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3 results

1. A Spectral Approach to Uncertainty Quantification in Water Distribution Networks

Author

Olivier Piller, Iraj Mortazavi, M. Braun, Angelo Iollo, Environnement, territoires et infrastructures (UR ETBX), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modeling Enablers for Multi-PHysics and InteractionS (MEMPHIS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centre d'enseignement Cnam Paris (CNAM Paris), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), The work presented in the paper is part of the French-German collaborative research project ResiWater that is funded by the French National Research Agency (ANR, project: ANR-14-PICS-0003) and the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF, project: BMBF-13N13690), ANR-14-PICS-0003,ResiWater,Outils, modèles et réseaux sécurisés et innovants de capteurs pour une résilience augmentée des infrastructures liées à l'eau(2014), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)

Subjects
Spectral approach, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Distribution networks, Hydraulics, Computer science, Geography, Planning and Development, 0207 environmental engineering, 02 engineering and technology, Management, Monitoring, Policy and Law, 01 natural sciences, law.invention, modelling, [SPI]Engineering Sciences [physics], INCERTITUDE, Computer Science::Systems and Control, law, Mathematics::Metric Geometry, Statistical physics, RESEAU DE DISTRIBUTION D'EAU, Uncertainty quantification, [MATH]Mathematics [math], 020701 environmental engineering, water distribution system, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, Civil and Structural Engineering, statistical uncertainty, Réseau de distribution d'eau, MODELISATION, 6. Clean water, Modélisation, SIMULATION, [SDE]Environmental Sciences
Abstract

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]GEUSI [ADD1_IRSTEA]Gestion intégrée de la ressource et des infrastructures; International audience; To date, the hydraulics of water distribution networks are calculated using deterministic models. Because many of the parameters in these models are not known exactly, it is important to evaluate the effects of their uncertainties on the results through uncertainty analysis. For the propagation of uncertain parameters, this article for the first time applies the polynomial chaos expansion to a hydraulic model and compares the results with those from classical approaches like the first-order second-moment method and Monte Carlo simulations. Results presented in this article show that the accuracy of the polynomial chaos expansion is on the same level as the Monte Carlo simulation. Further, it is concluded that due to its computational efficiency, polynomial chaos expansion is superior to the Monte Carlo simulation.

Published
2020

2. A Spectral Approach to Uncertainty Quantification in Water Distribution Networks

Author

Braun, M., Piller, O., Iollo, A., Mortazavi, I., Environnement, territoires et infrastructures (UR ETBX), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modeling Enablers for Multi-PHysics and InteractionS (MEMPHIS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centre d'enseignement Cnam Paris (CNAM Paris), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), The work presented in the paper is part of the French-German collaborative research project ResiWater that is funded by the French National Research Agency (ANR, project: ANR-14-PICS-0003) and the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF, project: BMBF-13N13690), and ANR-14-PICS-0003,ResiWater,Outils, modèles et réseaux sécurisés et innovants de capteurs pour une résilience augmentée des infrastructures liées à l'eau(2014)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], Water distribution system, Modélisation, Statistical uncertainty, [SDE]Environmental Sciences, Incertitude, RESEAU DE DISTRIBUTION D'EAU, Réseau de distribution d'eau, [MATH]Mathematics [math], MODELISATION, Simulation, Modelling
Abstract

International audience; To date, the hydraulics of water distribution networks are calculated using deterministic models. Because many of the parameters in these models are not known exactly, it is important to evaluate the effects of their uncertainties on the results through uncertainty analysis. For the propagation of uncertain parameters, this article for the first time applies the polynomial chaos expansion to a hydraulic model and compares the results with those from classical approaches like the first-order second-moment method and Monte Carlo simulations. Results presented in this article show that the accuracy of the polynomial chaos expansion is on the same level as the Monte Carlo simulation. Further, it is concluded that due to its computational efficiency, polynomial chaos expansion is superior to the Monte Carlo simulation.

Published
2020

3. Influence of past and future climate changes on the distribution of three Southeast Asian murine rodents

Author

Serge Morand, Christine N. Meynard, Johan Michaux, Vincent Herbreteau, Alice Latinne, Surachit Waengsothorn, Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Botanique, Université de Liège, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (UMR CBGP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA), Thailand Institute of Scientific and Technological Research (TISTR), Thailand Institute of Scientific and Technological Research, Animal et gestion intégrée des risques (UPR AGIRs), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), This work was supported by a Belgian FRS-FNRS fellowship to A.L. (mandat ‘aspirant’) and to J.R.M. (mandat ‘Ma^ıtre de recherches’) and financial grants from the Belgian FRS-FNRS [‘credits pour brefs sejours a l’etranger’ to A.L. and J.R.M. and credits from the ‘Fonds de la Recherche Fondamentale Collective (FRFC)’ to J.R.M.], the University of Li ege and the Communaute franc aise de Belgique. A.L. was funded by a Marie Curie COFUND postdoctoral fellowship when writing this paper. This study is part of the ‘CERoPath project’, ANR Biodiversity ANR07 BDIV012, and the ‘BiodivHealthSEA project’, ANR CP&ES11 CPEL002, funded by the French National Agency for Research. Th, ANR-07-BDIV-0012,CEROPATH,Ecologie des communautés rongeurs - pathogènes en Asie du Sud-Est : effets des changements de biodiversité et implications pour l'écologie de la santé(2007), ANR-11-CEPL-0002,BiodivHealthSEA,Impacts et perceptions locales des changements globaux : santé, biodiversité et zoonoses en Asie du Sud-Est(2011), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École pratique des hautes études (EPHE), Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université des Antilles (UA)-Université de Guyane (UG)-Université de Montpellier (UM)-Université de La Réunion (UR)-Avignon Université (AU)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Animal et gestion intégrée des risques (Cirad-Bios-UPR 22 AGIRs), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), ANR-07-BDIV-0012,BDIV,Ecologie des communautés rongeurs - pathogènes en Asie du Sud-Est : effets des changements de biodiversité et implications pour l'écologie de la santé(2007), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
0106 biological sciences, 01 natural sciences, Species distribution modelling, Dynamique des populations, Climate change, Leopoldamys sabanus, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, 0303 health sciences, Ecology, biology, Last Glacial Maximum, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, Southeast Asia, Pleistocene, Geography, rodents, Interglacial, L20 - Écologie animale, Leopoldamys neilli, P40 - Météorologie et climatologie, Distribution géographique, Évaluation du risque, Froid, Southeast asian, 010603 evolutionary biology, Last Interglacial, Rodents, modelling, 03 medical and health sciences, Leopoldamys, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, Changement climatique, L60 - Taxonomie et géographie animales, Modèle de simulation, 15. Life on land, biology.organism_classification, Environmental niche modelling, 13. Climate action, Écologie animale, species distribution, Rongeur, Murinae, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
Abstract

International audience; Aim We tested the influence of Pleistocene climatic fluctuations and the potential effect of future climate change on Southeast Asian small mammal dis- tributions using two forest-dwelling (Leopoldamys herberti and Leopoldamys sabanus) and one karst (Leopoldamys neilli) endemic rodent species as models.Location Southeast Asia.Methods We used presence–absence data of genetically identified individuals, bioclimatic variables and species distribution modelling techniques to predict potential distributions of the three studied species under current, past [Last Interglacial (LIG) and Last Glacial Maximum (LGM)] and future conditions. We applied a variety of modelling techniques and then used consensus tech- niques to draw up robust maps of potential distribution ranges at all stages.Results According to our models, these three Leopoldamys species did not experience significant range contraction during the LGM. Our models revealed substantial range contraction during the LIG for L. herberti in northern Indo- china, while its distribution expanded in southern Indochina. Evidence of a southward range expansion during that period was also obtained for L. neilli, whereas L. sabanus remained widely distributed in insular Southeast Asia but experienced a range contraction on the Thai-Malay Peninsula. The two future climate change scenarios used predicted that large climatically suitable areas would still be available in the future for the three species.Main conclusions Our model predictions contradict the well-established hypothesis that Southeast Asian forest-dwelling species were confined to small refugia during the LGM. Moreover, our results suggest that some Southeast Asian taxa may have been distributed in their refugial state during the LIG rather than the LGM. This could be because of vegetation changes that may have occurred at that time as a result of the increased seasonality observed dur- ing the LIG. These Pleistocene refugia may have been localized in northern Indochina but our study also revealed that southern Indochina could provide major potential refugia.

Published
2015