Le pergélisol dans les terrains sédimentaires à forte déclivité: distribution, régime thermique et instabilités

Résumé: Dans le contexte d'un climat de plus en plus chaud, la localisation du pergélisol dans les terrains sédimentaires à forte déclivité et l'évaluation des mouvements de terrain qui y ont cours s'avèrent primordiales. S'insérant dans cette problématique, ce travail de thèse s'articule autour de deux axes de recherche différents. D'un point de vue statique, cette recherche propose une étude de la distribution et des caractéristiques du pergélisol dans les éboulis de la zone périglaciaire alpine. D'un point de vue dynamique, une analyse de l'influence des caractéristiques du pergélisol (teneur en glace, température du pergélisol, etc.) et des variations des températures de l'air et du sol sur les vitesses de fluage des corps sédimentaires gelés est effectuée. Afin de répondre à ce double objectif, l'approche "terrain" a été privilégiée. Pour déterminer la répartition et les caractéristiques du pergélisol, les méthodes traditionnelles de prospection du pergélisol ont été utilisées, à savoir la mesure de la température du sol à la base du manteau neigeux (BTS), la mesure de la température du sol en continu ainsi que la méthode géoélectrique. Les mouvements de terrain ont pour leur part été mesurés à l'aide d'un GPS différentiel. L'étude de la distribution du pergélisol a été effectuée dans une quinzaine d'éboulis situés dans les régions du Mont Gelé (Verbier-Nendaz) et d'Arolla principalement. Dans la plupart des cas, un pergélisol a pu être mis en évidence dans la partie inférieure des accumulations sédimentaires, alors que la partie médiane des éboulis n'est, le plus souvent, pas gelée. Si cette absence de pergélisol se prolonge parfois dans les portions sommitales des pentes, les mesures réalisées montrent que dans d'autres cas des sédiments gelés y sont à nouveau présents. Les résistivités électriques mesurées dans les portions gelées des éboulis étudiés sont dans la plupart des cas nettement inférieures à celles mesurées sur les glaciers rocheux. Des études préalables ont montré que des circulations d'air internes sont responsables de l'anomalie thermique négative et, lorsqu'il existe, du pergélisol que l'on trouve dans la partie inférieure d'éboulis situés plus de 1000 m plus bas que la limite inférieure régionale du pergélisol discontinu. L'étude de quatre sites de basse altitude (1400-1900 m), et notamment l'équipement du site de Dreveneuse (Préalpes Valaisannes) avec deux forages, des capteurs de température de surface et un anémomètre a permis de vérifier et de préciser le mécanisme de ventilation actif au sein des éboulis froids de basse altitude. Ce mécanisme fonctionne de la manière suivante: en hiver, l'air contenu dans l'éboulis, plus chaud et plus léger que l'air extérieur, monte à l'intérieur de l'accumulation sédimentaire et est expulsé dans ses parties sommitales. Cet effet de cheminée provoque une aspiration d'air froid à l'intérieur de la partie inférieure de l'éboulis, causant ainsi un sur-refroidissement marqué du terrain. En été, le mécanisme s'inverse, l'éboulis étant plus froid que l'air environnant. De l'air froid est alors expulsé au bas de la pente. Une ventilation ascendante hivernale a pu être mise en évidence dans certains des éboulis de haute altitude étudiés. Elle est probablement en grande partie responsable de la configuration particulière des zones gelées observées. Même si l'existence d'un effet de cheminée n'a pu être démontrée dans tous les cas, du fait notamment de la glace interstitielle qui entrave le cheminement de l'air, des indices laissant présager son possible fonctionnement existent dans la quasi totalité des éboulis étudiés. L'absence de pergélisol à des altitudes qui lui sont favorables pourrait en tous les cas s'expliquer par un réchauffement du terrain lié à des expulsions d'air relativement chaud. L'étude des mouvements de terrain a été effectuée sur une dizaine de sites, principalement sur des glaciers rocheux, mais également sur une moraine de poussée et - II - Résumé ? abstract quelques éboulis. Plusieurs glaciers rocheux présentent des formes de déstabilisation récente (niches d'arrachement, blocs basculés, apparition de la matrice fine à la surface, etc.), ce qui témoigne d'une récente accélération des vitesses de déplacement. Ce phénomène, qui semble général à l'échelle alpine, est probablement à mettre sur le compte du réchauffement du pergélisol depuis une vingtaine d'années. Les vitesses mesurées sur ces formations sont souvent plus élevées que les valeurs habituellement proposées dans la littérature. On note par ailleurs une forte variabilité inter-annuelle des vitesses, qui semblent dépendre de la variation de la température moyenne annuelle de surface. Abstract: In the context of a warmer climate, the localisation of permafrost in steep sedimentary terrain and the measurement of terrain movements that occur in these areas is of great importance. With respect to these problems, this PhD thesis follows two different research axes. From a static point of view, the research presents a study of the permafrost distribution and characteristics in the talus slopes of the alpine periglacial belt. From a dynamic point of view, an analysis of the influence of the permafrost characteristics (ice content, permafrost temperature, etc.) and air and soil temperature variations on the creep velocities of frozen sedimentary bodies is carried out. In order to attain this double objective, the "field" approach was favoured. To determine the distribution and the characteristics of permafrost, the traditional methods of permafrost prospecting were used, i.e. ground surface temperature measurements at the base of the snow cover (BTS), year-round ground temperature measurements and DC-resistivity prospecting. The terrain movements were measured using a differential GPS. The permafrost distribution study was carried out on 15 talus slopes located mainly in the Mont Gelé (Verbier-Nendaz) and Arolla areas (Swiss Alps). In most cases, permafrost was found in the lower part of the talus slope, whereas the medium part was free of ice. In some cases, the upper part of the talus is also free of permafrost, whereas in other cases permafrost is present. Electrical resistivities measured in the frozen parts of the studied talus are in most cases clearly lower than those measured on rock glaciers. Former studies have shown that internal air circulation is responsible for the negative thermal anomaly and, when it exists, the permafrost present in the lower part of talus slopes located more than 1000 m below the regional lower limit of discontinuous permafrost. The study of four low-altitude talus slopes (1400-1900 m), and notably the equipment of Dreveneuse field site (Valais Prealps) with two boreholes, surface temperature sensors and an anemometer permitted to verify and to detail the ventilation mechanism active in low altitude talus slopes. This mechanism works in the following way: in winter, the air contained in the block accumulation is warmer and lighter than the surrounding air and therefore moves upward in the talus and is expelled in its upper part. This chimney effect induces an aspiration of cold air in the interior of the lower part of talus, that causes a strong overcooling of the ground. In summer, the mechanism is reversed because the talus slope is colder than the surrounding air. Cold air is then expelled in the lower part of the slope. Evidence of ascending ventilation in wintertime could also be found in some of the studied high-altitude talus slopes. It is probably mainly responsible for the particular configuration of the observed frozen areas. Even if the existence of a chimney effect could not be demonstrated in all cases, notably because of interstitial ice that obstructs Résumé ? abstract - III - the air circulation, indices of its presence exist in nearly all the studied talus. The absence of permafrost at altitudes favourable to its presence could be explained, for example, by the terrain warming caused by expulsion of relatively warm air. Terrain movements were measured at about ten sites, mainly on rock glaciers, but also on a push moraine and some talus slopes. Field observations reveal that many rock glaciers display recent destabilization features (landslide scars, tilted blocks, presence of fine grained sediments at the surface, etc.) that indicate a probable recent acceleration of the creep velocities. This phenomenon, which seems to be widespread at the alpine scale, is probably linked to the permafrost warming during the last decades. The measured velocities are often higher than values usually proposed in the literature. In addition, strong inter-annual variations of the velocities were observed, which seems to depend on the mean annual ground temperature variations.

Spatial relationship between the atmospheric circulation and the precipitation measured in the western Swiss Alps by means of the analogue method

An adaptation technique based on the synoptic atmospheric circulation to forecast local precipitation, namely the analogue method, has been implemented for the western Swiss Alps. During the calibration procedure, relevance maps were established for the geopotential height data. These maps highlight the locations were the synoptic circulation was found of interest for the precipitation forecasting at two rain gauge stations (Binn and Les Marécottes) that are located both in the alpine Rhône catchment, at a distance of about 100 km from each other. These two stations are sensitive to different atmospheric circulations. We have observed that the most relevant data for the analogue method can be found where specific atmospheric circulation patterns appear concomitantly with heavy precipitation events. Those skilled regions are coherent with the atmospheric flows illustrated, for example, by means of the back trajectories of air masses. Indeed, the circulation recurrently diverges from the climatology during days with strong precipitation on the southern part of the alpine Rhône catchment. We have found that for over 152 days with precipitation amount above 50 mm at the Binn station, only 3 did not show a trajectory of a southerly flow, meaning that such a circulation was present for 98% of the events. Time evolution of the relevance maps confirms that the atmospheric circulation variables have significantly better forecasting skills close to the precipitation period, and that it seems pointless for the analogue method to consider circulation information days before a precipitation event as a primary predictor. Even though the occurrence of some critical circulation patterns leading to heavy precipitation events can be detected by precursors at remote locations and 1 week ahead (Grazzini, 2007; Martius et al., 2008), time extrapolation by the analogue method seems to be rather poor. This would suggest, in accordance with previous studies (Obled et al., 2002; Bontron and Obled, 2005), that time extrapolation should be done by the Global Circulation Model, which can process atmospheric variables that can be used by the adaptation method.

Measurement of 13CO2 in expired air as an index of compliance to a high carbohydrate diet naturally enriched in 13C.

The aim of this study was to determine whether breath 13CO2 measurements could be used to assess the compliance to a diet containing carbohydrates naturally enriched in 13C. The study was divided into two periods: Period 1 (baseline of 4 days) with low 13C/12C ratio carbohydrates. Period 2 (5 days) isocaloric diet with a high 13C/12C ratio (corn, cane sugar, pineapple, millet) carbohydrates. Measurements were made of respiratory gas exchange by indirect calorimetry, urinary nitrogen excretion and breath 13CO2 every morning in post-absorptive conditions, both in resting state and during a 45-min low intensity exercise (walking on a treadmill). The subjects were 10 healthy lean women (BMI 20.4 +/- 1.7 kg/m2, % body fat 24.4 +/- 1.3%), the 13C enrichment of oxidized carbohydrate and breath 13CO2 were compared to the enrichment of exogenous dietary carbohydrates. At rest the enrichment of oxidized carbohydrate increased significantly after one day of 13C carbohydrate enriched diet and reached a steady value (103 +/- 16%) similar to the enrichment of exogenous carbohydrates. During exercise, the 13C enrichment of oxidized carbohydrate remained significantly lower (68 +/- 17%) than that of dietary carbohydrates. The compliance to a diet with a high content of carbohydrates naturally enriched in 13C may be assessed from the measurement of breath 13CO2 enrichment combined with respiratory gas exchange in resting, postabsorptive conditions.

Activités professionnelles et qualité de l'air des parcs de stationnement couvert : rapport d'expertise collective

[Table des matières] 1. Contexte, objet et modalités de traitement de la saisine. - 2. Préambule. - 3. Caractérisation des parcs de stationnement couverts et de leurs activités professionnelles en France (enquête Afsset). - 4. Observations de terrain et analyse d'activités professionnelles exercées dans les parcs de stationnement couverts (étude Anact). - 5. Evaluation des risques sanitaires. - 6. Recommandations. - Bibliographie. - Annexe 1 : Lettre de saisine. - Annexe 2 : Présentation des positions divergentes. - Annexe 3 : Synthèse des déclarations publiques d'intérêts des experts par rapport au champ de la saisine. - Annexe 4 : Réglementation et recommandations institutionnelles concernant la qualité de l'air dans les parcs de stationnement couverts, et l'hygiène et la sécurité des travailleurs. - Annexe 5 : Etude de coparly sur la mesure de polluants atmosphériques dans les parcs de stationnement - Informations générales. - Annexe 6 : Dépassement des valeurs cibles Afsset" limitant les risques pour la santé des travailleurs dans les parcs de stationnement (Coparly, 2009). - Annexe 7 : Enquête Asset - Méthode d'identification du code NAF le plus adapté. - Annexe 8 : Enquête Afsset - Questionnaire d'enquête. - Annexe 9 : Enquête Afsset - Villes d'implantation des parcs inclus dans l'étude. - Annexe 10 : Rapport de l'Anact : Activité professionnelle et qualité de l'air dans les parcs couverts de stationnement. - Annexe 11 : Résultats de mesures de la campagne du LCPP utilisés pour les scénarios d'exposition. - Annexe 12 : Résultats issus de l'enquête Afsset sur les activités professionnelles exercées dans les parcs de stationnement couverts. - Annexe 13 : Concentrations ubiquitaires dans différents "micro-environnements" (Afsset, 2007). - Annexe 14 : Facteurs d'abattement entre concentrations dans le local d'exploitation et dans le parc. - Annexe 15 : Limites des valeurs toxicologiques de référence (Afsset, 2007). - Annexe 16 : Exemples de solutions pour améliorer la qualité de l'air et réduire l'exposition des travailleurs.

Exposition au fumage involontaire dans l'air intérieur des locaux. Problèmes liés aux mesures de l'exposition à la fumée de tabac

A brief and critical review of the physical and chemical markers of ETS was made as well as the techniques which were used to measure their concentrations in indoor air. Despite the existing data, more investigations and measurements are needed to characterize the exposure to ETS and their health effects.

L'exégèse et l'air du temps

La théologie est-elle une science ? Ce débat n'est pas nouveau, et il accompagne les différentes disciplines de la théologie au moins depuis le siècle des Lumières. Dans la discussion actuelle, par exemple entre théologie et sciences religieuses, les disciplines théologiques qui apparaissent souvent comme les plus "scientifiques" sont les sciences bibliques et l'histoire du christianisme. Il ne fait à mon avis aucun doute qu'il s'agit là des disciplines qui posent le moins problème pour une position qu'on pourrait qualifier de "laïque". Et cependant, ce serait un leurre de croire que ces méthodes sont exemptes de présuppositions théologiques ou idéologiques. Je n'ai pas l'intention d'entrer ici dans le débat sur le problème de l'objectivité de la science, faute de temps et de compétence. J'aimerais plus modestement montrer, à partir de l'exégèse de la Bible hébraïque, l'interconnexion - pas toujours consciente - entre certains modèles exégétiques et les options idéologiques des savants qui défendent ou promeuvent ces modèles.

Perinatal nitric oxide therapy prevents adverse effects of perinatal hypoxia on the adult pulmonary circulation.

Adverse events in utero are associated with the occurrence of chronic diseases in adulthood. We previously demonstrated in mice that perinatal hypoxia resulted in altered pulmonary circulation in adulthood, with a decreased endothelium-dependent relaxation of pulmonary arteries, associated with long-term alterations in the nitric oxide (NO)/cyclic GMP pathway. The present study investigated whether inhaled NO (iNO) administered simultaneously to perinatal hypoxia could have potential beneficial effects on the adult pulmonary circulation. Indeed, iNO is the therapy of choice in humans presenting neonatal pulmonary hypertension. Long-term effects of neonatal iNO therapy on adult pulmonary circulation have not yet been investigated. Pregnant mice were placed in hypoxia (13% O2) with simultaneous administration of iNO 5 days before delivery until 5 days after birth. Pups were then raised in normoxia until adulthood. Perinatal iNO administration completely restored acetylcholine-induced relaxation, as well as endothelial nitric oxide synthase protein content, in isolated pulmonary arteries of adult mice born in hypoxia. Right ventricular hypertrophy observed in old mice born in hypoxia compared to controls was also prevented by perinatal iNO treatment. Therefore, simultaneous administration of iNO during perinatal hypoxic exposure seems able to prevent adverse effects of perinatal hypoxia on the adult pulmonary circulation.