This thesis aims at deciphering the respective roles of autogenic processes and allogenic forcing in the post-orogenic evolution of a coupled mountain catchment/foreland megafan system, with a focus on the Lannemezan megafan and its mountainous catchment in the northern Pyrenees (France). AFT data are consistent with previously published thermochronological data, showing (i) the main exhumation phase of the Axial Zone (AZ; ~50-30 Ma) with lateral variations in the exhumation rates, (ii) a later unroofing of the North-Pyrenean Zone (NPZ; since ~20 Ma), and (iii) a late (~20-15 Ma) exhumation phase only recorded in the western part of the range (west of the Neste River). The megafan was thus built at a late stage of the orogeny and its source catchment lays on the boundary between two tectonic domains. Petrographic data shows that the source area encompasses the NPZ and AZ but modern river sands yield more granitic material than the megafan sediments. This discrepancy suggest that (i) the foreland deposits are locally sourced, but this is not consistent with the definition of a megafan, (ii) the crystalline massifs may have been insufficiently unroofed, but this is inconsistent with the presence of granitic material in Eocene deposits of the south foreland, (iii) the main drainage divide migrated to the south around that period, but this seems inconsistent with the exhumation history of the range as inferred from thermochronological data. Comparison of my estimation of the sedimentary budget and AFT-derived exhumation rates suggests that the current watershed of the Neste is more than sufficient to provide the material for the building of the Lannemezan megafan. This implies that (i) the catchment boundaries have not necessarily changed since the Miocene and (ii) a significant portion of the sediments bypassed the megafan. I dated the abandonment of Quaternary surfaces using cosmogenic nuclides (10Be, 26Al). The abandonment of the megafan (~300 ka) and of the alluvial terraces (~100ka, ~20ka and ~1ka) suggests that incision episodes are triggered by cold-to-warm climatic shifts. The terrace slopes increase with time: I propose that the region was subjected to northward tilting by flexural isostatic rebound as a response to erosional unloading of the range during the Quaternary. From the morphometric analysis (χ-proxy, steepness index, concavity, long river profiles) I show (i) drainage reorganization near the megafan apex and (ii) no influence on the drainage network from active tectonic structures or base-level variations. The abandonment and of the Lannemezan megafan is thus linked to the capture of the Neste by the Garonne and its episodic incision is linked to Quaternary climatic cycles. Numerical modelling adequately reproduce the building of a large megafan in 15 Ma by progradation of the deposits carried by a central river that becomes dominant in the sediment routing. I suggest that, in the northern Pyrenean foreland, the Atlantic Ocean to the west and large, efficient rivers create the conditions needed for a river to be singled out and build a megafan. Negligible subsidence at during the Miocene may have encouraged progradation. I suggest that, in the northern Pyrenees, the main driving force for long-term entrenchment of the megafan is linked to autogenic processes but these are modulated by short-term climatic changes (and possibly isostatic movements). Numerical modelling also evidenced the strong coupling between the mountainous catchment and the basin and the characteristic response times (on the order of 10 ka). / Le but de cette thèse est de comprendre ce qui contrôle l’évolution géomorphologique post-orogénique d’un ensemble composé d’un bassin versant montagneux et de son piedmont à partir de l’exemple du méga-cône alluvial de Lannemezan et son bassin versant au flanc nord des Pyrénées. Les données de thermochronologie in-situ et détritiques confirment les phases d’exhumations : (1) une phase d’exhumation majeure (~50-30 Ma), enregistrée dans toute la ZA bien qu’avec des vitesses différentes à l’est (Ariège) qu’à l’ouest, (2) une excavation plus tardive de la ZNP (à partir de ~20 Ma), et (3) une phase tardive d’exhumation (vers 15-20 Ma) enregistrée seulement à l’ouest. Le méga-cône se forme donc à une période post-orogénique où la tectonique cesse de jouer un rôle dominant, mais le bassin versant d’alimentation du cône se situe à une position charnière entre deux zones qui s’exhume différemment. Les données de pétrographie des sédiments indiquent une zone source qui inclut la ZNP et la ZA. La proportion de matériel cristallin dans les sédiments Oligo-Miocène est plus faible que celle des sédiments des rivières actuellesce qui pourrait suggérer que (1) les massifs cristallins n’étaient pas suffisamment exhumés mais cela semble incohérent avec les études précédentes, (2) que la ligne de partage des eaux a migré vers le sud, mais ce n’est pas cohérent avec l’histoire d’exhumation de la chaîne. J’ai comparé le volume érodé dans le bassin pour produire le méga-cône et le flux sédimentaire estimé à partir des taux d’exhumation : il semble que le bassin versant actuel de la Neste est plus que suffisant pour produire les sédiments du cône, ce qui suggère que (1) la taille du bassin versant n’a pas nécessairement changé et (2) une partie des sédiments a été directement exportée vers le bassin marin. Les résultats des datations par nucléides cosmogéniques (10Be et 26Al) suggèrent que le cône est abandonné vers ~300 ka et les terrasses alluviales qui bordent les rivières du piémont (~100ka, ~20ka et ~1ka) pourraient suggérer un contrôle climatique sur l’incision (cycles glaciaires/interglaciaires). Pour expliquer la pente des terrasses je propose l’hypothèse d’un basculement de la région en lien avec un rebond isostatique au Quaternaire. L’analyse morphométrique du réseau de drainage montre (i) une réorganisation par capture dans la partie sud du cône et (ii) qu’il n’y a pas de structure tectonique active ou de variation du niveau marin. J’ai utilisé un modèle numérique pour comprendre les conditions de formation et d’incision d’un méga-cône et comparé les résultats avec les observations faites sur le cône de Lannemezan et son bassin versant. Les résultats suggèrent que le temps de construction d’un tel cône est de l’ordre de 15 Ma, par progradation des dépôts d’une rivière centrale qui domine les apports du piémont. La comparaison avec le cas de Lannemezan suggère que (1) l’Océan Atlantique à l’ouest et les grandes rivières, au transport efficace créent un environnement propice à la formation du méga-cône; (2) la subsidence négligeable du piémont pourrait avoir favorisé la construction du méga-cône; (3) les processus autogéniques sont suffisants pour produire au long terme une incision permanente du cône par sa rivière d’alimentation. Les forçages externes (tectoniques, climat) ne font que moduler l’incision autogénique. La réponse du paysage à un forçage climatique cyclique montre un temps caractéristique de l’ordre de 10 ka. Finalement, la modélisation a permis de mettre en évidence les interactions entre le piémont et la chaîne.

Submitted by Fernando Souza (fernando@biblioteca.ufpb.br) on 2017-10-02T13:42:54Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2999468 bytes, checksum: 956cae684176d28e417f331d31b46a00 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T13:42:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2999468 bytes, checksum: 956cae684176d28e417f331d31b46a00 (MD5) Previous issue date: 2017-07-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Incisions are a common task in most surgical procedures. Their learning is traditionally done in universities or teaching centers with the use of synthetic materials, animal parts, or, in more advanced stages, in real patients under the supervision of professionals. The use of simulators can contribute in this context of training, since with them it is possible to realistically simulate the materials used, carry out the practice repeatedly and immediately and automatically assess students' performance. Simulators capable of providing evaluation for the incision made in a given procedure are not common, and even those that exist do not have a specific assessment system for this task. The present study aimed to propose and develop an assessment system for surgical incisions simulated with computational methods, identifying the basic components of this process and using appropriate decision models for each of them. For this, the concepts and variables related to this procedure were studied, highlighting their most relevant characteristics and looking for ways to better provide assessment for them. The developed system considers two steps for the assessment of the incision, pre-surgical and surgical. The classical logic was the decision model used for most of the variables, with specific rules to deal with the particularities of each one. In order to evaluate the incision trajectory, the Support Vector Machine model was selected after experiments that compared the accuracy of the assessment of different decision models applied to databases containing rectilinear incision paths. For the validation of the system, metrics for the submental incision, component of the mandibular reconstruction procedure, used in the treatment of mandibular symphysis fractures, which has high prevalence in Brazil and in the world, were obtained and applied in an incision simulation in this region of the body. A computational incision simulation, the conceptualization of the evaluation system, a concrete implementation applied to the problem of the submental incision and conceptual maps, which systematize the knowledge used from different points of view, were produced in this work. It was verified that the assessment system responded adequately, with the classical logic rules and the Support Vector Machine providing results in accordance with the metrics used. Thus, it is observed that the assessment system proposed in this work represents an adequate tool for the use in the training of incision techniques. / As incisões são uma tarefa comum na maioria dos procedimentos cirúrgicos. O aprendizado delas é tradicionalmente feito nas universidades ou centros de ensino com o uso de materiais sintéticos, peças de animais, ou, em estágios mais avançados, em pacientes reais com a supervisão de profissionais. O uso de simuladores pode contribuir neste contexto de treinamento, uma vez que com eles é possível simular de forma realista os materiais utilizados, realizar a prática repetidas vezes e avaliar de forma imediata e automática o desempenho dos estudantes. Simuladores capazes de fornecer avaliação para a incisão feita em determinado procedimento não são comuns, e mesmo os existentes não possuem um método de avaliação específico para esta tarefa. O presente trabalho teve por objetivo propor e desenvolver um sistema de avaliação para incisões cirúrgicas simuladas com métodos computacionais, identificando os componentes básicos deste processo e empregando modelos de decisão adequados para cada um deles. Para isso, foram levantados os conceitos e as variáveis relacionadas a este procedimento, destacando suas características mais relevantes e buscando formas de melhor fornecer avaliação para eles. O sistema desenvolvido considera duas etapas para a avaliação da incisão, pré-cirúrgica e cirúrgica. A lógica clássica foi o modelo de decisão utilizado para a maior parte das variáveis, havendo regras específicas para lidar com as particularidades de cada uma. Para a avaliação da trajetória da incisão foi utilizado o modelo Support Vector Machine, selecionado após a realização de experimentos que compararam a precisão da avaliação de diferentes modelos de decisão aplicados a bancos de dados contendo caminhos de incisões retilíneas. Para a validação do sistema, métricas para a incisão submentoniana, componente do procedimento de reconstrução mandibular, utilizada no tratamento de fraturas na sínfise mandibular, o qual tem alta prevalência no Brasil e no mundo, foram obtidas e aplicadas em uma simulação de incisão nesta região do corpo. Foram produzidos então uma simulação de incisão computacional, a conceitualização do sistema de avaliação, uma implementação concreta aplicada ao problema da incisão submentoniana e mapas conceituais, que sistematizam os conhecimentos utilizados a partir de diferentes pontos de vista. Verificou-se que o sistema de avaliação respondeu adequadamente, com as regras da lógica clássica e a Support Vector Machine provendo resultados em conformidade com as métricas utilizadas. Desta forma, observa-se que o sistema de avaliação proposto neste trabalho representa uma ferramenta adequada para o uso no treinamento de técnicas de incisão.

La moyenne Garonne a vu sa morphologie et sa dynamique hydro-sédimentaire durant le XXe siècle se modifier de manière significative, avec la contraction de la bande active et l’incision de son chenal. Cette thèse se propose d’analyser les ajustements verticaux du cours d’eau depuis 1830 et la dynamique d’évolution des seuils rocheux mis à l’affleurement sous l’effet de l’incision. L’étude se fonde sur une approche géohistorique et une approche de terrain, à trois échelles spatiales : (1) le linéaire de la moyenne Garonne, (2) trois tronçons et (3) les seuils inscrits dans les tronçons. A l’échelle du linéaire, trois phases d’ajustements sont identifiées : une première phase (1830-1860s) d’exhaussement (1,9 cm.an-1) et d’élargissement, une seconde phase (1860s-1920) d’aggradation (3,2 cm.an-1) et de contraction et une troisième phase (1920-2000s) d’incision (2,6 cm.an-1) et de contraction avec une accélération des processus d’incision (3,6 cm.an-1) et de contraction à partir des années 1960s. A l’échelle des tronçons, le rôle majeur des extractions de granulats est mis en évidence dans la mise à l’affleurement des seuils rocheux par érosion régressive et progressive et cela, de manière rapide durant les années 1970s. A l’échelle des seuils, la dégradation de la molasse montre qu’une fois dégagée de la charge alluviale, l’incision de la molasse reste active et que le cours d’eau poursuit son incision sans rupture majeure en termes de vitesse dans l’enchaînement entre les deux processus. Par ailleurs, l’étude des formes d’érosion dans la molasse a mis en évidence l’importance de la fusion de ces dernières dans l’érosion et l’évolution des seuils, ce qui tend à montrer que l’érosion verticale ne serait pas le facteur principal dans le développement des seuils rocheux. L’étude de la mobilité de la charge grossière montre que les seuils ne sont pas un obstacle à la mobilité des galets et sont transparents au transfert amont-aval. / The middle Garonne River has seen its morphology and hydro-sedimentary dynamics change significantly during the 20th century, resulting in channel narrowing and incision. This thesis proposes to analyze the vertical adjustments of the river since 1830 and the dynamics of the evolution of the knickpoints released from the alluvial cover under the effect of the incision. The study is based on a geohistorical and field approach, at three spatial scales: (1) the length of the middle Garonne, (2) three sections and (3) the knickpoints present at each section. At the linear scale, three phases of adjustments are identified: a first phase (1830-1860s) of aggradation (1.9 cm.an-1) and widening; a second phase (1860-1920) of aggradation (3.2 cm.an-1) and narrowing; then a third phase (1920-2000s) of incision (2.6 cm.an-1) and narrowing with an acceleration of the incision (3.6 cm.an-1) and narrowing from the 1960s. At the section scale, the major role of in-stream mining has been highlighted with regard to the outcropping of knickpoints by regressive and progressive erosion operating rapidly during the 1970s. At the scale of the knickpoints, the degradation of the molasse shows that once the alluvial cover is released, the incision remains active and the river continues its incision without major break in terms of speed between the two processes. Furthermore, the study of the erosion forms in the molasse highlights the importance of the fusion of the forms for the erosion and the evolution of the knickpoints, and tends to show that vertical erosion would not be the main factor for the development of the knickpoints. The mobility of the coarse load has also shown that the knickpoints are not an obstacle to the mobility of the pebbles during downstream transfer.

Des études de terrain, expérimentales et numériques ont été menées pour rendre compte de l'incision des rivières à fond rocheux par le transport sédimentaire. Toutefois, le caractère fluctuant du système étudié rend difficile l'établissement de lois générales. La thèse s'articule autour de l'analyse des résultats fournis par un programme informatique qui simule la mise en mouvement de sédiments par un écoulement turbulent. La modélisation et l'intégration des interactions entre les sédiments et le fluide ainsi que les contacts entre sédiments se basent sur la description mécanistique du système. La validation du modèle numérique a été effectuée par la comparaison de paramètres dont les valeurs pour des rivières naturelles ou expérimentales sont abondantes dans la littérature. Le nombre de Shields critique de mise en mouvement, la relation entre la vitesse du fluide et le débit de sédiment sont ces grandeurs de références. Le travail échangé entre les sédiments et le fond est comptabilisé et ce flux d'énergie est rattaché au taux d'érosion avec des paramètres mécaniques de la roche. Nous avons établi une relation entre le taux d'érosion et le nombre de Shields. Les variations du taux d'incision avec masse de sédiment présente dans le lit de la rivière montrent que nous reproduisons le « tool-effect » et le « cover-effect ». Nous prédisons l'existence d'un nombre de Shields critique propre à l'incision qui est supérieur au nombre de Shields critique de transport. Les travaux échangés entre la couverture sédimentaire et les parois du canal permettent de quantifie le taux d'érosion latérale. Les travaux échangés au sein de la couverture sédimentaire sont utilisés pour évaluer le taux d'usure des sédiments. À partir du bilan de puissance du sous-système couverture sédimentaire, nous proposons un scénario pour la croissance du chenal d'une rivière à fond rocheux. Plusieurs études paramétriques rendent compte de l'influence de la rugosité du fond, du coefficient de restitution et de la gravité. / Field measurements, empirical studies and numerical approaches had been led in order to explain bedrock river incision due to transport of sediments. However, the studied system is roughly fluctuating, what make difficult to establish general laws. The thesis is based on the analysis of data extracted from a numerical code that simulate the motion of sediment by a turbulent flow. The interactions between the sediments and the fluid and the contact between sediments are modeled on physical basis and integrated following the principles of mechanics. The numerical process has been validated by comparison between two parameters extracted from natural rivers and experimental setup. The critical Shields number for sediment transport and the relationship between flow velocity and flux of sediments has been compared to values taken from literature. The work of dissipative forces between sediments and bedrock is computed. We propose a quantification of vertical incision rate based on rock resistance parameters. We have established a relationship between incision rate and Shields number that fit with a power law. We reproduce the two antagonistic effects that rules incision process: tool-effect and cover-effect. We predict the existence of a critical Shields number for incision that is higher than sediment transport threshold. We quantify the lateral incision rate with the work of dissipative forces between channel benches and sediments. We also quantify the attrition rate of the sediments with the value of energy dissipated within the sediment cover. The power balance of the sub-system sediment cover gives basis that lead to a scenario for bedrock river channel growth. Other results about influence of bedrock roughness, coefficient of restitution and surface gravity on incision rate are exposed.

The Ethiopian Plateau, situated in the northernmost part of the East African Rift System, has been uplifted and incised by the Blue Nile River, creating the 1.5 km-deep Blue Nile Canyon, the only extensive canyon within the Nile drainage basin. Much of this canyon incision is related to the Ethiopian Plateau uplift, which is due to a combined tectonic influence linked to the East African Rift System and the Afar Mantle Plumerelated upwelling since the Oligocene. The Blue Nile Canyon incision followed this plume-related upwelling, which resulted in extensive flood basalt emplacement around ~30 Ma. This study employs low-temperature apatite (U-Th)/He thermochronology to better understand the timeline and mode of the Blue Nile Canyon incision and the landscape geodynamics of the Ethiopian Plateau. Neoproterozoic basement rocks and Mesozoic sedimentary rock samples were collected in a vertical transect along the Blue Nile Canyon for AHe dating. Euhedral apatite grains that are inclusion-free and fractureless were selected for dating. The Australian Scientific Instrument (ASI) Alphachron and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICP-MS) measured the concentrations of radiogenic isotopes uranium (U), thorium (Th), and helium (He) to obtain apatite helium (AHe) dates, providing (U-Th)/He cooling ages ranging from 64 to 460 Ma. These AHe dates are much older than the 30 Ma flood basalt event, thus older than the canyon incision. In this study, a cooling/thermal history is suggested by explaining the data dispersion by the radiation damage effect in the dated apatite grains, which is related to He retention with time. The apatite suite has been subjected to protracted cooling, longer residence time in the He partial retention zone, and partial resetting due to Mesozoic rift-related burial and subsidence from deposition of ~1.2 kmthick sedimentary rocks, the extensive emplacement of ~1 km-thick flood basalt at 30 Ma, and differential incision. Radiation Damage Accumulation and Annealing Model (RDAAM) time-temperature thermal models indicate a rapid cooling event, suggesting rapid incision after 10 Ma, which is explained by an increase in uplift of the Ethiopian Plateau, likely due to mantle delamination.

Le bassin de l'Yzeron (147 km²) est composé de trois grands ensembles : 1) à l'ouest, les Monts du Lyonnais essentiellement ruraux ; 2) au centre, le Plateau Lyonnais, sur une grande partie duquel s'étend l'actuelle couronne périurbaine de l'agglomération lyonnaise ; 3) à l'est, la paléovallée du Rhône et de la Saône, dont la majeure partie est occupée par une urbanisation dense. Un grand nombre d'incisions ont été identifiées à l'aide d'indicateurs visuels et des relations de géométrie hydraulique aval (space-time substitution technique). L'ensemble des tronçons incisés se situe sur les cours d'eau de tête de bassin (ordre 1 ou 2 selon Strahler). Les incisions sont plus importantes sur le Plateau Lyonnais où elles ont principalement été engendrées par l'imperméabilisation des sols et le développement des réseaux de drainage artificiels. Le rôle de l'urbanisation est également souligné par les analyses dendrochronologiques des arbres riverains qui montrent que les incisions ont principalement débuté entre 1970 et 1990. En effet, la superficie des zones urbaines a doublé durant cette période dans le bassin de l'Yzeron (Radojevic et al. 2002), et cette progression moyenne a probablement été supérieure sur le plateau qui a connu la plus forte croissance démographique relative. Sur le plateau, aucune incision n'a été identifiée dans les bassins dont le taux d'imperméabilisation est inférieur à 10%, seuil déjà observé par plusieurs auteurs dans différentes régions (Schueler 1995 d'après Doll et al. 2002, Booth et Jackson 1997, Bledsoe et al. 2001a, Coleman et al. 2005). Néanmoins, un tiers des incisions (en pourcentage de la longueur totale des tronçons incisés) se situent également dans les Monts du Lyonnais où l'urbanisation s'est très peu développée. Dans cette unité paysagère, la croissance des arbres riverains n'a pas été affectée par l'abaissement du niveau du lit si bien que nous n'avons pas pu dater les incisions. Les faibles dimensions des chenaux incisés et leur stade d'évolution suggèrent néanmoins qu'il s'agit également d'incisions relativement récentes, bien que leurs origines puissent remonter à plusieurs décennies, voire plusieurs siècles. En effet, l'étude de l'évolution pluriséculaire de l'occupation du sol a montré que l'emprise des terres cultivées, et plus particulièrement des labours et des vignes, était nettement plus importante au 19ème et au début du 20ème siècle. Par ailleurs, l'ancienneté des occupations humaines dans la région lyonnaise, ainsi que certaines archives historiques (Privolt 2010 ; N. Jacob, communication personnelle), suggèrent que ces terres cultivées étaient très étendues bien avant le 19ème siècle. Celles-ci ont donc probablement favorisé pendant plusieurs siècles une production sédimentaire abondante des versants et des dépôts corrélatifs dans les fonds de vallée. C'est d'autant plus probable que les terres cultivées se situaient principalement sur les versants alors que les fonds de vallée, plus humides, étaient généralement en prairies. La rugosité plus élevée des fonds de vallées a donc pu contribuer au dépôt des sédiments issus du ruissellement sur les versants cultivés (colluvions) ou des débordements de crues (alluvions). Les statistiques annuelles du 20ème siècle ont montré une importante diminution des surfaces agricoles. Dans les Monts du Lyonnais, celles-ci ont été principalement remplacées par des prairies et, plus récemment, par des boisements. Cette évolution a fortement diminué le ruissellement et l'érosion des sols, d'où un déficit sédimentaire relatif qui contribue à perturber l'équilibre des chenaux. De plus, l'exhaussement des chenaux dans les fonds de vallée propices au remplissage sédimentaire (en tête de bassin, avec une pente faible et une largeur plus importante) a entraîné une augmentation de la pente avec les tronçons aval dont l'énergie est relativement plus forte (absence de dépôts), ce qui favorise des incisions régressives. Sur le Plateau Lyonnais, les terres agricoles ont également laissé place aux surfaces urbaines. Aussi, lorsque l'urbanisation se développe sur un bassin versant ayant subi les effets à long terme des labours, ces deux dernières perturbations se cumulent et peuvent engendrer des incisions extrêmement développées, comme c'est par exemple le cas sur le ruisseau de la Chaudanne. De plus, quelle que soit l'occupation du sol, les drains artificiels (routes, pistes, réseaux d'assainissement) peuvent entraîner des incisions. Celles-ci sont d'autant plus longues que la longueur des drains et la pente du fond de vallée augmentent. Cette tendance peut être expliquée par la faible disponibilité en sédiments mobilisables dans le lit et les berges : à mesure que les volumes déversés par les drains augmentent, la recharge sédimentaire s'accomplit sur un plus grand linéaire de cours d'eau faute de pouvoir être pleinement satisfaite dans les dimensions verticales et latérales ; lorsque la pente augmente, les chenaux présentent plus de matériaux grossiers résistants à l'érosion et une plus faible dynamique latérale, ce qui favorise encore davantage les ajustements dans la dimension longitudinale. L'influence secondaire de la pente peut également être liée à l'épaisseur des formations superficielles et à la taille du bassin versant : de manière générale, l'épaisseur des formations superficielles est plus faible dans les fonds de vallée à forte pente si bien que les drains artificiels peuvent intercepter plus efficacement les écoulements subsurfaciques ; ces fonds de vallée drainent des bassins versants plus petits où la part des écoulements subsurfaciques est naturellement plus élevée, si bien que l'augmentation des écoulements superficiels est relativement plus intense après implantation de routes ou de pistes. Par ailleurs, l'influence de la taille du bassin versant a été clairement mise en évidence, même parmi les cours d'eau de faible rang : aucune incision n'a été recensée au-delà de 4 km², et ce seuil descend à 2 km² sur la plupart des cours d'eau des Monts du Lyonnais. Les petits cours d'eau sont donc intrinsèquement plus sensibles à toute perturbation qui contribue à réduire la capacité d'infiltration des sols et à intercepter les écoulements subsurfaciques. La sensibilité à l'incision dépend également de la morphologie des fonds de vallée qui peut être prise en compte par une approche typologique (Schmitt et al. 2004). Nos résultats soulignent l'intérêt de cette typologie hydrogéomorphologique qui, associée à la superficie des bassins versants, permet d'identifier les cours d'eau potentiellement sensibles aux incisions. Les effets hydrologiques des déversoirs d'orages sur la stabilité du lit des cours d'eau ont été étudiés sur le ruisseau de la Chaudanne qui présente la plus importante incision du bassin versant. Les déversements augmentent fortement l'intensité et la fréquence de la plupart des crues morphogènes (supérieures au débit critique) mais ne s'accompagne pas d'une augmentation équivalente de leur durée annuelle. Ils tendent également à diminuer les débits de basses eaux et la durée annuelle des crues de faible intensité, du moins par rapport aux crues plus intenses. Cela entraîne une modification de l'efficacité géomorphologique relative des écoulements de différentes intensités. Les chenaux doivent alors s'ajuster à des débits nettement plus élevés mais brefs, ce qui peut considérablement retarder le rétablissement d'un nouvel équilibre morphodynamique (temps de relaxation plus long). Cette évolution pourrait également expliquer le fait que la réponse du chenal se soit manifestée par une importante incision plutôt que par un ajustement progressif de ses dimensions. Bien que les tronçons incisés ne représentent qu'une partie relativement faible du réseau hydrographique (6%), les taux d'agrandissement des chenaux sont considérables (11,7 en moyenne) et les berges érodées sont majoritairement constituées de sables (53% en moyenne). Les incisions constituent donc une importante source de sédiments fins. D'après les traçages par fluorescence, la fourniture sédimentaire depuis les tronçons incisés en amont représente 27 à 62% du transport solide annuel de la rivière Yzeron pour la fraction 0,5-4 mm (66% des dépôts sableux). Ce résultat montre que les incisions de tête de bassin contribuent de manière significative à l'ensablement des branches principales du réseau hydrographique (ordre 3 à 5 selon Strahler) étant donné leur faible capacité à évacuer ces sédiments. Leur capacité de transport est également fortement diminuée par la présence de nombreux seuils artificiels. Quand la pente est faible, ces aménagements peuvent entraîner un ensablement du lit sur plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de mètres. Enfin, nous avons formulé diverses recommandations opérationnelles pour limiter les impacts hydrogéomorphologiques liés à l'anthropisation du bassin en général, et à l'urbanisation en particulier. Ces recommandations reposent sur trois échelles d'intervention : les versants, les cours d'eau de tête de bassin et les branches principales du réseau hydrographique. Les mesures proposées visent notamment à ralentir ou à stocker temporairement les flux hydriques sur les versants, à contrôler et à redresser le profil en long des tronçons incisés dans le cas d'enjeux locaux, et à piéger une partie de la charge sableuse en transit en amont des tronçons les plus sensibles à l'ensablement.

Background: To evaluate the toric intraocular lens (IOL) calculation considering posterior corneal astigmatism, incision-induced posterior corneal astigmatism, and effective lens position (ELP). Methods Two thousand samples of corneal parameters with keratometric astigmatism >= 1.0 D were obtained using boot-strap methods. The probability distributions for incision-induced keratometric and posterior corneal astigmatisms, as well as ELP were estimated from the literature review. The predicted residual astigmatism error using method D with an IOL add power calculator (IAPC) was compared with those derived using methods A, B, and C through Monte-Carlo simulation. Method A considered the keratometric astigmatism and incision-induced keratometric astigmatism, method B considered posterior corneal astigmatism in addition to the A method, method C considered incision-induced posterior corneal astigmatism in addition to the B method, and method D considered ELP in addition to the C method. To verify the IAPC used in this study, the predicted toric IOL cylinder power and its axis using the IAPC were compared with ray-tracing simulation results. Results The median magnitude of the predicted residual astigmatism error using method D (0.25 diopters [D]) was smaller than that derived using methods A (0.42 D), B (0.38 D), and C (0.28 D) respectively. Linear regression analysis indicated that the predicted toric IOL cylinder power and its axis had excellent goodness-of-fit between the IAPC and ray-tracing simulation. Conclusions The IAPC is a simple but accurate method for predicting the toric IOL cylinder power and its axis considering posterior corneal astigmatism, incision-induced posterior corneal astigmatism, and ELP.

BACKGROUND: The understanding of facial anatomy and its changes through aging has led to the development of several different facelift techniques that focus on being less invasive and traumatic and, at the same time, providing natural long-lasting results. In this article we describe step by step our facelift technique as it has been done over the past 10 years by the senior author. METHODS: This is a retrospective, descriptive, transversal study in which all patients who underwent a rhytidectomy using our technique from January 2002 to September 2012 were included. All patients were operated on under local anesthesia and superficial conscious sedation. All surgeries were performed by the same surgeon. A complete step-by-step description of the surgical technique can be found in the main article. RESULTS: Between January 2002 and September 2012, a total of 113 patients underwent facelift surgery. Of these, 88.9 % were women and 11.1 % were men. The mean age was 55.3 (± 8.66) years. Primary surgeries represented 80.3 % (n = 94), secondary 18.8 % (n = 22), and tertiary 0.85 % (n = 1). Only one major complication, representing 0.8 %, consisting of a right-sided temporal paresis with 2 months complete recovery was seen. The minor complications rate was 23.1 %. The most common minor complication was hypertrophic/keloid scars which made up 77.8 % of all minor complications. CONCLUSIONS: The technique described provides good and long-lasting aesthetic results with shorter scars, smaller areas of dissection (without temporal and postauricular flaps), and a shorter recovery period. LEVEL OF EVIDENCE V: This journal requires that authors assign a level of evidence to each article. For a full description of these Evidence-Based Medicine ratings, please refer to the Table of Contents or the online Instructions to Authors http://www.springer.com/00266 .

A facoemulsificação é, atualmente, considerada a técnica de eleição no tratamento da catarata, uma das principais causas de perda de visão, em cães. O procedimento demanda a realização de incisões na córnea para acesso à câmara anterior. Tais incisões, a despeito da extensão reduzida, podem lesar a inervação da córnea, comprometendo sua sensibilidade e, consequentemente, influenciar a produção lacrimal. Objetivando-se avaliar tais intercorrências, concebeu-se aferir a sensibilidade corneana e a produção lacrimal aquosa em cães submetidos à facoemulsificação. Para tanto, tais parâmetros foram investigados em 20 cães com idade, sexo, raça e peso variáveis. Os procedimentos cirúrgicos foram realizados em um único olho (OT), sendo o olho não operado utilizado como controle (OC). A sensibilidade da córnea foi mensurada com o estesiômetro de Cochet-Bonnet® e a produção lacrimal pelos testes do fenol vermelho e de Schirmer, em ambos os olhos. Os parâmetros foram aferidos previamente ao procedimento cirúrgico (M0 - valores basais) e, posteriormente, após sete dias (M1), 15 dias (M2), 30 dias (M3), 90 dias (M4) e 180 dias (M5). Os valores da produção lacrimal aferida com o teste do fenol vermelho, em M1, não diferiram dos obtidos previamente à cirurgia (M0), nos OT e OC; diferenças significativas foram observadas de M2 a M5, com valores superiores aos basais (M0), em ambos os olhos. Os resultados da mensuração lacrimal com o teste de Schirmer e da sensibilidade corneana à estesiometria (em cm e mm/g2) não diferiram dos basais (M0) em quaisquer dos períodos de avaliação (M1 a M5), em ambos os olhos. Os resultados obtidos ao estudo permitiram verificar que a realização da cirurgia de catarata por facoemulsificação, como fora proposto, não resulta em diminuição da sensibilidade corneana e produção lacrimal aquosa. / Phacoemulsification is considered the technique of choice for surgical extraction of cataracts, which is a leading cause of blindness in dogs. The procedure requires corneal incisions to enter the anterior chamber. These incisions, despite their reduced extensions, may damage the corneal innervation, compromising its sensitivity and, also, the tear production. Aiming to evaluate these consequences, this study intended to measure the corneal sensitivity and aqueous tear production in dogs undergoing phacoemulsification. These parameters were evaluated in 20 dogs, with different ages, genders, breeds and weights. Surgical procedures were performed in one eye (OT), and the fellow eye was used as a control (OC). Corneal sensitivity was measured with the Cochet-Bonnet® aesthesiometer and tear production by the phenol thread red test and Schirmer tear test, in both eyes. The parameters were measured prior to the surgery (M0 - baseline values) and after seven days (M1), 15 days (M2), 30 days (M3), 90 days (M4) and 180 days (M5). Tear production values measured with the phenol red test, in M1, were not different from the values measured prior to the surgery (M0), in OT and OC; significant differences were noticed from M2 to M5, with higher values when compared to baseline values (M0), in both eyes. Schirmer tear test and corneal sensitivity (in cm and mm/g2) values were not different from basal values (M0) in any of the evaluation times (M1 to M5), in both eyes. Our study outcomes suggest that phacoemulsification, as proposed previously, does not decrease the corneal sensitivity and aqueous tear production.

Le pronostic de la carcinose péritonéale (CP) s’est nettement amélioré et son traitement permet aujourd’hui chez certains patients sélectionnés d’atteindre des survies prolongées. L’un des facteurs pronostics majeurs est l’étendue de la CP, évaluée par l’Indice de carcinose péritonéale (PCI). La prise en charge de la CP doit évoluer vers un double objectif : une évaluation précise du caractère chirurgicalement totalement extirpable des lésions (possibilité d’une CCR complète) et une détection la plus précoce possible de la maladie. Or sur ces deux objectifs, nos examens d’imagerie sont régulièrement mis en défaut, et ce n’est souvent qu’on moment de la laparotomie qu’une évaluation précise de la CP est possible.Dans ce projet nous nous sommes intéressés à l’apport potentiel de deux nouvelles technologies dans l’exploration de la CP : l’endoscopie péritonéale souple et la chromoendoscopie virtuelle.Dans la première partie de cette thèse, nous présentons notre technique d’exploration péritonéale par monotrocart (SILPE) au cours de laquelle nous réalisons en plus de l’endoscopie rigide, une endoscopie souple. Nous avons montré que cette technique est sûre et faisable. Dans une série de 183 SILPE, cette procédure a pu être réalisée dans 90,2% des cas. Cinq complications post-opératoires ont été observées (3%). La valeur prédictive positive de la SILPE pour prédire une CCR complète était de 79,5%. Le PCI était de 9,7±7,5 lors de la SILPE et de 13,5±9,6 lors de la laparotomie (p<0,0001). Le nombre de régions explorées était 13,0±0,3 en laparotomie et 12,2±1,6 en SILPE (p<0,0001). Le nombre de régions envahies était 6,9±4,5 en laparotomie et 5,4±3,8 en SILPE (p<0,0001). La sensibilité globale de la SILPE dans la détection de la CP dans les différentes régions était de 75%, avec une spécificité de 97%, soit une précision de 85%. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié l’apport de la chromoendoscopie virtuelle dans l’exploration de la cavité péritonéale et la détection de la CP.Nous sommes partis de l’hypothèse que le péritoine, comme tout autre organe soumis à un processus métastatique, subit des modifications selon le principe de la niche métastatique, pouvant être détectées par cette technologie. Le FICE est un système de chromoendoscopie virtuelle, qui contient 10 réglages différents permettant d’obtenir 10 images virtuelles, construites à partir d’images ayant des longueurs d’ondes réduites différentes. Nous avons d’abord mené une étude de faisabilité clinique au cours de laquelle des endoscopies péritonéales avec le système FICE étaient réalisées. Grâce à un système d’évaluation par deux questionnaires, nous avons déterminés les trois canaux du FICE adaptés à l’exploration du péritoine (canaux 2, 6 et 9). Pour la luminosité, la LB a été jugée meilleure (p<0,0001). En ce qui concerne la qualité du contraste, l’architecture vasculaire, la différentiation des organes, et la détection des nodules de CP, le canal 2 du FICE était jugé supérieur (p<0,0001). Dans un 2ème travail, nous avons créé un modèle murin de CP naissante. Les souris ont été opérées puis sacrifiées à des dates différentes. L’intervention consistait en une endoscopie péritonéale souple, au cours de laquelle les nodules de CP étaient pris en photo en LB et en FICE. 935 images correspondant à 85 nodules ont été analysées. Nous avons ensuite décomposé chaque image endoscopique en ces trois composantes élémentaires R-G-B. Nous avons par la suite comparé les contrastes obtenues avec ces différentes longueurs d’ondes. Nous avons pu ainsi déterminer la longueur d’onde du spectre de la LB qui donnait le meilleur contraste entre nodule de CP et péritoine avoisinant. Il s’agit de la lumière monochromatique à 460 nm (p<0,0001), avec un contraste moyen à 0,240±0,151. Ces résultats ont fait l’objet d’un dépôt de brevet via InsermTransfert. / The prognosis of peritoneal carcinomatosis (PC) has improved and today, its treatment could lead to long-term survivals in some selected patients. One of the major prognosis factors of this condition is the extent of the disease measured in terms of Peritoneal cancer index (PCI). The management of PC has to evolve towards two main goals: first an accurate evaluation of the disease burden in order to recognize the patients amenable to complete cytoreduction (CCR), and second an early detection of the disease. Unfortunately, current imaging methods strongly lack sensitivity in determining small tumor nodules, and it is often only at the time of laparotomy that an accurate evaluation of the PCI is possible.In this work, we have studied the potential role of two new techniques in the evaluation of PC: peritoneal flexible endoscopy and virtual chromoendoscopy.In the first part of the thesis, we present our technique of single incision laparoscopic peritoneal exploration (SILPE), in which we perform a peritoneoscopy with both a rigid endoscope and a flexible endoscope. Through a series a 183 SILPE, we showed that this technique is safe and feasible. The SILPE procedure was successful in 90.2% of the cases. Five postoperative complications were observed (3%). The positive predictive value of SILPE to predict CCR was 79.5%. The PCI was 9.7±7.5 at the time of SILPE, and 13.5±9.6 at the time of laparotomy (p<0.0001). The number of the regions explored by SILPE was 12.2±1.6, and by laparotomy 13.0±0.3 (p<0.0001). The number of affected regions was 5.4±3.8 at the time of SILPE and 6.9±4.5 at the time of laparotomy (p<0.0001). The overall sensitivity of SILPE in the detection of PC in the different regions was 75%, with a specificity of 97%, thus an accuracy rate of 85%. In the second part of this thesis, we have studied the role of virtual chromoendoscopy in the peritoneal exploration and PC detection. We started from the hypothesis that, as any organ subject to a metastatic process, the peritoneum would change according to the theory of the metastatic niche, changes that could be detected by this technology. FICE is a virtual chromoendoscopy system that is merchandised with 10 factory-determined presets, built from different reduced single-wavelength images. We have first carried out a feasibility study in human in which peritoneal endoscopies using the FICE system were performed. Thanks to an evaluation plan based on two questionnaires, we have determined the three FICE channels suitable for peritoneal exploration (channels 2, 6, and 9). For brightness, white light endoscopy was judged superior to all FICE channels (p<0.0001). FICE Channel 2 was superior to white light endoscopy and other FICE channels, in terms of contrast, visualization of vascular architecture, differentiation between organs, and detection of PC (p<0.0001). In a second study, we created a murine model of an incipient PC. Mice had peritoneal explorations with FICE at different times. For each PC nodule detected, one white light endoscopy and 10 FICE images were recorded. 935 images corresponding to 85 nodules were analyzed. Each image was then divided into its elementary red, green and blue band images. Therefore, we compared the contrasts obtained with each wavelength. Thus, we’ve determined the wavelength of the white light specter that provides the highest contrast between PC nodule and background peritoneum. It was the monochromatic light with a wavelength at 460 nm (p<0.0001), with a mean contrast value of 0.240±0.151. A patent via InsermTransfert has been filed.