Attachement à la mère et au père, intersubjectivité et utilisation d'informations publiques.

La théorie de l'attachement est une théorie dyadique, par essence. Même si le père peut être reconnu comme une réelle figure d'attachement, en ce sens qu'il est susceptible de procurer à l'enfant une expérience de sécurité, la théorie reste essentiellement dyadique. Redéfinir la théorie de l'attachement dans une perspective triadique n'est pas sans poser des difficultés théoriques. Ace propos, nous suggérons une perspective inspirée par un concept d'écologie comportementale, celui de l'utilisation adaptative par les organismes d'informations publiques fournies par inadvertance par d'autres organismes, concept que nous étendrons à cette fin aux expressions émotionnelles. Nous proposons alors l'idée que dans la triade, chaque partenaire utilise ce type d'informations, fournies à la fois par chacun des autres partenaires ainsi que par les interactions ellesmêmes entre ces partenaires. L'utilisation de ces informations aurait, dans cette perspective, une fonction adaptative pour le maintien de la triade comme une entité soudée par des échanges d'expériences émotionnelles. The theory of attachment is essentially a dyadic theory. Even though the father is recognised as a real figure of attachment in that he brings a feeling of security to the child, basically the theory remains dyadic. Redefining the theory of attachment in a triadic perspective is not without raising difficult theoretical problems. This leads us to suggest a perspective inspired by the concept of ecological behaviour : the adaptative use of public information acquired inadvertently through other organisms, a concept applied here to emotional expression. We propose that in the triad each partner uses this type of information brought by the other partner as well as those very interactions between both partners. The use of information to maintain the triad as an entity bound by exchanges of emotional experience would be an adaptative function.

Monnaie, citoyenneté et globalisation financière. Les citoyens entre protection sociale et promesses de la capitalisation boursière

La monnaie a été étudiée par des économistes hétérodoxes, des sociologues et des historiens qui ont souligné ses rapports à l'ordre collectif, mais elle n'est que rarement analysée sous l'angle de la citoyenneté. Notre thèse propose une réflexion théorique sur quatre types de fonctions (politique, symbolique, socioéconomique et psychoaffective) qui permettent à la monnaie de jouer un rôle de médiation de la citoyenneté. A partir d'une perspective qui combine les apports de l'économie politique internationale et de l'école de la régulation, nous montrons que cette médiation ne mobilise pas seulement des mécanismes sociopolitiques nationaux, mais aussi des mécanismes internationaux qui rétroagissent sur la sphère domestique des États et affectent leur capacité à définir leur régime de citoyenneté. Cette relation est analysée dans le contexte de l'institutionnalisation du système monétaire international de Bretton Woods (1944) et du développement de la globalisation financière depuis les années 1970. Si la monnaie a été mise au service d'un principe de protection des droits sociaux des citoyens contre les pressions financières extérieures après la Seconde guerre mondiale, elle contribue aujourd'hui à l'ouverture de la sphère domestique des Etats aux flux de capitaux transnationaux et à la création d'un ordre politique et juridique favorable aux droits des investisseurs. Cette dynamique est impulsée par l'essor de nouveaux intermédiaires financiers (notamment les agences de notation et les investisseurs institutionnels) et l'émergence concomitante d'une nouvelle forme d'Etat légitimée à partir d'un discours politique néolibéral insistant sur la quête de compétitivité, la réduction de la protection sociale et la responsabilisation individuelle. Elle se traduit par la privatisation des régimes de retraite et le développement des politiques d'éducation financière qui incitent les citoyens à se comporter en « preneurs de risques » actifs et responsables, assurant eux-mêmes leur sécurité économique à travers le placement de leur épargne retraite sur les marchés financiers. Nous soulignons toutefois les difficultés institutionnelles, cognitives et socioéconomiques qui rendent cette transformation de la citoyenneté contradictoire et problématique. Money has been studied by heterodox economists, sociologists and historians who stressed its relationship to collective order. However, it has hardly been analysed from the viewpoint of its relationship to citizenship. We propose a theoretical account of four types of functions (political, symbolic, socioeconomic and psychoaffective) enabling money to operate as a mediation of citizenship. From a perspective that combines the contributions of international political economy and the regulation school, we show that this mediation mobilises not only national sociopolitical mechanisms, but also international mechanisms which feed back on the domestic sphere of states and affect their capacity to define their regime of citizenship. This relationship is analysed in the context of the institutionalisation of the international monetary system of Bretton Woods (1944) and the development of financial globalization since the 1970s. If money has served to protect the social rights of citizens against external financial pressures after the Second World War, today it contributes to the opening of the domestic sphere of states to transnational capital flows and to the creation of a political and legal order favorable to the rights of investors. This dynamic is driven by the rise of new financial intermediaries (in particular rating agencies and institutional investisors) and the simultaneous emergence of a new form of state legitimized from a neoliberal political discourse emphasizing the quest for competitiveness, reduced social protection and individual responsibilization. It results in the privatization of pension systems and the development of policies of financial education that encourage citizens to behave as active and responsible « risk takers », ensuring their own economic security through the investment of their savings retirement on financial markets. However, we emphasize the institutional, cognitive and socioeconomic difficulties that make this transformation of citizenship contradictory and problematic. - Money has been studied by heterodox economists, sociologists and historians who stressed its relationship to collective order. However, it has hardly been analysed from the viewpoint of its relationship to citizenship. We propose a theoretical account of four types of functions (political, symbolic, socioeconomic and psychoaffective) enabling money to operate as a mediation of citizenship. From a perspective that combines the contributions of international political economy and the regulation school, we show that this mediation mobilises not only national sociopolitical mechanisms, but also international mechanisms which feed back on the domestic sphere of states and affect their capacity to define their regime of citizenship. This relationship is analysed in the context of the institutionalisation of the international monetary system of Bretton Woods (1944) and the development of financial globalization since the 1970s. If money has served to protect the social rights of citizens against external financial pressures after the Second World War, today it contributes to the opening of the domestic sphere of states to transnational capital flows and to the creation of a political and legal order favorable to the rights of investors. This dynamic is driven by the rise of new financial intermediaries (in particular rating agencies and institutional investisors) and the simultaneous emergence of a new form of state legitimized from a neoliberal political discourse emphasizing the quest for competitiveness, reduced social protection and individual responsibilization. It results in the privatization of pension systems and the development of policies of financial education that encourage citizens to behave as active and responsible « risk takers », ensuring their own economic security through the investment of their savings retirement on financial markets. However, we emphasize the institutional, cognitive and socioeconomic difficulties that make this transformation of citizenship problematic.

Occupational exposure to beryllium in Switzerland : exposed workers and occupations at risk

Introduction: Beryllium (Be) is increasingly used in various industrial applications. Occupational exposure to Be may lead to chronic beryllium disease (CBD), a pulmonary granulomatous disorder closely similar to sarcoidosis, which develop in 1 to 15% of exposed workers. Although Switzerland is one of the major Be importers worldwide, little information is available about occurrence of exposure and the number of workers exposed in this country. Objectives: 1) evaluate the number of workers potentially exposed to Be in Switzerland; 2) construct a screening tool to allow potential Be exposure detection in a clinical setting. Methods: After identification of industrial sectors involving beryllium exposure based on expert reports and scientific literature, an estimation of the number of workers employed in these relevant industries was made using data from the Swiss federal population census and registries of economic activities. A second analysis was performed to estimate the fraction of workers really exposed to Be in each industrial sector. This adjustment was made according to the results of a French survey (INRS, Institut National de Recherche et de Sécurité) conducted by questionnaire addressed to 4500 companies in relevant industries on their use of beryllium and other issues such as percentage of employees really exposed. These realistic data were used to develop a self-administrated screening questionnaire allowed to identify patients with possible Be exposure. Results: In Switzerland, the number of workers employed in industries using Be was nearly 150 000. The estimated number of workers exposed to beryllium in these industries ranged from 2000 to 4000. Relevant sectors were: microengineering, precision turning, watchmaking and metal waste treatment and recycling. The validation of the self-administrated questionnaire containing a list of jobs and leisure activities associated with potential Be exposure is in progress within the framework of a national study. Conclusions: The number of workers potentially exposed to Be in Switzerland is rather high compared to estimations for other industrialized countries and might constitute an underestimated occupational health problem. Undetected Be exposure in patients with sarcoidosis may occur and result in misdiagnosis. Once validated, the self-administrated questionnaire could be used by clinicians to screen for Be exposure in patients with granulomatous lung disorders.

La pratique infirmière avancée [Advanced practice nursing].

Dans les sociétés contemporaines axées sur le savoir, plus grande sera la proportion de leur population détentrice d'une formation supérieure et engagée en recherche, plus avancé sera leur développement économique et social.1,2 Par contre, dans ces sociétés, le vieillissement de la population, l'importance ccordée aux soins de santé axés sur les maladies chroniques et les coûts financiers de ceux-ci exercent une forte pression sur les systèmes de santé. Les nterventions doivent donc être les plus efficaces possible, avec un rapport coût/efficacité optimal. Cela requiert que les infirmières soient capables d'oeuvrer en pratique avancée, c'est-à-dire capables de développer, implémenter et évaluer des approches cliniques infirmières basées sur des preuves, de tester de nouvelles interventions potentiellement plus efficientes et de promouvoir un programme de recherche portant explicitement sur l'amélioration de la qualité et sécurité des soins en contexte d'interdisciplinarité.

Defining molecular components of symbiotic phosphate uptake in rice

Phosphate (Pi) acquisition of crops via arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis acquires increasing importance due to the limited rock Pi reserves and the demand for environmentally sustainable agriculture. However, the symbiotic Pi uptake machinery has not been characterized in any monocotyledonous plant species. Among these, rice is the primary staple food for more than half of the human population and thus central for future food security. However, the relevance of the AM symbiosis for rice Pi nutrition is presently unclear. Here, we show that 70% of the overall Pi acquired by rice is delivered via the symbiotic route. To better understand this pathway we combined genetic, molecular and physiological approaches to determine the specific functions of the two rice Pi transporters, PT11 and PT13, which are expressed only during AM symbiosis. The PT11 lineage of proteins is present in mono- and dicotyledons whereas PT13, while found across the Poaceae, is absent from dicotyledons. Surprisingly, mutations in either PT11 or PT13 affected fungal colonization and arbuscule formation demonstrating that both genes are essential for AM symbiosis between rice and Glomus intra.rad.ices. Importantly, for symbiotic Pi uptake, only PT11 is necessary and sufficient. We found that mycorrhizal rice, remarkably, received almost all Pi via the symbiotic route. Such dominating mycorrhizal Pi uptake was found in plants grown under controlled conditions as well as in field soils, suggesting that the AM symbiosis is relevant for the Pi nutrition of field grown rice. Development of smaller arbuscules in PT11 mutants suggested that symbiotic Pi signaling is required for fungal nourishment by the plant. However, co-culture of mutant with wild type nurse plants did not restore normal arbuscule size in mutant roots, indicating that other factors than malnutrition accounted for the altered arbuscule phenotype. Surprisingly, the loss of PT13 did not affect symbiotic Pi uptake although it impacted arbuscule morphology, suggesting that PT13 is involved in signaling during arbuscule development. However, induction of PT13 was not only monitored in arbusculated cells but also in inner cortex cells of non-inoculated roots of plants grown under high Pi fertilization conditions. According to preliminary observations, PT13 localized at the tonoplast in arbusculated and non-arbusculated cells, suggesting that it might be involved in transporting Pi into the vacuole, possibly for maintaining cellular Pi homeostasis. The further investigation showed that fungal colonization level was significantly affected in the crown roots of two ptlS mutant alleles, but not in large lateral roots, implying the possible role of PT13 for maintaining Pi homeostasis in the crown roots. - L'acquisition de phosphate (Pi) par les plantes cultivées s'effectue grâce à une symbiose mycorhizienne arbasculaire (AM). L'étude de cette symbiose devient fondamentale puisque d'une part, les réserves en phosphate minéral sont limitées, et, d'autre part, la demande pour une agriculture écologiquement soutenable se renforce. La machinerie d'absorption symbiotique du phosphate n'est cependant pas encore élucidée chez les plantes monocotylédones. Parmi celles-ci, le riz occupe une place primordiale. Aliment de base pour plus de la moitié de la population mondiale, il revêt de ce fait une dimension essentielle en termes de sécurité alimentaire. Pourtant, l'importance de la symbiose AM chez le riz dans le processus d'acquisition du phosphate n'est, encore de nos jours, que peu comprise. Dans cette étude, nous montrons que 70% du phosphate acquis par le riz est mis à disposition de la plante grâce à la symbiose AM. Afin de mieux comprendre ce mécanisme, nous avons employé des approches physiologiques et génétiques nous permettant de déterminer les fonctions spécifiques de deux transporteurs de Pi, PT11 et PT13, présents chez le riz et exprimés uniquement durant la symbiose AM. La famille de gènes à laquelle appartient PT11 est présente chez les monocotylédones ainsi que chez les dicotylédones tandis que PT13, bien que retrouvé au sein des Poaceae, est absent chez les dicotylédones. Etonnamment, des versions mutées de PT11 ou de PT13 affectent la colonisation par le champignon endo-mycorhizien ainsi que la formation d'arbuscules, démontrant l'importance de ces deux gènes dans la symbiose AM entre le riz et Glomus intraradices. Il est à noter que seul PT11 se révèle nécessaire et suffisant pour l'apport de Pi grâce à la symbiose. Nous avons observé que la presque totalité du phosphate dont dispose le riz lors d'une symbiose AM provient du champignon. De telles proportions ont été observées tant chez des plantes cultivées en conditions contrôlées que chez des plantes cultivées dans les champs. Cela suggère l'importance de la symbiose AM dans le processus d'acquisition du Pi chez le riz cultivé à l'extérieur. Le développement d'arbuscules plus petits chez le mutant PT11 tend à montrer qu'une voie signalétique impliquant le Pi symbiotique est nécessaire pour l'entretien du champignon par la plante. Toutefois, une co-culture du mutant avec des plantes sauvages ne permet pas de restaurer des arbuscules de taille normale dans les racines du mutant. Ce résultat indique le rôle de facteurs autres que la malnutrition aboutissant à la formation d'arbuscules altérés. Si la perte de PT13 n'affecte pas l'acquisition de phosphate symbiotique, la morphologie de l'arbuscule est, quant à elle, modifiée. Ceci suggère un rôle de PT13 durant le développement de l'arbuscule. Or, l'induction de PT13 est non seulement détectée dans des cellules contenant des arbuscules mais également dans des cellules du cortex, ceci chez des plantes cultivées sans champignon mais dans des conditions de fortes concentrations en engrais phosphaté. En accord avec des observations précédentes, PT13 est localisé au niveau du tonoplaste des cellules contenant ou non des arbuscules. Ceci suggère que PT13 pourrait être impliqué dans le transport du Pi vers la vacuole, éventuellement pour maintenir une certaine homéostasie du phosphate. Dans cette étude, nous démontrons également que le niveau de colonisation par le champignon est affecté de manière significative dans les racines principales des deux allèles du mutants ptl3, mais pas dans les grosses racines latérales. Cela impliquerait un rôle possible de PT13 dans le maintien de l'homéostasie du phosphate dans les racines principales. RESUME POUR UN LARGE PUBLIC Le phosphate (Pi), l'un des éléments minéraux essentiel au développement des plantes, se trouve généralement en faible quantité dans le sol, limitant ainsi la croissance des plantes. Le rendement de la production agricole dépend dès lors de l'addition d'engrais contenant du phosphate inorganique (Pi), obtenu à partir de ressources minières riches en phosphate. Or, ces ressources devraient être épuisées d'ici la fin du siècle. Les racines des plantes possèdent des transporteurs de phosphate efficaces leur permettant d'acquérir rapidement le Pi présent dans le sol. Comme le Pi s'avère immobile dans le sol, l'absorption rapide par les racines crée des zones pauvres en Pi autour des systèmes racinaires. Pour surmonter cet obstacle, les plantes ont développé une symbiose avec des champignons endomycorhiziens, la symbiose mycorhizienne arbusculaire (AM). Cette association leur donne accès à d'autres ressources en phosphate puisque le mycélium de ces champignons se développe sur une surface 100 fois supérieure à celle des racines. Cela augmente considérablement la surface de nutrition, dépassant ainsi la zone appauvrie en Pi. Le phosphate, transporté grâce au champignon jusqu'à l'intérieur des racines, est fourni à la plante par le biais de structures établies à l'intérieur des cellules végétales, appelées arbuscules. De leur côté, les plantes possèdent des transporteurs spécifiques afin de recevoir le Pi fourni par les champignons. A l'heure actuelle, la machinerie nécessaire à cette absorption a été uniquement décrite chez des plantes dicotylédones. Or, comprendre l'apport de phosphate par les champignons mycorhiziens s'avère particulièrement pertinent dans le cas des espèces monocotylédones cultivées telles que les céréales. Ces dernières constituent en effet la majeure partie de l'alimentation humaine. Parmi les céréales, le riz demeure l'aliment de base de la population mondiale, d'où son importance en terme de sécurité alimentaire. Durant mon travail de thèse, j'ai identifié et caractérisé le transporteur du riz impliqué dans l'apport de phosphate par ce type de symbiose AM. J'ai également démontré que le riz, lorsqu'il vit en symbiose, bénéficie de la presque totalité du Pi transporté par le champignon. Environ 40% de la production globale de riz est cultivée dans des conditions permettant la symbiose avec des mycorhizes arbusculaires. Les variétés de riz adaptées à ces conditions aérobiques deviennent des alternatives favorables aux cultivars actuels nécessitant une forte irrigation. Elles se révèlent en effet plus tolérantes aux pénuries d'eau et permettent l'utilisation de pratiques agricoles moins intensives. Les données présentées dans cette étude enrichissent nos connaissances concernant l'absorption du phosphate chez le riz grâce à la symbiose AM. Ces connaissances peuvent s'avérer décisives pour le développement de cultivars du riz plus adaptés à une agriculture écologiquement soutenable.

Ex-PRESS R-50 miniature glaucoma implant insertion under the conjunctiva combined with cataract extraction

Rapport de synthèse : Le glaucome à angle ouvert est une neuropathie optique chronique progressive pour laquelle de nombreux traitements tant médicaux que chirurgicaux ont été proposés. La prise en charge chirurgicale s'articule principalement autour de deux chirurgies filtrantes, la trabéculectomie et la sclérectomie profonde avec implant de collagène. Cependant, les complications postopératoires de ces deux interventions étant relativement fréquentes, la recherche s'est orientée vers des traitements alternatifs dont la mise en place de micro-drains. Ces implants de drainage diminuent la pression intraoculaire en créant un court-circuit du flux d'humeur aqueuse de la chambre antérieure vers l'espace sous-conjonctival avec formation d'une bulle de filtration. L'implant Ex-PRESS R-50 est un implant miniature (2.5 mm de long pour 400 µm de diamètre) en acier inoxydable et biocompatible. La présente étude s'est proposée d'étudier l'efficacité et la sécurité de l'implant miniature Ex-Press R-50 lors d'une opération combinée cataracte-glaucome. Trente-cinq yeux de 35 patients (âge moyen: 75 ans) ont été inclus dans l'étude. Tous les patients ont bénéficié d'une opération de la cataracte par phacoemulsification et mise en place d'un implant de chambre postérieure suivie de l'implantation du micro-drain. Les pressions intraoculaires préopératoires et postopératoires, la meilleure acuité visuelle corrigée, le nombre de médicaments anti-glaucomateux ainsi que le type et le nombre de complications ont été évalués mensuellement puis tous les 6 mois pendant 4 ans. Le succès total a été défini par une pression postopératoire finale inférieure à 18mmHg sans traitement médical associé, le succès partiel par une pression postopératoire finale inférieure à 18mmHg avec ou sans traitement médical associé.. Le suivi moyen a été de 36.9 mois avec une baisse de la pression intraoculaire significative d'environ 25%. Une augmentation de l'acuité visuelle a été observée après l'opération de la cataracte et le nombre de médicaments anti-glaucomateux a été réduit de 57%. Dix patients ont bénéficié d'un traitement supplémentaire de la bulle de filtration par injection d'anti-métabolite (mitomycine C). Nous avons observé 8 complications majeures (4 érosions conjonctivales et 4 obstructions de l'orifice interne du micro-drain), toutes suivies de l'ablation de l'implant et de la réalisation d'une chirurgie classique du glaucome. En se basant sur les courbes de Kaplan-Meier à 48 mois, le taux de succès total était de 32.7% et le succès partiel de 53.7%. Nous pouvons conclure suite à ce travail que l'implant miniature Ex-PRESS R-50 est associé à un nombre trop élevé de complications, même si les cas non compliqués ont bénéficié d'une baisse significative de la pression intraoculaire. La modification de l'architecture du micro-drain ainsi que de la technique chirurgicale devrait augmenter le taux de succès.

Elaborer et tester des stratégies

Les stratégies qui sont utulisées pour prévenir des dangers ou réprimer le crime sont sans cesse remises en cause en fonction des connaissances, de l'évaluation de leur efficience, ainsi que de sensibilités et de perceptions dans des contextes particuliers. Par exemple, les munitions remises aux policiers ou la confiance que l'on peut accorder à des systèmes biométriques de contrôles d'identité sont l'objet de polémiques que des recherches systématiques peuvent ramener sur un plan plus rationnel. De même, dans un contexte souvent envahi d'émotions, la recherche sur la police et la justice propose des moyens d'adapter les systèmes, d'en évaluer le fonctionnement et les résultats, ainsi que de réfléchir aux fondements de leur action.

Négocier avec les Suisses au siècle des Lumières. La "ragion di Stato" à l'épreuve des réformes dans les relations entre Milan et le Corps helvétique (1706-1796).

RESUME : La thèse examine les relations entre le duché de Milan et le Corps helvétique dans l'évolution du système westphalien, à travers l'étude des réformes institutionnelles opérées par les Austro-Lombards sur le territoire milanais au XVIIIe siècle, où le bon voisinage tend à remplacer les traités qui assuraient jusque là les échanges économiques et culturels. L'analyse met en lumière le caractère négocié de ces transformations sur la base de l'étude des pratiques des nouveaux agents issus des milieux militaire et aristocratique. L'étude des anciennes alliances et la permanence de l'héritage espagnol dans ses relations avec le Corps hevétique rendent compte, dans une première partie, des modalités selon lesquelles la raison d'Etat donne à lire la modernité des pratiques austro-lombardes pour intégrer le duché dans la monarchie des Habsbourg. Les trois chapitres suivants saisissent l'impact des réformes qui amorcent une centralisation politique, où le choix des négociateurs milanais reflète la nouvelle situation du duché, dont les tractations frontalières définissent la rationalité du territoire comme limite de l'Autre. Correspondances officielle et privée, mémoires ou autres essais rédigés par les nouvelles élites administratives et diplomatiques milanaises ou viennoises illustrent les modalités selon lesquelles la suppression des anciennes alliances confessionnelles développe un système d'informations politiques pluralistes et sécularisées. Celui-ci se base sur une connaissance politique du voisin helvétique, rapportée par des observateurs mandés comme experts dont la pratique est tributaire des intérêts personnels et de la loyauté envers le monarque. Enfin, les deux dernières parties saisissent la centralité financière et culturelle des villes protestantes suisses, où l'essor bancaire supplante progressivement le système des capitulations militaires mais où les résistances politiques limitent les améliorations en matière de passage ou de sécurité frontalière. L'intense activité éditoriale des centres protestants helvétiques confirme l'attention des élites austro-lombardes sur les modèles d'émancipation économique et culturelle tels que celui de la République de Genève. A la veille d'un nouvel ordre européen, ils rendent compte de l'enchevêtrement des réseaux où émerge une classe de fonctionnaires qui, dans leur mission au service du prince, allient désormais leurs intérêts pour la République des lettres à une volonté de réformer l'Etat.

Integrated application of geochemical and geophysical methods for hydrogeological impact assessment for tunneling in fractured rock

The interaction of tunneling with groundwater is a problem both from an environmental and an engineering point of view. In fact, tunnel drilling may cause a drawdown of piezometric levels and water inflows into tunnels that may cause problems during excavation of the tunnel. While the influence of tunneling on the regional groundwater systems may be adequately predicted in porous media using analytical solutions, such an approach is difficult to apply in fractured rocks. Numerical solutions are preferable and various conceptual approaches have been proposed to describe and model groundwater flow through fractured rock masses, ranging from equivalent continuum models to discrete fracture network simulation models. However, their application needs many preliminary investigations on the behavior of the groundwater system based on hydrochemical and structural data. To study large scale flow systems in fractured rocks of mountainous terrains, a comprehensive study was conducted in southern Switzerland, using as case studies two infrastructures actually under construction: (i) the Monte Ceneri base railway tunnel (Ticino), and the (ii) San Fedele highway tunnel (Roveredo, Graubiinden). The chosen approach in this study combines the temporal and spatial variation of geochemical and geophysical measurements. About 60 localities from both surface and underlying tunnels were temporarily and spatially monitored during more than one year. At first, the project was focused on the collection of hydrochemical and structural data. A number of springs, selected in the area surrounding the infrastructures, were monitored for discharge, electric conductivity, pH, and temperature. Water samples (springs, tunnel inflows and rains) were taken for isotopic analysis; in particular the stable isotope composition (δ2Η, δ180 values) can reflect the origin of the water, because of spatial (recharge altitude, topography, etc.) and temporal (seasonal) effects on precipitation which in turn strongly influence the isotopic composition of groundwater. Tunnel inflows in the accessible parts of the tunnels were also sampled and, if possible, monitored with time. Noble-gas concentrations and their isotope ratios were used in selected locations to better understand the origin and the circulation of the groundwater. In addition, electrical resistivity and VLF-type electromagnetic surveys were performed to identify water bearing fractures and/or weathered areas that could be intersected at depth during tunnel construction. The main goal of this work was to demonstrate that these hydrogeological data and geophysical methods, combined with structural and hydrogeological information, can be successfully used in order to develop hydrogeological conceptual models of the groundwater flow in regions to be exploited for tunnels. The main results of the project are: (i) to have successfully tested the application of electrical resistivity and VLF-electromagnetic surveys to asses water-bearing zones during tunnel drilling; (ii) to have verified the usefulness of noble gas, major ion and stable isotope compositions as proxies for the detection of faults and to understand the origin of the groundwater and its flow regimes (direct rain water infiltration or groundwater of long residence time); and (iii) to have convincingly tested the combined application of a geochemical and geophysical approach to assess and predict the vulnerability of springs to tunnel drilling. - L'interférence entre eaux souterraines et des tunnels pose des problèmes environnementaux et de génie civile. En fait, la construction d'un tunnel peut faire abaisser le niveau des nappes piézométriques et faire infiltrer de l'eau dans le tunnel et ainsi créer des problème pendant l'excavation. Alors que l'influence de la construction d'un tunnel sur la circulation régionale de l'eau souterraine dans des milieux poreux peut être prédite relativement facilement par des solution analytiques de modèles, ceci devient difficile dans des milieux fissurés. Dans ce cas-là, des solutions numériques sont préférables et plusieurs approches conceptuelles ont été proposées pour décrire et modéliser la circulation d'eau souterraine à travers les roches fissurées, en allant de modèles d'équivalence continue à des modèles de simulation de réseaux de fissures discrètes. Par contre, leur application demande des investigations importantes concernant le comportement du système d'eau souterraine basées sur des données hydrochimiques et structurales. Dans le but d'étudier des grands systèmes de circulation d'eau souterraine dans une région de montagnes, une étude complète a été fait en Suisse italienne, basée sur deux grandes infrastructures actuellement en construction: (i) Le tunnel ferroviaire de base du Monte Ceneri (Tessin) et (ii) le tunnel routière de San Fedele (Roveredo, Grisons). L'approche choisie dans cette étude est la combinaison de variations temporelles et spatiales des mesures géochimiques et géophysiques. Environs 60 localités situées à la surface ainsi que dans les tunnels soujacents ont été suiviès du point de vue temporel et spatial pendant plus de un an. Dans un premier temps le projet se focalisait sur la collecte de données hydrochimiques et structurales. Un certain nombre de sources, sélectionnées dans les environs des infrastructures étudiées ont été suivies pour le débit, la conductivité électrique, le pH et la température. De l'eau (sources, infiltration d'eau de tunnel et pluie) a été échantillonnés pour des analyses isotopiques; ce sont surtout les isotopes stables (δ2Η, δ180) qui peuvent indiquer l'origine d'une eaux, à cause de la dépendance d'effets spatiaux (altitude de recharge, topographie etc.) ainsi que temporels (saisonaux) sur les précipitations météoriques , qui de suite influencent ainsi la composition isotopique de l'eau souterraine. Les infiltrations d'eau dans les tunnels dans les parties accessibles ont également été échantillonnées et si possible suivies au cours du temps. La concentration de gaz nobles et leurs rapports isotopiques ont également été utilisées pour quelques localités pour mieux comprendre l'origine et la circulation de l'eau souterraine. En plus, des campagnes de mesures de la résistivité électrique et électromagnétique de type VLF ont été menées afin d'identifier des zone de fractures ou d'altération qui pourraient interférer avec les tunnels en profondeur pendant la construction. Le but principal de cette étude était de démontrer que ces données hydrogéologiques et géophysiques peuvent être utilisées avec succès pour développer des modèles hydrogéologiques conceptionels de tunnels. Les résultats principaux de ce travail sont : i) d'avoir testé avec succès l'application de méthodes de la tomographie électrique et des campagnes de mesures électromagnétiques de type VLF afin de trouver des zones riches en eau pendant l'excavation d'un tunnel ; ii) d'avoir prouvé l'utilité des gaz nobles, des analyses ioniques et d'isotopes stables pour déterminer l'origine de l'eau infiltrée (de la pluie par le haut ou ascendant de l'eau remontant des profondeurs) et leur flux et pour déterminer la position de failles ; et iii) d'avoir testé d'une manière convainquant l'application combinée de méthodes géochimiques et géophysiques pour juger et prédire la vulnérabilité de sources lors de la construction de tunnels. - L'interazione dei tunnel con il circuito idrico sotterraneo costituisce un problema sia dal punto di vista ambientale che ingegneristico. Lo scavo di un tunnel puô infatti causare abbassamenti dei livelli piezometrici, inoltre le venute d'acqua in galleria sono un notevole problema sia in fase costruttiva che di esercizio. Nel caso di acquiferi in materiale sciolto, l'influenza dello scavo di un tunnel sul circuito idrico sotterraneo, in genere, puô essere adeguatamente predetta attraverso l'applicazione di soluzioni analitiche; al contrario un approccio di questo tipo appare inadeguato nel caso di scavo in roccia. Per gli ammassi rocciosi fratturati sono piuttosto preferibili soluzioni numeriche e, a tal proposito, sono stati proposti diversi approcci concettuali; nella fattispecie l'ammasso roccioso puô essere modellato come un mezzo discreto ο continuo équivalente. Tuttavia, una corretta applicazione di qualsiasi modello numerico richiede necessariamente indagini preliminari sul comportamento del sistema idrico sotterraneo basate su dati idrogeochimici e geologico strutturali. Per approfondire il tema dell'idrogeologia in ammassi rocciosi fratturati tipici di ambienti montani, è stato condotto uno studio multidisciplinare nel sud della Svizzera sfruttando come casi studio due infrastrutture attualmente in costruzione: (i) il tunnel di base del Monte Ceneri (canton Ticino) e (ii) il tunnel autostradale di San Fedele (Roveredo, canton Grigioni). L'approccio di studio scelto ha cercato di integrare misure idrogeochimiche sulla qualité e quantité delle acque e indagini geofisiche. Nella fattispecie sono state campionate le acque in circa 60 punti spazialmente distribuiti sia in superficie che in sotterraneo; laddove possibile il monitoraggio si è temporalmente prolungato per più di un anno. In una prima fase, il progetto di ricerca si è concentrato sull'acquisizione dati. Diverse sorgenti, selezionate nelle aree di possibile influenza attorno allé infrastrutture esaminate, sono state monitorate per quel che concerne i parametri fisico-chimici: portata, conduttività elettrica, pH e temperatura. Campioni d'acqua sono stati prelevati mensilmente su sorgenti, venute d'acqua e precipitazioni, per analisi isotopiche; nella fattispecie, la composizione in isotopi stabili (δ2Η, δ180) tende a riflettere l'origine delle acque, in quanto, variazioni sia spaziali (altitudine di ricarica, topografia, etc.) che temporali (variazioni stagionali) della composizione isotopica delle precipitazioni influenzano anche le acque sotterranee. Laddove possibile, sono state campionate le venute d'acqua in galleria sia puntualmente che al variare del tempo. Le concentrazioni dei gas nobili disciolti nell'acqua e i loro rapporti isotopici sono stati altresi utilizzati in alcuni casi specifici per meglio spiegare l'origine delle acque e le tipologie di circuiti idrici sotterranei. Inoltre, diverse indagini geofisiche di resistività elettrica ed elettromagnetiche a bassissima frequenza (VLF) sono state condotte al fine di individuare le acque sotterranee circolanti attraverso fratture dell'ammasso roccioso. Principale obiettivo di questo lavoro è stato dimostrare come misure idrogeochimiche ed indagini geofisiche possano essere integrate alio scopo di sviluppare opportuni modelli idrogeologici concettuali utili per lo scavo di opere sotterranee. I principali risultati ottenuti al termine di questa ricerca sono stati: (i) aver testato con successo indagini geofisiche (ERT e VLF-EM) per l'individuazione di acque sotterranee circolanti attraverso fratture dell'ammasso roccioso e che possano essere causa di venute d'acqua in galleria durante lo scavo di tunnel; (ii) aver provato l'utilità di analisi su gas nobili, ioni maggiori e isotopi stabili per l'individuazione di faglie e per comprendere l'origine delle acque sotterranee (acque di recente infiltrazione ο provenienti da circolazioni profonde); (iii) aver testato in maniera convincente l'integrazione delle indagini geofisiche e di misure geochimiche per la valutazione della vulnérabilité delle sorgenti durante lo scavo di nuovi tunnel. - "La NLFA (Nouvelle Ligne Ferroviaire à travers les Alpes) axe du Saint-Gothard est le plus important projet de construction de Suisse. En bâtissant la nouvelle ligne du Saint-Gothard, la Suisse réalise un des plus grands projets de protection de l'environnement d'Europe". Cette phrase, qu'on lit comme présentation du projet Alptransit est particulièrement éloquente pour expliquer l'utilité des nouvelles lignes ferroviaires transeuropéens pour le développement durable. Toutefois, comme toutes grandes infrastructures, la construction de nouveaux tunnels ont des impacts inévitables sur l'environnement. En particulier, le possible drainage des eaux souterraines réalisées par le tunnel peut provoquer un abaissement du niveau des nappes piézométriques. De plus, l'écoulement de l'eau à l'intérieur du tunnel, conduit souvent à des problèmes d'ingénierie. Par exemple, d'importantes infiltrations d'eau dans le tunnel peuvent compliquer les phases d'excavation, provoquant un retard dans l'avancement et dans le pire des cas, peuvent mettre en danger la sécurité des travailleurs. Enfin, l'infiltration d'eau peut être un gros problème pendant le fonctionnement du tunnel. Du point de vue de la science, avoir accès à des infrastructures souterraines représente une occasion unique d'obtenir des informations géologiques en profondeur et pour échantillonner des eaux autrement inaccessibles. Dans ce travail, nous avons utilisé une approche pluridisciplinaire qui intègre des mesures d'étude hydrogéochimiques effectués sur les eaux de surface et des investigations géophysiques indirects, tels que la tomographic de résistivité électrique (TRE) et les mesures électromagnétiques de type VLF. L'étude complète a été fait en Suisse italienne, basée sur deux grandes infrastructures actuellement en construction, qui sont le tunnel ferroviaire de base du Monte Ceneri, une partie du susmentionné projet Alptransit, situé entièrement dans le canton Tessin, et le tunnel routière de San Fedele, situé a Roveredo dans le canton des Grisons. Le principal objectif était de montrer comment il était possible d'intégrer les deux approches, géophysiques et géochimiques, afin de répondre à la question de ce que pourraient être les effets possibles dû au drainage causés par les travaux souterrains. L'accès aux galeries ci-dessus a permis une validation adéquate des enquêtes menées confirmant, dans chaque cas, les hypothèses proposées. A cette fin, nous avons fait environ 50 profils géophysiques (28 imageries électrique bidimensionnels et 23 électromagnétiques) dans les zones de possible influence par le tunnel, dans le but d'identifier les fractures et les discontinuités dans lesquelles l'eau souterraine peut circuler. De plus, des eaux ont été échantillonnés dans 60 localités situées la surface ainsi que dans les tunnels subjacents, le suivi mensuelle a duré plus d'un an. Nous avons mesurés tous les principaux paramètres physiques et chimiques: débit, conductivité électrique, pH et température. De plus, des échantillons d'eaux ont été prélevés pour l'analyse mensuelle des isotopes stables de l'hydrogène et de l'oxygène (δ2Η, δ180). Avec ces analyses, ainsi que par la mesure des concentrations des gaz rares dissous dans les eaux et de leurs rapports isotopiques que nous avons effectués dans certains cas spécifiques, il était possible d'expliquer l'origine des différents eaux souterraines, les divers modes de recharge des nappes souterraines, la présence de possible phénomènes de mélange et, en général, de mieux expliquer les circulations d'eaux dans le sous-sol. Le travail, même en constituant qu'une réponse partielle à une question très complexe, a permis d'atteindre certains importants objectifs. D'abord, nous avons testé avec succès l'applicabilité des méthodes géophysiques indirectes (TRE et électromagnétiques de type VLF) pour prédire la présence d'eaux souterraines dans le sous-sol des massifs rocheux. De plus, nous avons démontré l'utilité de l'analyse des gaz rares, des isotopes stables et de l'analyses des ions majeurs pour la détection de failles et pour comprendre l'origine des eaux souterraines (eau de pluie par le haut ou eau remontant des profondeurs). En conclusion, avec cette recherche, on a montré que l'intégration des ces informations (géophysiques et géochimiques) permet le développement de modèles conceptuels appropriés, qui permettant d'expliquer comment l'eau souterraine circule. Ces modèles permettent de prévoir les infiltrations d'eau dans les tunnels et de prédire la vulnérabilité de sources et des autres ressources en eau lors de construction de tunnels.

Modélisation hydrologique des précipitations et des crues extrêmes dans les bassins versants alpin

Les crues et les risques de débordement des barrages, notamment des digues en terre, en cas de fortes précipitations, préoccupent depuis longtemps les autorités et la population. Les études réalisées dans les dernières années ont montré que le réchauffement global du climat s'est accompagné d'une augmentation de la fréquence des fortes précipitations et des crues en Suisse et dans de nombreuses régions du globe durant le 20ème siècle. Les modèles climatiques globaux et régionaux prévoient que la fréquence des fortes précipitations devrait continuer à croître durant le 21éme siècle en Suisse et dans le monde. Cela rend les recherches actuelles sur la modélisation des pluies et des crues à une échelle fine encore plus importantes. En Suisse, pour assurer une bonne protection sur le plan humain et économique, des cartes de précipitations maximales probables (PMP) ont été réalisées. Les PMP ont été confrontées avec les précipitations extrêmes mesurées dans les différentes régions du pays. Ces PMP sont ensuite utilisées par les modèles hydrologiques pour calculer des crues maximales probables (PMF). Cette la méthode PMP-PMF nécessite toutefois un certain nombre de précautions. Si elle est appliquée d'une manière incorrecte ou sur la base de données insuffisantes, elle peut entraîner une surestimation des débits de crue, notamment pour les grands bassins et pour les régions montagneuses entraînant des surcoûts importants. Ces problèmes résultent notamment du fait que la plupart des modèles hydrologiques répartissent les précipitations extrêmes (PMP) de manière uniforme dans le temps sur l'ensemble du bassin versant. Pour remédier ce problème, cette thèse a comme objectif principal de développer un modèle hydrologique distribué appelé MPF (Modeling Precipitation Flood) capable d'estimer la PMF de manière réaliste à partir de la PMP distribuée de manière spatio-temporelle à l'aide des nuages. Le modèle développé MPF comprend trois parties importantes. Dans la première partie, les précipitations extrêmes calculées par un modèle météorologique à une méso-échelle avec une résolution horizontale de 2 km, sont réparties à une échelle locale (25 ou 50 m) de manière non-uniforme dans l'espace et dans le temps. La deuxième partie concerne la modélisation de l'écoulement de l'eau en surface et en subsurface en incluant l'infiltration et l'exfiltration. Et la troisième partie inclut la modélisation de la fonte des neiges, basée sur un calcul de transfert de chaleur. Le modèle MPF a été calibré sur des bassins versants alpins où les données de précipitations et du débit sont disponibles pour une période considérablement longue, qui inclut plusieurs épisodes de fortes pluies avec des débits élevés. À partir de ces épisodes, les paramètres d'entrée du modèle tel que la rugosité du sol et la largeur moyenne des cours d'eau dans le cas d'écoulement de surface ont pu être estimés. Suivant la même procédure, les paramètres utilisés dans la simulation des écoulements en subsurface sont également estimés indirectement, puisque des mesures directes de l'écoulement en subsurface et de l'exfiltration sont difficiles à obtenir. Le modèle de distribution spatio-temporelle de la pluie a aussi été validé en utilisant les images radar avec la structure de la pluie provoquée par un nuage supercellulaire. Les hyétogrammes obtenus sur plusieurs points du terrain sont très proches de ceux enregistrées avec les images radar. Les résultats de la validation du modèle sur les épisodes de fortes crues présentent une bonne synchronisation entre le débit simulé et le débit observé. Cette corrélation a été mesurée avec trois critères d'efficacité, qui ont tous donné des valeurs satisfaisantes. Cela montre que le modèle développé est valide et il peut être utilisé pour des épisodes extrêmes tels que la PMP. Des simulations ont été faites sur plusieurs bassins ayant comme données d'entrée la pluie de type PMP. Des conditions variées ont été utilisées, comme la situation du sol saturé, ou non-saturé, ou la présence d'une couche de neige sur le terrain au moment de la PMP, ce qui conduit à une estimation de PMF pour des scénarios catastrophiques. Enfin, les résultats obtenus montrent comment mieux estimer la valeur de la crue de sécurité des barrages, à partir d'une pluie extrême dix-millennale avec une période de retour de 10'000 ans.