentif à des aspects qui pourraient être améliorés, en ce qui concerne par exemple la continuité des soins. En effet, une clinique comme la nôtre fait partie d'un hôpital de formation et le tournus fréquent des soignants est inévitable. Les changements de médecins et autres soignants devraient alors être préparés et expliqués aux patients avec la plus grande attention. L'adhérence au traitement semble être fortement liée à la satisfaction des patients, mais la nature de notre étude ne permet pas de conclure à une relation de cause à effet. Nous pouvons tout de même supposer qu'elle est une conséquence de la satisfaction des patients. Enfin, la confidentialité et l'accès aux soins souvent cités comme essentiels à la satisfaction des patients dans la littérature étaient secondaires dans notre étude. En conclusion, la satisfaction des adolescentes était principalement basée sur une relation de confiance de longue durée avec leurs soignants. Les pédiatres occupent une place privilégiée pour répondre à ces besoins parce qu'ils connaissent leurs patients depuis l'enfance. Ils devraient cependant garder à l'esprit que la relation avec le patient change au moment de l'adolescence et que les jeunes sont très sensibles à la relation de confiance interpersonnelle qu'ils ont avec leur médecin.

Estimating the apparent transverse relaxation time (R2(*)) from images with different contrasts (ESTATICS) reduces motion artifacts.

Relaxation rates provide important information about tissue microstructure. Multi-parameter mapping (MPM) estimates multiple relaxation parameters from multi-echo FLASH acquisitions with different basic contrasts, i.e., proton density (PD), T1 or magnetization transfer (MT) weighting. Motion can particularly affect maps of the apparent transverse relaxation rate R2(*), which are derived from the signal of PD-weighted images acquired at different echo times. To address the motion artifacts, we introduce ESTATICS, which robustly estimates R2(*) from images even when acquired with different basic contrasts. ESTATICS extends the fitted signal model to account for inherent contrast differences in the PDw, T1w and MTw images. The fit was implemented as a conventional ordinary least squares optimization and as a robust fit with a small or large confidence interval. These three different implementations of ESTATICS were tested on data affected by severe motion artifacts and data with no prominent motion artifacts as determined by visual assessment or fast optical motion tracking. ESTATICS improved the quality of the R2(*) maps and reduced the coefficient of variation for both types of data-with average reductions of 30% when severe motion artifacts were present. ESTATICS can be applied to any protocol comprised of multiple 2D/3D multi-echo FLASH acquisitions as used in the general research and clinical setting.