Évaluation de la stabilité primaire d'une greffe ostéochondrale autologue stabilisée au moyen d'un ciment ostéoconducteur résorbable

L’objectif de cette étude est de vérifier si un ciment ostéoconducteur résorbable utilisé comme technique de fixation de greffons ostéochondraux permet d'obtenir une stabilité initiale supérieure à celle obtenue avec la technique de mosaicplastie originalement décrite. Il s’agit d’une étude biomécanique effectuée sur des paires de fémurs cadavériques bovins. Pour chaque paire de fémurs, des greffons ostéochondraux autologues ont été insérés et stabilisés au moyen d’un ciment biorésorbable (Kryptonite, DRG inc.) sur un fémur alors qu’au fémur controlatéral, les greffons ont été implantés par impaction selon la technique usuelle de mosaicplastie. Des greffons uniques ainsi que des greffons en configuration groupée ont été implantés et soumis à une évaluation biomécanique. Les charges axiales nécessaires pour enfoncer les greffons de 1, 2 et 3 mm ont été comparées en fonction de la technique de stabilisation utilisée, ciment ou impaction, pour chaque configuration de greffons. Les résultats démontrent que les greffons ostéochondraux cimentés uniques et groupés ont une stabilité initiale supérieure à celle de greffons non cimentés sur des spécimens cadavériques bovins. L’obtention d’une plus grande stabilité initiale par cimentation des greffons ostéochondraux pourrait permettre une mise en charge précoce post-mosaicplastie et mener à une réhabilitation plus rapide.

Étude de la mécanotransduction dans la scoliose idiopathique de l’adolescence (SIA)

À ce jour, la scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA) est la déformation rachidienne la plus commune parmi les enfants. Il est bien connu dans le domaine de recherche sur la SIA que les forces mécaniques, en particulier les forces biomécaniques internes dans le système musculosquelettique, pourraient jouer un rôle majeur dans l’initiation et le développement de la maladie. Cependant, les connaissances sur la transformation des forces et des stimulations mécaniques en activité biochimique sont peu abondantes. Cet axe de recherche est très prometteur et peut nous fournir de nouvelles idées dans le dépistage et le traitement de la SIA. Dans le cadre de cette étude, nous visons à caractériser la mécanotransduction chez les patients atteints de la SIA en employant des techniques novatrices aux niveaux in vivo et in vitro. Antérieurement dans notre laboratoire, nous avons démontré que les niveaux d’Ostéopontine (OPN) plasmatique chez l’humain corrèlent avec la progression et la sévérité de la maladie, et que ces changements sont observables avant le début de la scoliose. En plus, selon la littérature, l’OPN est une molécule sensible à la force mécanique, dont l’expression augmente en réponse dans de nombreux types de cellules chez plusieurs espèces. Toutefois, il n’existe aucune preuve que ce résultat soit valide in vivo chez l’humain. L’hétérogénéité physique et biochimique de la SIA pose un gros défi aux chercheurs. Souvent, il est très difficile de trouver des résultats ayant une grande applicabilité. Les études portant sur les facteurs biomécaniques ne font pas exception à cette tendance. En dépit de tout cela, nous croyons qu’une approche basée sur l’observation des contraintes de cisaillement présentes dans le système musculosquelettique pourrait aider à surmonter ces difficultés. Les contraintes de cisaillement physiologique sont générées par des courants de fluide en mouvement à l’intérieur des os. Aussi, elles sont omniprésentes et universelles chez l’humain, peu importe l’âge, le sexe, la condition physique, etc., ce qui veut dire que l’étudier pourrait fort bien avancer nos connaissances en formant une base fondamentale avec laquelle on pourra mieux comprendre les différences quant à la mécanotransduction chez les patients atteints de la SIA par rapport aux sujets sains. Pour ce projet, donc, nous proposons l’hypothèse que les sujets atteints de la SIA se différencient par leurs réponses respectives à la force mécanique au niveau cellulaire (en termes de l’expression génique) ainsi qu’au niveau in vivo (en termes du marqueur OPN et son récepteur, sCD44). Afin de vérifier la partie de notre hypothèse de recherche concernant l’aspect in vivo, nous avons recruté une cohorte de patients âgés de 9-17 ans, y compris i) des cas pré-chirurgicaux (angle de Cobb > 45°), ii) des cas modérément atteints (angle de Cobb 10-44°), iii) des témoins, et iv) des enfants asymptomatiques à risque de développer la scoliose (selon nos dépistages biochimiques et fonctionnels) d’âge et sexe appariés. Une pression pulsatile et dynamique avec une amplitude variant de 0-4 psi à 0.006 Hz a été appliquée à un des bras de chacun de nos sujets pour une durée de 90 minutes. Au tout début et à chaque intervalle de 30 minutes après l’initiation de la pression, un échantillon de sang a été prélevé, pour pouvoir surveiller les niveaux d’OPN et de sCD44 circulants chez les sujets. Nous avons découvert que le changement des niveaux d’OPN plasmatique, mais pas des niveaux de sCD44, corrélaient avec la sévérité de la difformité rachidienne chez les sujets, ceux ayant une courbe plus prononcée démontrant une ampleur de réponse moins élevée. Pour vérifier la partie de notre hypothèse de recherche concernant la réponse mécanotransductive cellulaire, des ostéoblastes prélevées à 12 sujets ont été mis en culture pour utilisation avec notre appareil (le soi-disant « parallel plate flow chamber »), qui sert à fournir aux ostéoblastes le niveau de contraintes de cisaillement désiré, de manière contrôlée et prévisible. Les sujets étaient tous femelles, âgées de 11-17 ans ; les patients ayant déjà une scoliose possédaient une courbe diagnostiquée comme « double courbe majeure ». Une contrainte fluidique de cisaillement à 2 Pa, 0.5 Hz a été appliquée à chaque échantillon ostéoblastique pour une durée de 90 minutes. Les changements apportés à l’expression génique ont été mesurés et quantifiés par micropuce et qRT-PCR. En réponse à notre stimulation, nous avons trouvé qu’il n’y avait que quelques gènes étant soit différentiellement exprimés, soit inchangés statistiquement dans tous les groupes expérimentaux atteints, en exhibant simultanément la condition contraire chez les témoins. Ces résultats mettent en évidence la grande diversité de la réponse mécanotransductive chez les patients comparés aux contrôles, ainsi qu’entre les sous-groupes fonctionnels de la SIA. Globalement, cette œuvre pourrait contribuer au développement d’outils diagnostiques innovateurs pour identifier les enfants asymptomatiques à risque de développer une scoliose, et évaluer le risque de progression des patients en ayant une déjà. Aussi, dans les années à venir, les profils mécanotransductifs des patients pourraient s’avérer un facteur crucial à considérer cliniquement, particulièrement en concevant ou personnalisant des plans de traitements pour des personnes atteintes.

Contraintes psychosociales au travail et symptômes dépressifs majeurs chez les femmes enceintes

Notre thèse de doctorat a pour but d’évaluer les contraintes psychosociales au travail et les symptômes dépressifs majeurs chez les femmes enceintes. Plus spécifiquement, il est question d’identifier les facteurs associés aux symptômes dépressifs majeurs, à une tension psychologique au travail ou travail "tendu" ("high-strain" job), à un travail "tendu" avec un faible soutien social au travail ("Iso-strain"), et enfin d’évaluer l’association entre ces contraintes psychosociales au travail et les symptômes dépressifs majeurs chez les femmes enceintes au travail. Les données analysées sont issues de l’Étude Montréalaise sur la Prématurité, une étude de cohorte prospective menée entre mai 1999 et avril 2004, auprès de 5 337 femmes enceintes interviewées à 24-26 semaines de grossesse dans quatre hôpitaux de l’île de Montréal (Québec, Canada). L’échelle CES-D (Center for Epidemiological Studies Depression Scale) a été utilisée pour mesurer les symptômes dépressifs majeurs (score CES-D ≥23). L’échelle abrégée de Karasek a été utilisée pour mesurer les contraintes psychosociales au travail. La présente étude a conduit à la rédaction de quatre articles scientifiques qui seront soumis à des revues avec comité de pairs. Le premier article a permis de comparer la prévalence des symptômes dépressifs majeurs dans différents sous-groupes de femmes enceintes : femmes au foyer, femmes au travail, femmes en arrêt de travail, femmes aux études et de rechercher les facteurs de risque associés aux symptômes dépressifs majeurs pendant la grossesse. À 24-26 semaines de grossesse, la prévalence des symptômes dépressifs majeurs était de 11,9% (11,0-12,8%) pour l’ensemble des femmes enceintes à l’étude (N=5 337). Les femmes enceintes au travail avaient une proportion de symptômes dépressifs moins élevée [7,6% (6,6-8,7%); n=2 514] par rapport aux femmes enceintes au foyer qui avaient les prévalences les plus élevées [19,1% (16,5-21,8%); n=893], suivi des femmes enceintes en arrêt de travail [14,4% (12,7-16,1%); n=1 665] et des femmes enceintes aux études [14,3% (10,3-19,1%); n=265]. Les caractéristiques personnelles (non professionnelles) associées aux symptômes dépressifs majeurs étaient, après ajustement pour toutes les variables, le statut d’emploi, un faible niveau d’éducation, un faible soutien social en dehors du travail, le fait d’avoir vécu des événements stressants aigus, d’avoir manqué d’argent pour les besoins essentiels, les difficultés relationnelles avec son partenaire, les problèmes de santé chronique, le pays de naissance et le tabagisme. Le deuxième article avait pour objectif de décrire l’exposition aux contraintes psychosociales au travail et d’identifier les facteurs qui y sont associés chez les femmes enceintes de la région de Montréal, au Québec (N=3 765). Au total, 24,4% des travailleuses enceintes se trouvaient dans la catégorie travail "tendu" ("high-strain" job) et 69,1% d’entre elles avaient eu un faible soutien social au travail ("Iso-strain"). Les facteurs de risque associés à un travail "tendu" étaient : un faible soutien social au travail, certains secteurs d’activité et niveaux de compétences, le fait de travailler plus de 35 heures par semaine, les horaires irréguliers, la posture de travail, le port de charges lourdes, le jeune âge des mères, une immigration ≥ 5 ans, un bas niveau d’éducation, la monoparentalité et un revenu annuel du ménage <50 000$. Le troisième article a évalué l’association entre les contraintes psychosociales au travail et les symptômes dépressifs majeurs chez les femmes enceintes au travail (N=3 765). Dans les analyses bivariées et multivariées, les femmes enceintes qui avaient un "high-strain job" ou un "Iso-strain" présentaient davantage de symptômes dépressifs majeurs que les autres sous-groupes. Les contraintes psychosociales au travail étaient associées aux symptômes dépressifs majeurs lorsqu’on prenait en compte les autres facteurs organisationnels et les facteurs personnels auxquels elles étaient confrontées à l’extérieur de leur milieu de travail. Notre étude confirme les évidences accumulées en référence aux modèles théoriques "demande-contrôle" et "demande-contrôle-soutien" de Karasek et Theorell. L’impact de ce dernier et le rôle crucial du soutien social au travail ont été mis en évidence chez les femmes enceintes au travail. Cependant, l’effet "buffer" du modèle "demande-contrôle-soutien" n’a pas été mis en évidence. Le quatrième article a permis d’évaluer l’exposition aux contraintes psychosociales au travail chez les femmes enceintes au travail et en arrêt de travail pour retrait préventif et de mesurer l’association entre les contraintes psychosociales au travail et les symptômes dépressifs majeurs en fonction du moment du retrait préventif (N=3 043). À 24-26 semaines de grossesse, les femmes enceintes en retrait préventif du travail (31,4%) avaient été plus exposées à un "high-strain job" (31,0% vs 21,1%) et à un "Iso-strain" (21,0% vs 14,2%) que celles qui continuaient de travailler (p<0,0001); et elles avaient des proportions plus élevées de symptômes dépressifs majeurs. Après ajustement pour les facteurs de risque personnels et professionnels, "l’Iso-strain" restait significativement associé aux symptômes dépressifs majeurs chez les femmes qui continuaient de travailler tout comme chez celles qui ont cessé de travailler, et cela quel que soit leur durée d’activité avant le retrait préventif du travail (4 à 12 semaines/ 13 à 20 semaines/ ≥ 21 semaines). Les contraintes psychosociales au travail représentent un important facteur de risque pour la santé mentale des travailleuses enceintes. Malgré l’application du programme "pour une maternité sans danger" il s’avère nécessaire de mettre en place dans les milieux de travail, des mesures de prévention, de dépistage et d’intervention afin de réduire la prévalence des symptômes dépressifs prénataux et l’exposition aux contraintes psychosociales au travail pour prévenir les complications maternelles et néonatales. D’autant plus que, la dépression prénatale est le principal facteur de risque de dépression postpartum, de même que les enfants nés de mères souffrant de dépression sont plus à risque de prématurité et de petit poids de naissance.

L'hospitalisation de la femme en raison d'une grossesse à risque élevé : l'expérience de couples

Attendre un enfant est généralement un événement heureux pour un couple. Toutefois, lorsqu’une hospitalisation de la femme survient en raison d’une grossesse à risque élevé, l’expérience des futurs parents peut se transformer en véritable cauchemar. Jusqu’à maintenant, les savoirs disponibles suggèrent que cet événement imprévu ait de nombreux impacts sur les futurs parents. Néanmoins, ce sujet n’a été abordé que selon une perspective maternelle ou paternelle, sans s’intéresser au caractère systémique de la situation. Cette étude qualitative de cas multiples propose d’explorer l’expérience de couples vivant l’hospitalisation de la femme en raison d’une grossesse à risque élevé, dans une perspective systémique et constructiviste. Des entrevues semi-dirigées ont été réalisées auprès de 7 couples dont la femme était, au moment de l’entrevue, hospitalisée en raison d’une grossesse à risque élevé. L’analyse qualitative des données s’est inspirée de la thématisation et a tenu compte des cadres théoriques et épistémologique choisis, étant respectivement l’approche systémique familiale de Wright et Leahey (2013) et le constructivisme. Les résultats suggèrent que l’hospitalisation est marquée par l’intensité des émotions ressenties. Les futurs parents ressentent presque constamment des sentiments d’inquiétude, d’incertitude et de solitude. Il est toutefois intéressant de constater que le couple lui-même subit des changements au cours de l’hospitalisation. En ce sens, cet événement requiert une immense réorganisation, laquelle touche plusieurs systèmes gravitant autour du système conjugal. Enfin, afin de faire face à l’intensité et à l’imprévisibilité de la situation, les couples sont amenés à solliciter un soutien externe et à puiser dans leurs propres ressources internes. En lien avec les cadres théoriques et épistémologiques choisis, ces résultats conviennent de la nécessité d’adopter une vision systémique et contextuelle afin de développer des soins infirmiers concordants avec l’expérience des couples. Cela ramène à la nécessité de réaliser d’autres études afin de perfectionner la compréhension de l’expérience. Certaines pistes d’interventions infirmières sont néanmoins énoncées, afin d’amener les infirmières à considérer la situation du point de vue de l’expérience conjugale, dont les défis de réorganisations extérieurs et des relations conjugales. Enfin, il est proposé que l’infirmière puisse agir afin de renforcer la capacité des couples à composer avec les conséquences de l’hospitalisation anténatale.

Charge virale des papillomavirus et transmission entre partenaires

L’histoire naturelle et la progression des infections au VPH (virus du papillome humain) sont bien décrites. Cependant, la dynamique de transmission reste faiblement documentée. Une meilleure compréhension de la dynamique de transmission ainsi que de ses facteurs de risque permettrait d’optimiser les stratégies de prévention afin de réduire la prévalence de ces infections dans la population par la vaccination et les méthodes contraceptives. Notre étude vise à déterminer si la charge virale des infections au VPH influence leur transmission entre les partenaires sexuels. Pour ce faire, l’association entre la charge virale au niveau des organes génitaux et la concordance spécifique de type des infections prévalentes au VPH a été évaluée pour 250 couples hétérosexuels récemment formés. Les charges virales de VPH16 (r = 0.30), de VPH18 (r = 0.50) et de VPH51 (r = 0.19) étaient significativement corrélées (p < 0.05) entre les deux partenaires sexuels, contrairement à celles de VPH31 (r = 0.08) et de VPH42 (r = -0.1). Lorsqu’ajusté en fonction de l’âge des participants, une charge virale élevée augmentait significativement le taux de détection du même type chez le partenaire pour les types 16, 31 et 51. Ainsi, dans les couples hétérosexuels récemment formés, des charges virales élevées sont associées à une détection accrue du même type chez le partenaire sexuel.

Profils des toxicomanes judiciarisés en traitement dans deux centres de réadaptation publics au Québec

L’objectif de la présente étude consiste à tenter de mieux connaître la population judiciarisée qui se présente en traitement pour des problèmes de toxicomanies. Deux cent seize clients admis en traitement dans deux centres de réadaptation en toxicomanie du Québec constituent l’échantillon. Ces sujets ont répondu à l’Indice de gravité d’une toxicomanie (IGT-ASI), au Millon Clinical Multiaxial Inventory (MCMI), à l’Inventaire de personnalité Jesness, et au University of Rhodes Island Change Assessment Scale (URICA). Ces outils nous serviront à décrire la popula~tion étudiée. L’analyse des données nous entraîne dans une réflexion à deux niveaux. D’une part, l’observation de problématiques multiples dans la population à l’étude nous questionne sur les possibilités de mettre en place des services de traitement adéquats pour ces personnes qui apparaissent éprouver des problèmes d’adaptation à plusieurs niveaux. D’autre part, le niveau des problèmes de toxicomanie des personnes référées par le système de justice nous interroge sur la pertinence de certaines de ces références.

Consequence modelling,vulnerability assessment and fuzzy fault tree analysis of hazardous storages in an industrial area

The hazards associated with major accident hazard (MAH) industries are fire, explosion and toxic gas releases. Of these, toxic gas release is the worst as it has the potential to cause extensive fatalities. Qualitative and quantitative hazard analyses are essential for the identitication and quantification of the hazards associated with chemical industries. This research work presents the results of a consequence analysis carried out to assess the damage potential of the hazardous material storages in an industrial area of central Kerala, India. A survey carried out in the major accident hazard (MAH) units in the industrial belt revealed that the major hazardous chemicals stored by the various industrial units are ammonia, chlorine, benzene, naphtha, cyclohexane, cyclohexanone and LPG. The damage potential of the above chemicals is assessed using consequence modelling. Modelling of pool fires for naphtha, cyclohexane, cyclohexanone, benzene and ammonia are carried out using TNO model. Vapor cloud explosion (VCE) modelling of LPG, cyclohexane and benzene are carried out using TNT equivalent model. Boiling liquid expanding vapor explosion (BLEVE) modelling of LPG is also carried out. Dispersion modelling of toxic chemicals like chlorine, ammonia and benzene is carried out using the ALOHA air quality model. Threat zones for different hazardous storages are estimated based on the consequence modelling. The distance covered by the threat zone was found to be maximum for chlorine release from a chlor-alkali industry located in the area. The results of consequence modelling are useful for the estimation of individual risk and societal risk in the above industrial area.Vulnerability assessment is carried out using probit functions for toxic, thermal and pressure loads. Individual and societal risks are also estimated at different locations. Mapping of threat zones due to different incident outcome cases from different MAH industries is done with the help of Are GIS.Fault Tree Analysis (FTA) is an established technique for hazard evaluation. This technique has the advantage of being both qualitative and quantitative, if the probabilities and frequencies of the basic events are known. However it is often difficult to estimate precisely the failure probability of the components due to insufficient data or vague characteristics of the basic event. It has been reported that availability of the failure probability data pertaining to local conditions is surprisingly limited in India. This thesis outlines the generation of failure probability values of the basic events that lead to the release of chlorine from the storage and filling facility of a major chlor-alkali industry located in the area using expert elicitation and proven fuzzy logic. Sensitivity analysis has been done to evaluate the percentage contribution of each basic event that could lead to chlorine release. Two dimensional fuzzy fault tree analysis (TDFFTA) has been proposed for balancing the hesitation factor invo1ved in expert elicitation .

Utilisation of Coir Geotextiles for Unpaved Roads and Embankments

The increasing tempo of construction activity the world over creates heavy pressure on existing land space. The quest for new and competent site often points to the needs for improving existing sites, which are otherwise deemed unsuitable for adopting conventional foundations. This is accomplished by ground improvement methods, which are employed to improve the quality of soil incompetent in their natural state. Among the construction activities, a well-connected road network is one of the basic infrastructure requirements, which play a vital role for the fast and comfortable movement of inter- regional traffic in countries like India.One of the innovative ground improvement techniques practised all over the world is the use of geosynthetics, which include geotextiles, geomembranes, geogrids, etc . They offer the advantages such as space saving, enviromnental sensitivity, material availability, technical superiority, higher cost savings, less construction time, etc . Because of its fundamental properties, such as tensile strength, filtering and water permeability, a geotextile inserted between the base material and sub grade can function as reinforcement, a filter medium, a separation layer and as a drainage medium. Though polymeric geotextiles are used in abundant quantities, the use of natural geotextiles (like coir, jute, etc.) has yet to get momentum. This is primarily due to the lack of research work on natural geotextilcs for ground improvement, particularly in the areas of un paved roads. Coir geotextiles are best suited for low cost applications because of its availability at low prices compared to its synthetic counterparts. The proper utilisation of coir geotextilcs in various applications demands large quantities of the product, which in turn can create a boom in the coir industry. The present study aims at exploring the possibilities of utilising coir geotextiles for unpaved roads and embankments.The properties of coir geotextiles used have been evaluated. The properties studied include mass per unit area, puncture resistance, tensile strength, secant modulus, etc . The interfacial friction between soils and three types of coir geotextiles used was also evaluated. It was found that though the parameters evaluated for coir geotextiles have low values compared to polymeric geotextiles, the former are sufficient for use in unpaved roads and embankments. The frictional characteristics of coir geotextile - soil interfaces are extremely good and satisfy the condition set by the International Geosynthetic Society for varied applications.The performance of coir geotextiles reinforced subgrade was studied by conducting California Bearing Ratio (CBR) tests. Studies were made with coir geotextiles placed at different levels and also in multiple layers. The results have shown that the coir geotextile enhances the subgrade strength. A regression analysis was perfonned and a mathematical model was developed to predict the CBR of the coir geotextile reinforced subgrade soil as a function of the soil properties, coir geotextile properties, and placement depth of reinforcement.The effects of coir geotextiles on bearing capacity were studied by perfonning plate load tests in a test tan1e This helped to understand the functioning of geotextile as reinforcement in unpaved roads and embankments. The perfonnance of different types of coir geotextiles with respect to the placement depth in dry and saturated conditions was studied. The results revealed that the bearing capacity of coir-reinforced soil is increasing irrespective of the type of coir geotextiles and saturation condition.The rut behaviour of unreinforced and coir reinforced unpaved road sections were compared by conducting model static load tests in a test tank and also under repetitive loads in a wheel track test facility. The results showed that coir geotextiles could fulfill the functions as reinforcement and as a separator, both under static and repetitive loads. The rut depth was very much reduced whik placing coir geotextiles in between sub grade and sub base.In order to study the use of Coir geotextiles in improving the settlement characteristics, two types of prefabricated COlf geotextile vertical drains were developed and their time - settlement behaviour were studied. Three different dispositions were tried. It was found that the coir geotextile drains were very effective in reducing consolidation time due to radial drainage. The circular drains in triangular disposition gave maximum beneficial effect.In long run, the degradation of coir geotextile is expected, which results in a soil - fibre matrix. Hence, studies pertaining to strength and compressibility characteristics of soil - coir fibre composites were conducted. Experiments were done using coir fibres having different aspect ratios and in different proportions. The results revealed that the strength of the soil was increased by 150% to 200% when mixed with 2% of fibre having approximately 12mm length, at all compaction conditions. Also, the coefficient of consolidation increased and compression index decreased with the addition of coir fibre.Typical design charts were prepared for the design of coir geotextile reinforced unpaved roads. Some illustrative examples are also given. The results demonstrated that a considerable saving in subase / base thickness can he achieved with the use of eoir geotextiles, which in turn, would save large quantities of natural aggregates.

Numerical Investigations on Soil Structure Interaction of Multistorey Frames

Frames are the most widely used structural system for multistorey buildings. A building frame is a three dimensional discrete structure consisting of a number of high rise bays in two directions at right angles to each other in the vertical plane. Multistorey frames are a three dimensional lattice structure which are statically indeterminate. Frames sustain gravity loads and resist lateral forces acting on it. India lies at the north westem end of the Indo-Australian tectonic plate and is identified as an active tectonic area. Under horizontal shaking of the ground, horizontal inertial forces are generated at the floor levels of a multistorey frame. These lateral inertia forces are transferred by the floor slab to the beams, subsequently to the columns and finally to the soil through the foundation system. There are many parameters that affect the response of a structure to ground excitations such as, shape, size and geometry of the structure, type of foundation, soil characteristics etc. The Soil Structure Interaction (SS1) effects refer to the influence of the supporting soil medium on the behavior of the structure when it is subjected to different types of loads. Interaction between the structure and its supporting foundation and soil, which is a complete system, has been modeled with finite elements. Numerical investigations have been carried out on a four bay, twelve storeyed regular multistorey frame considering depth of fixity at ground level, at characteristic depth of pile and at full depth. Soil structure interaction effects have been studied by considering two models for soil viz., discrete and continuum. Linear static analysis has been conducted to study the interaction effects under static load. Free vibration analysis and further shock spectrum analysis has been conducted to study the interaction effects under time dependent loads. The study has been extended to four types of soil viz., laterite, sand, alluvium and layered.The structural responses evaluated in the finite element analysis are bending moment, shear force and axial force for columns, and bending moment and shear force for beams. These responses increase with increase in the founding depth; however these responses show minimal increase beyond the characteristic length of pile. When the soil structure interaction effects are incorporated in the analysis, the aforesaid responses of the frame increases upto the characteristic depth and decreases when the frame has been analysed for the full depth. It has been observed that shock spectrum analysis gives wide variation of responses in the frame compared to linear elastic analysis. Both increase and decrease in responses have been observed in the interior storeys. The good congruence shown by the two finite element models viz., discrete and continuum in linear static analysis has been absent in shock spectrum analysis.

Finite Element Analysis of Warship Structures

Warships are generally sleek, slender with V shaped sections and block coefficient below 0.5, compared to fuller forms and higher values for commercial ships. They normally operate in the higher Froude number regime, and the hydrodynamic design is primarily aimed at achieving higher speeds with the minimum power. Therefore the structural design and analysis methods are different from those for commercial ships. Certain design guidelines have been given in documents like Naval Engineering Standards and one of the new developments in this regard is the introduction of classification society rules for the design of warships.The marine environment imposes subjective and objective uncertainties on ship structure. The uncertainties in loads, material properties etc.,. make reliable predictions of ship structural response a difficult task. Strength, stiffness and durability criteria for warship structures can be established by investigations on elastic analysis, ultimate strength analysis and reliability analysis. For analysis of complicated warship structures, special means and valid approximations are required.Preliminary structural design of a frigate size ship has been carried out . A finite element model of the hold model, representative of the complexities in the geometric configuration has been created using the finite element software NISA. Two other models representing the geometry to a limited extent also have been created —- one with two transverse frames and the attached plating alongwith the longitudinal members and the other representing the plating and longitudinal stiffeners between two transverse frames. Linear static analysis of the three models have been carried out and each one with three different boundary conditions. The structural responses have been checked for deflections and stresses against the permissible values. The structure has been found adequate in all the cases. The stresses and deflections predicted by the frame model are comparable with those of the hold model. But no such comparison has been realized for the interstiffener plating model with the other two models.Progressive collapse analyses of the models have been conducted for the three boundary conditions, considering geometric nonlinearity and then combined geometric and material nonlinearity for the hold and the frame models. von Mises — lllyushin yield criteria with elastic-perfectly plastic stress-strain curve has been chosen. ln each case, P-Delta curves have been generated and the ultimate load causing failure (ultimate load factor) has been identified as a multiple of the design load specified by NES.Reliability analysis of the hull module under combined geometric and material nonlinearities have been conducted. The Young's Modulus and the shell thickness have been chosen as the variables. Randomly generated values have been used in the analysis. First Order Second Moment has been used to predict the reliability index and thereafter, the probability of failure. The values have been compared against standard values published in literature.

Biochemical and molecular characterization of pathogenic vibrios from hatcheries and aquaculture farms

Vibrio are important during hatchery rearing. aquaculture phase and post-harvest quality of shrimps. Vibrio spp are of concern to shrimp farmers and hatchery operators because certain species can cause Vibriosis. Vibrio species are of concern to humans because certain species cause serious diseases.With the progress in aquaculture, intensive systems used for shrimp aquaculture create an artificial environment that increases bacterial growth. To maintain the productivity of such an intensive aquaculture, high inputs of fish protein have to be employed for feeding together with high levels of water exchange and the massive use of antibiotics/ probiotics / chemicals. It seems that the combination of these conditions favours the proliferation of vibrios and enhances their virulence and disease prevalence. The risk of a microbial infection is high, mainly at larval stages. The effect and severity are related to Vibrio species and dose, water, feed, shrimp quality and aquaculture management.Consumption of seafood can occasionally result in food-bome illnesses due to the proliferation of indigenous pathogens like Vibrio.Of the l2 pathogenic Vibrio species, 8 species are known to be directly food associated. Strict quality guidelines have been laid by the importing nations, for the food products that enter their markets. The microbiological quality requirement for export of frozen shrimp products is that V.cholerae, V.parahaemolyticus and V. vulnificus should be absent in 25g of the processed shrimp (Export Inspection Council of India, 1995). The mere presence of these pathogenic Vibrios is sufficient for the rejection of the exported product.The export rejections cause serious economic loss to the shrimp industry and might harm the brand image of the shrimp products from the countiy.There is a need for an independent study on the incidence of different pathogenic vibrios in shrimp aquaculture and investigate their biochemical characteristics to have a better understanding about the growth and survival of these organisms in the shrimp aquaculture niche. PCR based methods (conventional PCR, duplex PCR, multiplex-PCR and Real Time PCR) for the detection of the pathogenic Vibrios is important for rapid post-harvest quality assessment. Studies on the genetic heterogeneity among the specific pathogenic vibrio species isolated from shrimp aquaculture system provide; valuable information on the extent of genetic diversity of the pathogenic vibrios, the shrimp aquaculture system.So the present study was undertaken to study the incidence of pathogenic Vibrio spp. in Penaeus monodon shrimp hatcheries and aquaculture farms, to carry out biochemical investigations of the pathogenic Vibrio spp isolated from P. monodon hatchery and. aquaculture environments, to assess the effect of salt (NaCl) on the growth and enzymatic activities of pathogenic Vibrio spp., to study the effect of preservatives, and chemicals on the growth of pathogenic Vibrio spp. and to employ polymerase chain reaction (PCR) methods for the detection of pathogenic V ibrio spp.Samples of water (n=7) and post-larvae (n=7) were obtained from seven Penaeus monodon hatcheries and samples of water (n=5), sediment (n=5) and shrimp (n=5) were obtained from five P. monodon aquaculture farms located on the East Coast of lndia. The microbiological examination of water, sediment, post-larvae and shrimp samples was carried out employing standard methods and by using standard media.The higher bacterial loads were obtained in pond sediments which can be attributed to the accumulation of organic matter at the pond bottom which stimulated bacterial growth.Shrimp head. (4.78 x 105 +/- 3.0 x 104 cfu/g) had relatively higher bacterial load when compared to shrimp muscle 2.7 x 105 +/- 1.95 x 104 cfu/g). ln shrimp hatchery samples, the post-larvae (2.2 x 106 +/- 1.9 x 106 cfu/g) had higher bacterial load than water (5.6 x 103 +/- 3890 cfu/ml).The mean E.coli counts were higher in aquaculture pond sediment (204+/-13 cfu/g) and pond water (124+/-88 cfu/ml). Relatively lower Escherichia coli counts were obtained from shrimp samples (12+/-11 to 16+/-16.7 cfu/g). The presence of E.coli in aquaculture environment might have been from the source water. E.coli was not detected in hatchery waters and post-larvae.

“Hydro Geochemical Quality Assessment of Groundwater – A General Perspective”

People in several parts of the world as well in India countenance an immense confront to meet the basic needs of water. The crisis is not due to lack of fresh water but its availability in adequate superiority. Environmental quality objectives should be developed in order to define acceptable loads on the terrain. There has been a number of initiatives in water quality monitoring but the next step towards improving its quality hasn’t taken the required pace. Today, there is a growing need to create awareness among citizens on the different technologies available for improving the water quality. Monitoring facilitate to apprehend how land and water use distress the quality of water and assist in estimating the extent of pollution. Once these issues are recognized, people can work towards local solutions to manage the indispensable resource effectively. Ground waters are extremely precious resources and in many countries together with India they represent the most important drinking water supply. They are generally microbiologically pure and, in most cases, they do not need any treatment. This communiqué is intended to act as a channel on the various paraphernalia and techniques accessible for groundwater quality assessment and suggesting the assured precautionary measures to embark on environment management. This learning is imperative considering that groundwater as the exclusive source of drinking water in the region which not makes situation alarming but also calls for immediate attention. The scope of this work is somewhat vast. Water quality in Ernakulam district is getting deteriorated due to the fast growth of urbanization. The closure of several water bodies due to land development and construction prevents infiltration of rainwater into the ground and hence recharge the aquifers. Most of the aquifers are getting polluted from the industrial effluents and chemicals and fertilizers used in agriculture. Such serious issues require proper monitoring of groundwater and steps are to be taken for remedial measures. This study helps in the total protection of the rich resource of groundwater and its sustainability. Socio-economic aspect covered could be used for conducting further individual case studies and to suggest remedial measures on a scientific basis. The specific study taken up for 15 sites can be further extended to the sources of pollution, especially industrial and agriculture

Studies On The Dynamics And Water Quality Of The Muvattupuzha River In Relation To Effluent Discharge

The present study aims at the investigation of the 1ysico—chemical features of a tropical tidal river viz. we Muvattupuzha river. This river is expected to receive Jderate to heavy pollution loads in years to come, from we lone industrial unit, already set up on its bank. ilike other rivers, the geographical disposition of this Lver attains unique importance as regards its dynamics for 3) availability of natural runoff water from catchment :eas, which becomes very heavy during the monsoon season 3) regular steady availability of tail race water from a /dro—electric power station throughout the yearThe study also aims at arriving at the balancing forces of inherent self~purification of the river verses pollution loads from the factory effluents. The investigation period falls ahead of actual pollution occurrence and so the ambient conditions for a period of nearly one-and-a—half years were investigated, the analyses of which providflz to formulate the inter-relations of parameters varying with seasons. Tracer experiments were carried out which revealed the dispersion and dilution characteristics of the river in the vicinity of effluent outfall. The studv covers the trial—cum-capacity production periods of the factory during which effluents of various strength and quantity were discharged into the river; a few computed values arQ’cjmpgrQdl ... with the observed values. The base data along with the profiles of Oxygen sag equation have been utilized fb develop a mathematical model of the river with regard to its water quality

A Multi-Objective Antenna Placement Genetic Algorithm for Matched Array Synthesis on Complex Platforms

A Multi-Objective Antenna Placement Genetic Algorithm (MO-APGA) has been proposed for the synthesis of matched antenna arrays on complex platforms. The total number of antennas required, their position on the platform, location of loads, loading circuit parameters, decoupling and matching network topology, matching network parameters and feed network parameters are optimized simultaneously. The optimization goal was to provide a given minimum gain, specific gain discrimination between the main and back lobes and broadband performance. This algorithm is developed based on the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) and Minimum Spanning Tree (MST) technique for producing diverse solutions when the number of objectives is increased beyond two. The proposed method is validated through the design of a wideband airborne SAR

Nonlinear Analysis of Shear Dominant Prestressed Concrete Beams using ANSYS

This study reports the details of the finite element analysis of eleven shear critical partially prestressed concrete T-beams having steel fibers over partial or full depth. Prestressed T-beams having a shear span to depth ratio of 2.65 and 1.59 that failed in shear have been analyzed using the ‘ANSYS’ program. The ‘ANSYS’ model accounts for the nonlinearity, such as, bond-slip of longitudinal reinforcement, postcracking tensile stiffness of the concrete, stress transfer across the cracked blocks of the concrete and load sustenance through the bridging action of steel fibers at crack interface. The concrete is modeled using ‘SOLID65’- eight-node brick element, which is capable of simulating the cracking and crushing behavior of brittle materials. The reinforcement such as deformed bars, prestressing wires and steel fibers have been modeled discretely using ‘LINK8’ – 3D spar element. The slip between the reinforcement (rebars, fibers) and the concrete has been modeled using a ‘COMBIN39’- nonlinear spring element connecting the nodes of the ‘LINK8’ element representing the reinforcement and nodes of the ‘SOLID65’ elements representing the concrete. The ‘ANSYS’ model correctly predicted the diagonal tension failure and shear compression failure of prestressed concrete beams observed in the experiment. The capability of the model to capture the critical crack regions, loads and deflections for various types of shear failures in prestressed concrete beam has been illustrated.