Leishmanicidal and cholinesterase inhibiting activities of phenolic compounds of Dimorphandra gardneriana and Platymiscium floribundum, native plants from Caatinga biome

In recent years, the Brazilian Health Ministry and the World Health Organization have supported research into new technologies that may contribute to the surveillance, new treatments, and control of visceral leishmaniasis within the country. In light of this, the aim of this study was to isolate compounds from plants of the Caatinga biome, and to investigate their toxicity against promastigote and amastigote forms of Leishmania infantum chagasi, the main responsible parasite for South American visceral leishmaniasis, and evaluate their ability to inhibit acetylcholinesterase enzyme (AChE). A screen assay using luciferase-expressing promastigote form and an in situ ELISA assay were used to measure the viability of promastigote and amastigote forms, respectively, after exposure to these substances. The MTT colorimetric assay was performed to determine the toxicity of these compounds in murine monocytic RAW 264.7 cell line. All compounds were tested in vitro for their anti-cholinesterase properties. A coumarin, scoparone, was isolated from Platymiscium floribundum stems, and the flavonoids rutin and quercetin were isolated from Dimorphandra gardneriana beans. These compounds were purified using silica gel column chromatography, eluted with organic solvents in mixtures of increasing polarity, and identified by spectral analysis. In the leishmanicidal assays, the compounds showed dose-dependent efficacy against the extracellular promastigote forms, with an EC50 for scoporone of 21.4µg/mL, quercetin and rutin 26 and 30.3µg/mL, respectively. The flavonoids presented comparable results to the positive control drug, amphotericin B, against the amastigote forms with EC50 for quercetin and rutin of 10.6 and 43.3µg/mL, respectively. All compounds inhibited AChE with inhibition zones varying from 0.8 to 0.6, indicating a possible mechanism of action for leishmacicidal activity.

Response of Grilage-Like Structures by the Mobility Approach

This work presents an application of the Mobility Approach to the analysis of the power flow through grillage-like structures. Such structures are usually found in offshore platforms, supporting large and heavy machines. Different wave kinds (longitudinal, flexural and torsional) were initially considered in the power flow analysis between two beams joined in L. Beams excited by an in-plane point force showed strong coupling between longitudinal-flexural waves, while that for out-of-plane point force excitation, flexural-torsional waves coupling represents the most important mechanism of energy transmission. The response determination of grillages by the mobility approach requires the structure to be separated into simple beam-like structural components. Equations for rotations and displacements at the joints of all beams are written for as mobility functions, and moments and forces acting at the joints. A system of equations relating all such internal forces and moments is obtained. This approach was applied to simple grillages. Response results showed good agreement when compared to those provided by Finite Elements.

Effects of age and physical activity on the autonomic control of heart rate in healthy men

The effects of the aging process and an active life-style on the autonomic control of heart rate (HR) were investigated in nine young sedentary (YS, 23 ± 2.4 years), 16 young active (YA, 22 ± 2.1 years), 8 older sedentary (OS, 63 ± 2.4 years) and 8 older active (OA, 61 ± 1.1 years) healthy men. Electrocardiogram was continuously recorded for 15 min at rest and for 4 min in the deep breathing test, with a breath rate of 5 to 6 cycles/min in the supine position. Resting HR and RR intervals were analyzed by time (RMSSD index) and frequency domain methods. The power spectral components are reported in normalized units (nu) at low (LF) and high (HF) frequency, and as the LF/HF ratio. The deep breathing test was analyzed by the respiratory sinus arrhythmia indices: expiration/inspiration ratio (E/I) and inspiration-expiration difference (deltaIE). The active groups had lower HR and higher RMSSD index than the sedentary groups (life-style condition: sedentary vs active, P < 0.05). The older groups showed lower HFnu, higher LFnu and higher LF/HF ratio than the young groups (aging effect: young vs older, P < 0.05). The OS group had a lower E/I ratio (1.16) and deltaIE (9.7 bpm) than the other groups studied (YS: 1.38, 22.4 bpm; YA: 1.40, 21.3 bpm; OA: 1.38, 18.5 bpm). The interaction between aging and life-style effects had a P < 0.05. These results suggest that aging reduces HR variability. However, regular physical activity positively affects vagal activity on the heart and consequently attenuates the effects of aging in the autonomic control of HR.

Autonomic modulation of heart rate of young and postmenopausal women undergoing estrogen therapy

The aim of the present study was to determine whether estrogen therapy (ET) reduces alterations of the autonomic control of heart rate (HR) due to hypoestrogenism and aging. Thirteen young (24 ± 2.6 years), 10 postmenopausal (53 ± 4.6 years) undergoing ET (PM-ET), and 14 postmenopausal (56 ± 2.6 years) women not undergoing ET (PM) were studied. ET consisted of 0.625 mg/day conjugated equine estrogen. HR was recorded continuously for 8 min at rest in the supine and sitting positions. HR variability (HRV) was analyzed by time (SDNN and rMSSD indices) and frequency domain methods. Power spectral components are reported as normalized units (nu) at low (LF) and high (HF) frequencies, and as LF/HF ratio. Intergroup comparisons: SDNN index was higher in young (median: supine, 47 ms; sitting, 42 ms) than in PM-ET (33; 29 ms) and PM (31; 29 ms) women (P < 0.05). PM showed lower HFnu, higher LFnu and higher LF/HF ratio (supine: 44, 56, 1.29; sitting: 38, 62, 1.60) than the young group in the supine position (61, 39, 0.63) and the PM-ET group in the sitting position (57, 43, 0.75; P < 0.05). Intragroup comparisons: HR was lower in the supine than in the sitting position for all groups (P < 0.05). The HRV decrease from the supine to the sitting position was significant only in the young group. These results suggest that HRV decreases during aging. ET seems to attenuate this process, promoting a reduction in sympathetic activity on the heart and contributing to the cardioprotective effect of estrogen hormones.

Does acute hyperglycemia alter rat aortic depressor nerve function?

Because it is not known where in the reflex arch, i.e., afference, central nervous system or efferences, hyperglycemia affects baroreflex function, the present study examined the effect of short-term (30 min) hyperglycemia on aortic depressor nerve function measured by a mean arterial pressure vs aortic depressor nerve activity curve, fitted by sigmoidal regression, or by cross-spectral analysis between mean arterial pressure and aortic depressor nerve activity. Anesthetized male Wistar rats received an intravenous bolus (0.25 mL) injection, followed by 30 min of infusion (1 mL/h) of 30% glucose (N = 14). Control groups received a bolus injection and infusion of 0.9% saline (N = 14), or 30% mannitol (N = 14). Glucose significantly increased both blood glucose and plasma osmolarity (P < 0.05). Mean arterial pressure did not change after glucose, saline or mannitol infusion. Mean arterial pressure vs nerve activity curves were identical before and 10 and 30 min after the beginning of glucose, saline or mannitol infusion. Slow (0.3 Hz) oscillations of arterial pressure were induced by controlled bleeding, and cross-spectral analysis was applied to arterial pressure and aortic nerve activity. Transfer function magnitude (aortic depressor nerve activity/mean arterial pressure ratio in the frequency domain) was calculated as an index of gain of the aortic depressor nerve. Transfer function magnitude was similar in all groups during induced or spontaneous oscillations of arterial pressure. In conclusion, the present study demonstrates, by means of two different approaches for assessing baroreceptor function, that aortic depressor nerve activity was not altered by short-term (30 min) hyperglycemia.

Subjective, behavioural and electrophysiological measurements of the time-course and intensity of sleep inertia after a full night of sleep /

Several recent studies have described the period of impaired alertness and performance known as sleep inertia that occurs upon awakening from a full night of sleep. They report that sleep inertia dissipates in a saturating exponential manner, the exact time course being task dependent, but generally persisting for one to two hours. A number of factors, including sleep architecture, sleep depth and circadian variables are also thought to affect the duration and intensity. The present study sought to replicate their findings for subjective alertness and reaction time and also to examine electrophysiological changes through the use of event-related potentials (ERPs). Secondly, several sleep parameters were examined for potential effects on the initial intensity of sleep inertia. Ten participants spent two consecutive nights and subsequent mornings in the sleep lab. Sleep architecture was recorded for a fiiU nocturnal episode of sleep based on participants' habitual sleep patterns. Subjective alertness and performance was measured for a 90-minute period after awakening. Alertness was measured every five minutes using the Stanford Sleepiness Scale (SSS) and a visual analogue scale (VAS) of sleepiness. An auditory tone also served as the target stimulus for an oddball task designed to examine the NlOO and P300 components ofthe ERP waveform. The five-minute oddball task was presented at 15-minute intervals over the initial 90-minutes after awakening to obtain six measures of average RT and amplitude and latency for NlOO and P300. Standard polysomnographic recording were used to obtain digital EEG and describe the night of sleep. Power spectral analyses (FFT) were used to calculate slow wave activity (SWA) as a measure of sleep depth for the whole night, 90-minutes before awakening and five minutes before awakening.

A microanalysis of EMG and EEG changes during the sleep onset period (SOP) : a theoretical investigation with practical applications /

The present study has both theoretical and practical aspects. The theoretical intent of the study was to closely examine the relationship between muscle activity (EMG) and EEG state during the process of falling asleep. Sleep stages during sleep onset (SO) have been generally defined with regards to brain wave activity (Recht schaff en & Kales (1968); and more precisely by Hori, Hayashi, & Morikawa (1994)). However, no previous study has attempted to quantify the changes in muscle activity during this same process. The practical aspect of the study examined the reliability ofa commercially developed wrist-worn alerting device (NovAlert™) that utilizes changes in muscle activity/tension in order to alert its user in the event that he/she experiences reduced wakefulness that may result in dangerous consequences. Twelve female participants (aged 18-42) sp-ent three consecutive nights in the sleep lab ("Adaptation", "EMG", and "NOVA" nights). Each night participants were given 5, twenty-minute nap opportunities. On the EMG night, participants were allowed to fall asleep freely. On the NOV A night, participants wore the Nov Alert™ wrist device that administered a Psychomotor Vigilance Test (PVT) when it detected that muscle activity levels had dropped below baseline. Nap sessions were scored using Hori's 9-stage scoring system (Hori et aI, 1994). Power spectral analyses (FFT) were also performed. Effects ofthe PVT administration on EMG and EEG frequencies were also examined. Both chin and wrist EMG activity showed reliable and significant decline during the early stages ofHori staging (stages HO to H3 characterized by decreases in alpha activity). All frequency bands studied went through significant changes as the participants progressed through each ofHori's 9 SO stages. Delta, theta, and sigma activity increased later in the SO continuum while a clear alpha dominance shift was noted as alpha activity shifted from the posterior regions of the brain (during Hori stages HO to H3) to the anterior portions (during Hori stages H7 to H9). Administration of the PVT produced significant increases in EMG activity and was effective in reversing subjective drowsiness experienced during the later stages of sleep onset. Limitations of the alerting effects of the PVTs were evident following 60 to 75 minutes of use in that PVTs delivered afterwards were no longer able to significantly increase EMG levels. The present study provides a clearer picture of the changes in EMG and EEG during the sleep onset period while testing the efficacy of a commercially developed alerting device. EMG decreases were found to begin during Hori stage 0 when EEG was - dominated by alpha wave activity and were maximal as Hori stages 2 to 5 were traversed (coincident with alpha and beta activity). This signifies that EMG decrements and the loss of resting alpha activity are closely related. Since decreased alpha has long been associated with drowsiness and impending sleep, this investigation links drops in muscle tone with sleepiness more directly than in previous investigations. The EMG changes were reliably demonstrated across participants and the NovAlert™ detected the EMG decrements when Hori stage 3 was entered. The alerting vibrations produced by the NovAlert™ occurred early enough in the SO process to be of practical importance as a sleepiness monitoring and alerting device.

Imagerie par résonance magnétique spectroscopique et exploration neurochimique de régions cérébrales d'individus atteints d'un trouble léger de la cognition.

Introduction : Les individus présentant des troubles cognitifs légers ou Mild Cognitive Impairment (MCI) sont plus à risque de développer une maladie d’Alzheimer (MA) que le reste de la population âgée. Objectif : Cette étude repose sur le recours à un devis de type étude de cas multiples dont l’objectif est de contribuer à l’identification d’indices biologiques en quantifiant, à l’aide de la résonance magnétique spectroscopique (MRS), des changements métaboliques précoces chez les individus avec MCI, susceptibles d’évoluer vers la MA. Méthodologie : Huit individus MCI sont comparés à huit individus âgés normaux. Chaque participant est soumis à un examen MRS. Résultats : Parmi les huit participants MCI recrutés, l’un d’entre eux présente désormais un profil cognitif concordant avec une MA. L’analyse spectrale des métabolites de cet individu montre des ratios de glutamate plus élevés au niveau du cortex préfrontal gauche et de la régioncingulaire postérieure gauche. Bien qu’une diminution de NAA/Cr soit fréquemment observée chez la population MCI en voie d’évoluer vers la démence, les résultats obtenus ne démontrent rien en ce sens. Discussion/Conclusion : Le rôle du glutamate dans les processus neurodégénératifs est encore mal établi. L’augmentation de glutamate observée est contraire à la diminution habituellement observée au cours de la MA. Ces résultats sont toutefois explicables par l’existence possible d’excitotoxicité précoce chez les MCI en voie de d’évoluervers la démence. Cela pourrait aussi illustrer des mécanismes de compensation présents avant qu’un déclin cognitif ne soit objectivable.

Étude de la sensibilité baroréceptive en sommeil et à l’éveil dans l’insomnie primaire chronique

L’insomnie, une condition fréquemment retrouvée dans la population, se caractérise d’abord par une difficulté à initier ou à maintenir le sommeil et/ou par des éveils précoces le matin ou encore par un sommeil non-réparateur. Lorsqu’elle n’est pas accompagnée par des troubles psychiatriques ou médicaux ou un autre trouble de sommeil et qu’elle perdure plus de 6 mois on parle alors d’insomnie primaire chronique. Selon certains, cette condition serait associée à un état d’hyperéveil caractérisé par une augmentation de l’activité autonome sympathique durant le sommeil et l’éveil. Le baroréflexe est un important mécanisme de contrôle à court terme des fluctuations de la tension artérielle (TA) et de la fréquence cardiaque agissant sur le cœur et les vaisseaux sanguins par l’entremise du système nerveux autonome. On appelle sensibilité baroréceptive (SBR) la capacité du baroréflexe de réagir et de contrôler les fluctuations de TA en modulant le rythme cardiaque. De manière générale, la SBR serait augmentée durant la nuit par rapport à la journée. Aussi, il semblerait que le baroréflexe soit impliqué dans le phénomène de baisse physiologique de la TA pendant la nuit. Or, des données de notre laboratoire ont démontré une augmentation de la TA systolique au cours de la nuit ainsi qu’une atténuation de la baisse nocturne de TA systolique chez des sujets avec insomnie primaire chronique comparé à des témoins bons dormeurs. De plus, il a été démontré que le baroréflexe était altéré de façon précoce dans plusieurs troubles cardiovasculaires et dans l’hypertension artérielle. Or, il semblerait que l’insomnie soit accompagnée d’un risque accru de développement de l’hypertension artérielle. Ces études semblent aller dans le sens d’une altération des mécanismes de régulation de la TA dans l’insomnie. Par ailleurs, une réduction de la SBR serait aussi impliquée dans des états associés à une augmentation de l’activité autonome sympathique. Ainsi, nous nous sommes demandé si le baroréflexe pouvait constituer un des mécanismes de contrôle de la TA qui serait altéré dans l’insomnie et pourrait être impliqué dans l’augmentation de l’activité sympathique qui semble accompagner l’insomnie. Jusqu’à présent, le baroréflexe reste inexploré dans l’insomnie. L’objectif principal de ce mémoire était d’évaluer de façon non-invasive la SBR à l’éveil et en sommeil chez 11 sujets atteints d’insomnie primaire chronique comparé à 11 témoins bons dormeurs. L’évaluation du baroréflexe a été effectuée de façon spontanée par la méthode de l’analyse en séquence et par le calcul du coefficient alpha obtenu par l’analyse spectrale croisée de l’intervalle RR et de la TA systolique. De façon concomitante, les paramètres de la variabilité de l’intervalle RR en sommeil et à l’éveil ont aussi été comparés chez ces mêmes sujets. Aucune différence significative n’a été notée au niveau des index de la SBR entre le groupe d’insomniaques et celui des bons dormeurs, à l’éveil ou en sommeil. Cependant, on observe des valeurs légèrement plus faibles de la SBR chez les insomniaques ayant mal dormi (efficacité de sommeil (ES) < 85%) comparés aux insomniaques ayant bien dormi (ES≥ 85%) à la nuit expérimentale durant l’éveil et en sommeil. Par ailleurs, aucune différence n’a été notée entre le groupe d’insomniaques et celui des bons dormeurs au niveau des paramètres de la variabilité RR considérés (intervalle RR, PNN50, LF et HF en valeurs normalisées). En effet, les insomniaques tout comme les bons dormeurs semblent présenter une variation normale de l’activité autonome en sommeil, telle que représentée par les paramètres de la variabilité RR. Ces résultats préliminaires semblent suggérer que les mécanismes du baroréflexe sont préservés chez les sujets atteints d’insomnie primaire chronique tels que diagnostiqués de manière subjective. Cependant, il est possible qu’une altération des mécanismes du baroréflexe ne se révèle chez les insomniaques que lorsque les critères objectifs d’une mauvaise nuit de sommeil sont présents.

Evaluation du systeme nerveux autonome dans l'hypertension arterielle essentielle

L’analyse spectrale de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle systolique, de la pression artérielle diastolique ainsi que de la respiration par la transformée de Fourier rapide, est considérée comme une technique non invasive pour la détermination de l’activité du système nerveux autonome (SNA). Dans une population de sujets normaux volontaires, nous avons obtenu à l’état basal, des oscillations de basses fréquences (0,05-0,15Hz) reliées au système nerveux sympathique autonome et des oscillations de hautes fréquences (0,2Hz) représentant sur les intervalles entre chaque ondes R de l’électrocardiogramme (RR), l’arythmie sinusale respiratoire correspondant à une activité vagale. Nous avons comparé les tests de stimulation du système nerveux sympathique autonome déclenché par le passage de la position de repos (en décubitus dorsal), à la position orthostatique volontaire et le passage de la position de repos à la position orthostatique avec la table basculante à 60o. Nous avons également comparé un groupe normotendu à un groupe hypertendu qui a été soumis au passage du repos à l’orthostation volontaire et pour lesquels nous avons évalué la sensibilité du baroréflexe et la réponse sympathique par la mesure des catécholamines circulantes. Dans un groupe de sujets ayant une hypertension artérielle essentielle, nous avons évalué l’effet de la thérapie hypotensive, par le Trandolapril qui est un Inhibiteur de l’enzyme de conversion (IEC) de l`angiotensine. Dans ce groupe hypertendu, nous avons procédé, en plus de la stimulation sympathique par l’orthostation volontaire, à un exercice isométrique de trois minutes à 30 % de la force maximale. Nous avons également complété notre évaluation par la mesure de la densité de récepteurs ß2 adrénergiques sur lymphocytes et par la mesure des indices de contractilité à l’aide de l’échocardiographie en M mode. Les résultats ont montré, dans les groupes normaux volontaires, dans les deux types de stimulation du système nerveux sympathique par la position orthostatique, une augmentation significative des catécholamines plasmatiques avec une augmentation de la fréquence cardiaque et des basses fréquences de RR, confirmant ainsi que l’on est en état de stimulation sympathique. On observe en même temps une diminution significative des hautes fréquences de RR, suggérant un retrait vagal lors de cette stimulation. On a observé au test de la table basculante six cas d’hypotension orthostatique. On a comparé la position orthostatique volontaire entre le groupe de sujets normaux et le groupe de sujets hypertendus. L’analyse spectrale croisée de RR et de la pression artérielle systolique a permis d’évaluer dans l’hypertension artérielle (HTA), essentielle une sensibilité du baroréflexe atténuée, accompagnée d’une réactivité vagale réduite en présence d’une activité et d’une réactivité sympathique augmentées suggérant une altération sympathovagale dans l’HTA. Dans le groupe de sujets hypertendus traités (Trandolapril 2mg/jour), nous avons identifié un groupe de répondeurs au traitement par le Trandolapril et un groupe de non répondeurs à ce type de thérapie anti-hypertensive. Le groupe répondeur avait un profil hyper-adrénergique avec une hyper-réactivité sympathique, une fréquence cardiaque et des pressions artérielles diastolique et systolique plus élevées au repos. Dans le groupe total traité au Trandolapril, la densité des récepteurs ß2 adrénergiques a doublé, après thérapie, alors que la réactivité des basses fréquences obtenues à l’analyse spectrale a augmenté. Nous avons montré dans notre étude qu’un IECA a pu inhiber le mécanisme facilitateur de l’angII sur les terminaisons nerveuses sympathiques et a permis ainsi de réduire l’hyperactivité sympathique et le mécanisme de « down regulation » des récepteurs ß2 adrénergiques rendant ainsi l’expression de l’influence du SNA post synaptique plus efficace. Dans l’ensemble de nos protocoles cliniques, par l’utilisation de l’analyse spectrale des signaux RR, de la pression artérielle systolique,de la pression artérielle diastolique et de la respiration, nous avons montré que cette technique non invasive permet de décrire et de mieux comprendre les mécanismes physiologiques, physiopathologiques et pharmacologiques reliés au système nerveux autonome et à l’hypertension artérielle essentielle.

Le sommeil des personnes atteintes de schizophrénie : résultats d’études par questionnaire, polysomnographie et analyse spectrale de l’EEG en sommeil paradoxal

Les personnes atteintes de schizophrénie peuvent présenter un sommeil anormal même lorsqu’elles sont stables cliniquement sous traitements pharmacologiques. Les études présentées dans cette thèse ont pour but de mesurer le sommeil afin de mieux comprendre les dysfonctions des mécanismes cérébraux pouvant être impliqués dans la physiopathologie de la schizophrénie. Les trois études présentées dans cette thèse rapportent des résultats sur le sommeil dans la schizophrénie à trois niveaux d’analyse chez trois groupes différents de patients. Le premier niveau est subjectif et décrit le sommeil à l’aide d’un questionnaire administré chez des personnes atteintes de schizophrénie cliniquement stables sous traitements pharmacologiques. Le deuxième niveau est objectif et évalue le sommeil par une méta-analyse des études polysomnographiques chez des patients atteints de schizophrénie ne recevant pas de traitement pharmacologique. Le troisième niveau est micro-structurel et utilise l’analyse spectrale de l’électroencéphalogramme (EEG) afin de caractériser le sommeil paradoxal de patients en premier épisode aigu de schizophrénie avant le début du traitement pharmacologique. La première étude montre que, lorsqu’évaluées par un questionnaire de sommeil, les personnes atteintes de schizophrénie cliniquement stables sous traitements pharmacologiques rapportent prendre plus de temps à s’endormir, se coucher plus tôt et se lever plus tard, passer plus de temps au lit et faire plus de siestes comparativement aux participants sains. Aussi, tout comme les participants sains, les personnes atteintes de schizophrénie rapportent un nombre normal d’éveils nocturnes, se disent normalement satisfaites de leur sommeil et se sentent normalement reposées au réveil. La deuxième étude révèle qu’objectivement, lorsque les études polysomnographiques effectuées chez des patients non traités sont soumises à une méta-analyse, les personnes atteintes de schizophrénie montrent une augmentation du délai d’endormissement, une diminution du temps total en sommeil, une diminution de l’efficacité du sommeil et une augmentation de la durée des éveils nocturnes comparativement aux participants sains. Les patients en arrêt aigu de traitement ont des désordres plus sévères au niveau de ces variables que les patients jamais traités. Seulement les patients jamais traités ont une diminution du pourcentage de stade 2 comparativement aux participants sains. La méta-analyse ne révèle pas de différence significative entre les groupes en ce qui concerne le sommeil lent profond et le sommeil paradoxal. La troisième étude, portant sur l’analyse spectrale de l’EEG en sommeil paradoxal, montre une diminution de l’amplitude relative de la bande de fréquence alpha dans les régions frontales, centrales et temporales et montre une augmentation de l’amplitude relative de la bande de fréquence bêta2 dans la région occipitale chez les personnes en premier épisode de schizophrénie jamais traitées comparativement aux participants sains. L’activité alpha absolue est positivement corrélée aux symptômes négatifs dans les régions frontales, centrales et temporales et négativement corrélée aux symptômes positifs dans la région occipitale. L’activité beta2 absolue ne montre pas de corrélation significative avec les symptômes positifs et négatifs de la schizophrénie. Ces résultats sont discutés suivant la possibilité que des dysfonctions au niveau des mécanismes de la vigilance seraient impliquées dans la physiopathologie de la schizophrénie.

La Métamorphose, un opéra en trois actes Genèse, analyse et formalisation d’une démarche compositionnelle

La version intégrale de cette thèse est disponible uniquement pour consultation individuelle à la Bibliothèque de musique de l’Université de Montréal (www.bib.umontreal.ca/MU).

Évaluation de l’effet des vagues de bateau sur les conditions hydrauliques près des berges en milieu fluvial

Les vagues de bateau ajoutent une pression supplémentaire sur les berges de rivières et doivent être considérées dans les modèles de prédiction des taux de recul des berges. L’objectif de cette étude est d’examiner le rôle des vagues de bateau sur l’écoulement et le transport en suspension le long des berges en milieu fluvial. Pour atteindre cet objectif, nous utilisons un transect perpendiculaire à la berge de quatre courantomètres électromagnétiques (ECMs) mesurant deux dimensions de l’écoulement et deux turbidimètres (OBSs) placés dos à dos, orientés vers la berge et le large pour mesurer les conditions moyennes et turbulentes de l’écoulement longitudinal et vertical ainsi que les flux de sédiments en suspension provoqués par les vagues. Une chaloupe à moteur de 16 pieds, équipée d’un moteur 40 hp, a été utilisée afin de générer des vagues. Nous avons mesuré l’effet de trois distances à partir de la berge (5, 10, 15 m) et trois vitesses de bateau (5, 15 et 25 km/h) et cinq répliques de chaque combinaison de distance et de vitesse ont été réalisées, totalisant 45 passages. Nous avons caractérisé la variabilité des conditions d’écoulement, de vagues et de transport de sédiments et nous avons réalisé des analyses spectrales afin de séparer les portions oscillatoire et turbulente de l’écoulement généré par les vagues de bateau. L’effet de la distance et de la vitesse du bateau sur le transport de sédiments est non-linéaire et la réponse sédimentaire induite par les passages de bateau montre une variabilité importante entre les répliques et les deux sondes OBS, ce qui suggère un changement morphologique induit par les vagues de bateau. Les corrélations entre les variables d’écoulement et de transport montrent l’importance des relations entre le cisaillement et la puissance de la portion turbulente de l’écoulement avec le transport de sédiments. Cette étude a permis de quantifier les relations entre la dynamique des vagues et les flux de concentrations de sédiments en suspension, ce qui représente une contribution importante au développement de mesures de mitigation dans les environnements fluviaux où les berges sont fragilisées par le trafic plaisancier.

Inertial oscillation forced by the September 1997 cyclone in the Bay of Bengal

Time-series measurements from a moored data buoy located in the Bay of Bengal captured signals of inertial oscillation forced by the September 1997 cyclone. The progressive vector diagram showed mean northeastward current with well-defined clockwise circulation. Spectral analysis exhibited inertial peak at 0.67 cpd with blue shift and high rotary coefficient of –0.99, which signifies strong circular inertial oscillation. The wind and SST also exhibited spectral peak at inertial band (0.69 cpd) with higher blue shift. The inertial amplitude of 148.8 cm/s corresponding to a wind stress of 0.99 N/m2 and spectral peak near the local inertial frequency (0.653 cpd) indicate that the transfer of momentum was high.