Les réactions d’addition de nucléophiles sur des oléfines catalysées au palladium (II) suscitent depuis plusieurs années un intérêt considérable. Les mécanismes entrant en jeu lors de ce type de réactions ne sont toutefois pas si évidents, nucléopalladation et activation de liaisons C-H allylique étant deux types de réactivités ayant lieu avec les mêmes substrats et conditions réactionnelles. Nous avons alors réalisé une étude permettant de définir les mécanismes entrant en jeu lors de cyclisations oxydantes de nucléophiles azotés et oxygénés insaturés catalysées au Pd(II). Les résultats de cette étude suggèrent l’existence d’un équilibre rapide entre le substrat et l’Intermédiaire NucléoPalladé (INuP) correspondant. Ce dernier peut alors subir une β-H élimination lorsqu’un hydrogène en position distocyclique est disponible. Dans ce cas, l’INuP est considéré comme une espèce éveillée. En revanche, lorsque seul un hydrogène en position proxicyclique est disponible, la déshydropalladation est partiellement ou totalement interdite, l’INuP est alors considéré comme une espèce dormante. La formation de ce dernier étant réversible, l’activation de la liaison C-H aura alors lieu, permettant l’obtention d’hétérocycles vinyliques. Nous sommes ensuite parvenus à réaliser cette β-H élimination proxicyclique jusqu’alors jugée impossible, et ce en utilisant des conditions aérobies bien spécifiques. Des études mécanistiques ont révélé l’importance de la présence d’un contre-ion chlorure, ainsi que de l’utilisation d’une monophosphine. Nous avons également pu démontrer que l’étape d’aminopalladation procède via une stéréochimie trans. Cette réaction a permis l’obtention de nouvelles méthylidene-pyrrolidinones fonctionnalisées. / Although the Pd(II)-catalyzed addition of nucleophiles to olefins has been much described in literature, the in-depth mechanism of such type of process is far from being a simple matter. Indeed, nucleopalladation and allylic C-H activation are two competing reactivities sharing the same type of substrates and reaction conditions. Accordingly, we have undertaken a study aimed at understanding the detailed mechanism of oxidative Pd(II)-catalyzed cyclizations of unsaturated nitrogen based- and oxygen based- nucleophiles. The results of this study strongly suggest the existence of a rapid equilibrium between the substrate and the corresponding cyclic NucleoPalladated Intermediate (NuPI), which can further evolve via easy β-H elimination when a distocyclic H position is involved. In this case, the NuPI is qualified as an evolving species. Contrarily, when only a proxicyclic H position is available, β-H elimination is totally or partially forbidden. In this case, the NuPI is qualified as a dormant species. Then, the formation of the NuPI being reversible, C-H activation will take place affording the corresponding vinylic heterocycle. In a second part, we managed to achieve the otherwise forbidden proxicyclic β-H elimination by using specific aerobic conditions. Mechanistic studies revealed the importance of the presence of chloride conter-ion as well as the use of monophosphine. At the same time, we also demonstrated that the aminopalladation step took place according to a trans stereochemistry. This reaction led to the formation of new functionalized methylidene-pyrrolidinones.

Cette étude visait à établir un protocole de cryoconservation pour des apex de vigne et à tester l'efficacité de la cryoconservation pour éliminer des virus de la vigne sélectionnés. Des cultures in vitro de génotypes sains de huit cultivars croates autochtones de vigne, Plavac mali, Maraština, Pošip, Debit, Grk, Lasina, Plavina et Vugava et de génotypes infectés de Plavac mali ont été établies. Les différences de survie, de reprise et des paramètres de croissance observés se sont avérées spécifique des génotypes. Les cultivars infectés se sont montrés moins réactifs que les cultivars sains. Un protocole de cryoconservation basé sur la vitrification avec PVS2 a été établi. Les modifications de la préculture avec le saccharose et l'utilisation de solutions alternatives de cryoconservation n'ont pas amélioré la reprise. A l'opposé, l'état physiologique du matériel végétal a joué un rôle essentiel pour la cryoconservation. Des bourgeons en croissance active prélevés sur des microboutures mononodales ont montré une reprise plus élevée que des bourgeons prélevés directement sur les vitroplants. La position des bourgeons sur la tige des plantes-mères in vitro a affecté la reprise après cryoconservation. L'addition de benzylaminopurine au milieu de culture des microboutures a eu un effet positif sur la reprise après immersion dans l'azote liquide, alors qu'aucun effet positif n'a été observé sur la reprise avec la zéatine riboside ou la proline. Le protocole de cryoconservation établi a permis d'obtenir environ 50% de reprise avec le cultivar Portan et avec trois des quatre cultivars internationaux utilisés. Par contre, aucune reprise ou une reprise très faible a été observée avec les cultivars croates testés. En se basant sur les tests ELISA réalisés, le virus GFLV a été éliminé de 82,4% des apex non cryoconservés et de 77,8% des apex cryoconservés chez le cultivar Chardonnay et le GLRaV-3 a été éliminé de 100% des apex non cryoconservés et cryoconservés chez le cultivar Cabernet Sauvignon. Ces résultats sont à relier à nos études d'immunolocalisation, qui ont montré que le GFLV était présent dans le dôme apical et les tissus méristématiques chez le cultivar Pinot Noir and que le GLRaV-3 était présent dans les tubes criblés chez le cultivar Merlot. La stabilité génétique des plantes régénérées à partir des apex cryoconservés a été étudiée en utilisant les marqueurs AFLP. Avec les huit combinaisons d'amorces utilisées sur les 43 plantes testées, aucun polymorphisme n'a été observé après la préculture au saccharose, le traitement avec la solution de loading et la solution de PVS2 diluée de moitié. Par contre, des fragments polymorphes ont été observés sur des explants non cryoconservés et cryoconservés traités avec la solution PVS2, dont le nombre augmentait avec l'augmentation de la durée d'exposition à la solution PVS2. / This study aimed at establishing a cryopreservation protocol for grapevine shoot tips and at testing the efficiency of cryopreservation in eliminating selected grapevine viruses. In vitro cultures of healthy genotypes of eight Croatian autochthonous grapevine cultivars Plavac mali, Maraština, Pošip, Debit, Grk, Lasina, Plavina and Vugava and of virus-infected genotypes of Plavac mali were successfully established. Differences in survival, regrowth and growth parameters were genotype-specific. Infected cultivars were less reactive compared to healthy ones. A PVS2-based cryopreservation protocol was successfully established. Modifications in sucrose preculture conditions and use of PVS2-derived alternative vitrification solutions did not improve growth recovery. By contrast, the physiological state of the plant material played a critical role in cryopreservation. Actively growing buds sampled from single-node microcuttings displayed higher regrowth compared to buds sampled directly on in vitro plantlets. The position of buds on the stem of in vitro mother-plants affected regrowth after cryopreservation. The addition benzylaminopurine in the shooting medium had a positive effect on regrowth after liquid nitrogen exposure, while no such positive effect was observed with zeatine riboside or proline. The cryopreservation protocol established led to approximately 50% recovery with cultivar Portan and three of the four international cultivars tested. By contrast, no or very low recovery was noted with the Croatian cultivars tested. Based on ELISA tests, the GFLV virus was eliminated from 82.4% of non-cryopreserved samples and from 77.78% of cryopreserved samples in cultivar Chardonnay and the GLRaV-3 virus was eliminated from 100% of both non-cryopreserved and cryopreserved samples in cultivar Cabernet Sauvignon. These results may be related with our immunolocalisation studies, which showed that GFLV was found in the apical dome and meristematic tissues in cultivar Pinot Noir and GLRaV-3 in sieve elements of cultivar Merlot. Genetic stability of plants regenerated from cryopreserved shoot tips was studied using AFLP markers. With the eight AFLP primer combinations employed on the 43 plants tested, no polymorphism was observed after sucrose preculture, treatment with the loading solution and half-strengthPVS2. However, polymorphic fragments were observed in non-cryopreserved and cryopreserved samples treated with PVS2 solution, the number of which increased with increasing durations of exposure to PVS2 solution.

Le paludisme a déjà sévi dans 80% des pays chinois. Après plusieurs décennies d’efforts, la prévalence du paludisme a considérablement diminué et la Chine est sur le point de l’éliminer dans tout le pays. Les informations sur les vecteurs du paludisme ne sont toujours pas bien documentées, ce qui pourrait entraver l'élaboration de stratégies de surveillance appropriées et la certification par l'OMS. Le principal risque pour l'élimination du paludisme est la réintroduction de la maladie à partir de cas de paludisme importés. De plus en plus de cas de paludisme importés sont causés par des citoyens chinois revenant récemment de pays touchés par le paludisme. Les informations sur leurs personnages, leurs conducteurs et leur voie d’introduction dans différentes zones fourniront aux décideurs politiques des données factuelles où et quand effectuer les interventions. Avec plus de 1,3 milliard d’habitants et un territoire couvrant différentes zones climatiques, les enseignements tirés de l’élimination du paludisme en Chine pourraient servir de référence à d’autres pays. Selon les initiatives Belt and Road, la Chine participera plus globalement aux activités liées à la gouvernance. Les partenaires et les parties prenantes de la campagne mondiale pour l’élimination du paludisme s'intéressent aux opportunités futures et aux domaines potentiels qui impliqueraient une expertise chinoise. 1.Une analyse récapitulative a été réalisée sur la distribution à l'échelle nationale des vecteurs du paludisme, leurs caractéristiques bionomiques, leurs mesures de contrôle et les études connexes. La distribution en Chine des principaux vecteurs du paludisme a été réduite. Anopheles sinensis, qui avait déjà été signalé comme étant moins efficace dans la transmission du paludisme, est en train de devenir l’espèce prédominante dans le sud-ouest de la Chine. Les résultats de l'échantillonnage sur le terrain ont indiqué l'existence de vecteurs du paludisme hautement efficaces, par ex. An. minimus et An. harrisoni à la frontière Sino-Birmane. De plus, des taux élevés de piqûres humaines, des densités élevées d'adultes et de larves et des taux de parous ont été observés chez An. sinensis et An. harrisoni, qui révèlent une très grande réceptivité et un risque élevé de réintroduction du paludisme le long de la frontière Sino-Birmane. 2. L'analyse comparative des cas importés de paludisme signalés dans d'anciennes zones non endémiques et d'anciennes zones endémiques en Chine a montré que toutes les anciennes zones non endémiques signalaient désormais des cas importés de paludisme. 3. Une analyse résumée des progrès accomplis en matière d'élimination du paludisme depuis 2010 a été réalisée, avec un accent particulier sur la cartographie des foyers de paludisme résiduels et la répartition des cas de paludisme en Chine. L'incidence du paludisme contracté localement a fortement diminué, parallèlement à la diminution concomitante des zones d'endémie palustre de 762 comtés signalant le paludisme en 2010 à seulement deux comtés adjacents aux zones frontalières (Province du Yunnan: Chine-Myanmar et Tibet, Chine-Inde). En 2017, la Chine a atteint pour la première fois zéro cas de paludisme autochtone. En conclusion, la Chine est sur la voie de l’élimination du paludisme d’ici 2020. Le risque de réintroduction lié à l’émergence de cas importés de paludisme et à la présence de vecteurs du paludisme hautement efficaces présents dans le pays reste la cible de la surveillance du paludisme. Afin de maintenir l'élimination du paludisme, une collaboration internationale intensifiée, axée sur les zones transfrontalières et la population mobile / migrante, est appelée à prendre des mesures. Les études pilotes sur la manière de présenter les leçons tirées de l'élimination du paludisme en Chine et l'expertise Chinoise sont sur la liste des mesures à prendre, qui harmoniseraient l'aide de la Chine à l'élimination du paludisme dans les pays cibles. / Malaria has occurred in 80% of the counties in China in the past. After several decades of effort, malaria prevalence decreased drastically and China is currently approaching elimination throughout the country. Information on malaria vectors is still found not well documented, which could hinder the development of appropriate surveillance strategies and WHO certification. The major risk to malaria elimination is the re-introduction of the disease from imported malaria cases. There are an increasing number of imported malaria cases caused by Chinese citizens returning from malaria-affected countries recently. The information about their characters, drivers and route of introduction in different areas will provide evidence-based data to policy makers where and when to carry out the interventions. This will in turn allow them to develop efficient guidelines for risk-assessment of malaria re-introduction and for allocating appropriate resources. As a country with over 1.3 billion population and a territory covering different climatic zones, lessons learnt from malaria elimination in China that could serve as references to other countries. According to the Belt and Road initiatives, China will participate more globally to governance related activities. Partners and stakeholders within Global malaria elimination campaign are interested to the future opportunity and potential fields that would involve Chinese expertise. 1.A summary analysis was conducted on the nationwide distribution of malaria vectors, their bionomic characteristics, control measures and related studies. The distribution in China of the principal malaria vectors was found reduced, in particular for Anopheles lesteri and Anopheles dirus s.l., including the two main malaria vector species, An. dirus and An. baimaii, which nearly disappeared after several years of malaria control effort. Anopheles sinensis, which was previously reported to be less efficient in malaria transmission, is becoming the predominant species in Southwestern China. The field sampling results indicated the existence of high efficient malaria vectors, e.g. An. minimus and An. harrisoni at the China-Myanmar border. In addition, elevated human-biting rates, high adult and larval densities, and parous rates were found in both An. sinensis and An. harrisoni, which reveal a very high receptivity and risk of malaria re-introduction along the China–Myanmar border. 2.The comparative analysis of imported malaria cases reported from former non-endemic areas and former endemic areas in China showed that all former non-endemic areas are now reporting imported malaria cases. 3. A summary analysis on malaria elimination progress since 2010, was carried out with specific focus on mapping the residual malaria foci and the distribution of malaria cases in China. The incidence of locally acquired malaria has declined sharply along with the concomitant decrease of malaria-endemic areas from 762 counties reporting malaria in 2010 to just two counties adjacent to border areas (Yunnan Province: China-Myanmar and Tibet, China-India) in 2016. In 2017, China achieved zero indigenous malaria case report for the first time. In conclusion, China is on the track to achieve malaria elimination by 2020. The risk of re-introduction caused by the emergence of imported malaria cases and the occurrence of highly efficient malaria vectors present in the country is still the target of malaria surveillance. To maintain malaria elimination, intensified international collaboration with specific focus on cross-border areas and mobile/migrant population is called to take actions. The pilot studies on how to introduce the lessons learned from malaria elimination in China and the Chinese expertise are on the list to take action in future, which would harmonize the China aid to malaria elimination in the target countries.

L'adoption en 2002 du Règlement sur les exploitations agricoles (REA) a fait en sorte que certains producteurs porcins se retrouvent maintenant en situation de surplus de lisier et doivent trouver de nouvelles alternatives à leur gestion conventionnelle. Parmi ces alternatives, la séparation directement sous les lattes semble intéressante. Plusieurs systèmes utilisant cette approche ont été étudiés (Ogink et al. 2000; Marshal 2002) et, de façon générale, ces systèmes permettent la concentration d'au moins 80% du phosphore dans une fraction solide ayant un minimum de 25% de matière sèche. Lors de la présente étude, quatre différents systèmes de séparation sous les lattes ont été comparés : une courroie, un filet, une gratte en forme de V opérée à tous les jours et la même gratte en V utilisée trois fois par semaine. Le dispositif expérimental utilisé consistait en 12 chambres identiques mais indépendantes ayant toutes leur propre système de gestion des déjections. Chaque chambre a reçu quatre porcs à l'engrais durant deux élevages de huit semaines. Plusieurs paramètres ont été évalués tels que le pourcentage de matière sèche et le contenu en phosphore des différentes fractions. Les mesures effectuées indiquent que la séparation de phase à l'aide des différents systèmes évalués était efficace, permettant d'isoler plus de 90% du phosphore dans une fraction solide ayant plus de 30% de matière sèche.

La littérature a démontré que la séparation de l'urine et des fèces sous les lattes et le retrait fréquent des deux fractions restreint les émissions de gaz et d'odeurs provenant du bâtiment, et ce, jusqu'à 50%. Le principal objectif était de comparer, dans un même montage expérimental, différents systèmes de gestion des déjections sur divers aspects relatifs à la qualité de l’air. Pour ce faire, le dispositif expérimental comprenait 5 traitements, dont 3 systèmes de séparation distincts (gratte en « V », filet, courroie). La fréquence de grattage et l'efficacité du procédé de séparation ont été étudiées. L'expérimentation s’est déroulée dans 12 chambres identiques, complètement indépendantes et ayant chacune leur propre système de gestion des déjections. Chacune des chambres accueillait quatre porcs élevés de 30 à 80 kg, et ce, sur une période de huit semaines par élevage. Les résultats ont démontré qu'il y a un effet significatif du traitement sur les émissions d’ammoniac (p=0,02). Sans le procédé de séparation, le retrait des déjections à tous les 2-3 jours a réduit de manière significative les émissions d’ammoniac de 46% (52,7 mg jour-1 kgporc-1). Au cours d'une période d’entreposage de 2-3 jours, la séparation de l'urine et des fèces directement sous des lattes a permis une réduction significative de 49% (50,0 mg jour-1 kgporc-1) des émissions d’ammoniac. Les différents systèmes de séparation ont eu la même capacité de réduction d’ammoniac. Les résultats ont révélé qu’au cours d’une semaine, il n'y a eu aucun avantage significatif à augmenter la fréquence de vidange ou à procéder à la séparation solide-liquide pour réduire les émissions de gaz carbonique, de méthane et d’odeurs. Les différents systèmes de gestion des déjections n'ont pas eu d’impact sur le caractère hédonique. / Literature has shown separating urine from feces and frequently removing both fractions is suitable for diminishing gas and odor emissions from pig building. On average, under-slat separation systems in piggeries can reduce ammonia and odor emissions by up to 50%. The focus of the present research study was to assess, in the same experimental design, the effect of diverse manure handling systems on various aspects relative to air quality. Twelve identical and completely independent experimental rooms were built. Each room housed four grower-finisher pigs from 30 to 80 kg over two 8-week period trials. Five treatments, of which three separation systems (V-shaped scraper, net, belt) were tested simultaneously. The scraping frequency and the effectiveness of the separation process were evaluated. Results showed there was a significant effect of the treatment on ammonia emissions (p=0.02). Without the solid-liquid separation, removing the manure every 2-3 days significantly reduced ammonia emissions by 46% (52.7 mg day-1 kgpig-1) compared to the control. Within a storage period of 2-3 days, the separation of the urine and feces directly under slats allowed a significant 49% (50.0 mg day-1 kgpig-1) reduction of ammonia emissions compared to the control. The different separation systems had the same ammonia reduction capacity. Results revealed there is no advantage at a statistically significant level (P> 0.05) for the separation process not for the removal frequency on carbon dioxide and methane emissions, within a week period. For the same period, it was not beneficial at a statistically significant level (P> 0.05) to separate excrement and urine directly under slats for reducing odor releases. Manure handling systems did not have an effect on the hedonic tone.

Au Québec, l'enfouissement est la technique la plus répandue pour l'élimination des matières résiduelles. Bien qu'elle soit simple et économique, elle entraîne différentes problématiques, dont la production de lixiviats, des liquides très chargés en contaminants, et de gaz d'enfouissement contribuant à l'émission de gaz à effet de serre. Chez Investissement Québec - CRIQ (IQ-CRIQ), la biofiltration méthanotrophe a été étudiée dans les dernières années pour le traitement combiné de ces deux sources de polluants. Si cette technologie a montré une bonne capacité à traiter le méthane (CH₄) présent dans les gaz d'enfouissement, tout en assimilant de l'azote des lixiviats, la capacité du système biologique à résister aux fluctuations saisonnières de température peut être questionnée. L'objectif principal est donc de vérifier si le caractère exothermique de la réaction d'oxydation du CH₄ par les bactéries méthanotrophes permet de maintenir l'activité biologique au sein du biofiltre et donc la capacité épuratoire du CH₄ et de l'azote nitrate (NO₃-) des lixiviats en période hivernale. Pour ce faire, un montage expérimental comprenant quatre biofiltres avec un garnissage organique a été alimenté avec des lixiviats prétraités provenant d'un site d'enfouissement et un mélange synthétique de gaz composé de gaz naturel et d'air. Des isolants en uréthane et une chambre réfrigérée ont été utilisés afin de reproduire les conditions hivernales sur le terrain d'un biofiltre enfoui, soit une température avoisinant les 4 °C. En ce sens, la température d'alimentation liquide a aussi été diminuée à 4 °C pour deux des quatre biofiltres. L'effet d'une charge en CH₄ plus importante sur le traitement a aussi été exploré. Durant les expérimentations qui se sont étendues sur environ 300 jours, les gaz (CH₄, CO₂, N₂O entre autres) et les liquides (NO₃-, NO₂-, NH₄+, pH entre autres) ont été analysés deux à trois fois par semaine et la température interne des réacteurs a été suivie en continu à l'aide de capteurs. Les expérimentations ont permis de montrer que le maintien du traitement était possible même avec une baisse de la température du liquide d'alimentation : une capacité d'élimination de 98 à 112 gCH₄/m³/j et de 2,6 à 3,2 gN-NO₃-/m³/j a été observée pour le biofiltre à température ambiante (environ 21 °C) alimenté avec un lixiviat à 4 °C alors qu'elle a été de 113 gCH₄/m³/j et de 4,4 gN-NO₃-/m³/j pour le biofiltre témoin (température ambiante et d'alimentation liquide à environ 21 °C). Cependant, le biofiltre alimenté avec des lixiviats à 4 °C et placé dans un environnement avec une température ambiante à 4 °C a vu ses capacités à traiter le CH₄ et le NO₃- devenir nulles lors du changement drastique de température. Finalement, le biofiltre alimenté avec une concentration plus élevée en CH₄ n'a pas été en mesure de traiter davantage de contaminants, ce qui laisse croire qu'il pourrait y avoir un débalancement entre le CH₄, les NO₃- et les autres nutriments essentiels ou encore la présence d'inhibiteurs au sein du biofiltre. Une difficulté des gaz à pénétrer le biofilm a aussi pu limiter la capacité d'oxydation et donc l'enlèvement des NO₃-. Bien que des incertitudes persistent, les résultats obtenus montrent bien un potentiel de maintien des capacités épuratoires par les méthanotrophes en période froide d'opération.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 septembre 2023) / Les industries minières génèrent vraiment des quantités importantes de déchets et de sous-produits qui peuvent contenir des éléments traces et des métaux lourds. Ces sous-produits et déchets sont des sources importantes de pollution de l'air, de l'eau et du sol, qui peuvent finalement affecter les ressources en eau. Diverses techniques physiques et chimiques sont employées pour éliminer les polluants du sol et de l'eau ; cependant, ces méthodes s'avèrent souvent coûteuses, laborieuses et peuvent altérer la composition des micro-organismes du sol. La phytoremédiation, une technologie verte, est une méthode rentable pour éliminer les métaux lourds des sols et des eaux contaminés. Les objectifs de cette thèse étaient : (i) d'examiner le rôle des macrophytes des zones humides dans la bio accumulation des métaux lourds comme moyen de décontamination des écosystèmes aquatiques ; (ii) d'évaluer le biochar produit par pyrolyse de la biomasse de macrophytes des zones humides et de inoculant microbiens comme bio-amendements de rejets miniers aurifères alcalins, et (iii) d'évaluer l'opinion et les perceptions des experts quant à l'acceptabilité sociale de la technologie d'hydrophytoremédiation par l'utilisation des plantes des zones humides au Canada, ainsi que la gestion de la gestion de la biomasse après récolte. Dans le chapitre 1, nous avons cherché à évaluer le potentiel de trois types de macrophytes émergents pour effectuer la phytofiltration du Cu à partir de sédiments contaminés par le Cu et de l'eau avec des concentrations variables de Cu (0, 50, 100, 150 et 200 μM). Pour simuler un écosystème naturel de zone humide, nous avons mené une étude en mésocosme en serre en utilisant des conditions expérimentales semi-hydroponiques et hydroponiques. Nous avons sélectionné trois types de plantes indigènes au Québec, Canada : Typha latifolia, ainsi que Phragmites australis, sous-espèce americanus (Phragmite indigène au Canada) et Phragmites australis, sous-espèce australis (phragmite exotique). Nous avons obtenu dans ces plantes un facteur de translocation (FT) de Cu <1 et un facteur de bioconcentration (FBC) >1. De plus, nous avons observé une relation inverse entre des doses croissantes de Cu et la biomasse moyenne aérienne et souterraine, ainsi que la hauteur et la longueur des racines des plantes sélectionnées dans des conditions hydroponiques. Nos résultats suggèrent que ces macrophytes des zones humides pourraient potentiellement éliminer les métaux lourds des sédiments contaminés par le Cu et des eaux enrichies en Cu. Pour le chapitre 2, nous avons mené des recherches pour explorer l'efficacité de l'utilisation d'une approche globale pour phytocapter les résidus de la mine d'or de Desmaraisville. Plus précisément, cette approche consistait à amender les résidus fins (RF) et les résidus grossiers ou stériles (RG) avec du biochar, ainsi que des inoculants microbiens. La biomasse aérienne de P. australis récoltée lors d'une expérience semi-hydroponique a été convertie en biochar par pyrolyse. L'étude a été menée dans un environnement de serre contrôlé, où des conteneurs mésosomes ont été utilisés pour cultiver des semis d'arbres (Populus tremuloides ; Picea glauca) et des graines herbacées (Lotus corniculatus ; Festuca rubra). Pour étudier l'efficacité des amendements de biochar, trois types d'amendements de biochar ont été appliqués : Le biochar préparé à partir de P. australis (PB), le biochar commercial d'écorce d'érable Award-Maple-700 (CB) et un traitement contrôlé sans biochar (WB). Ces amendements ont été appliqués avec (IN) et sans (WI) inoculation microbienne et testés sur deux substrats distincts, à savoir les stériles (WR) et les résidus fins (FT). Sur la base de notre étude, l'utilisation d'amendements de biochar, en combinaison avec l'inoculation microbienne, pour la plantation d'espèces végétales spécifiques pourrait offrir une solution pratique pour la revégétalisation des résidus alcalins de mines d'or. Enfin, le chapitre 3 présente la perception des experts sur l'acceptabilité sociale de la technologie d'hydrophytoremédiation, à travers une enquête par questionnaire auprès des experts. Cette étude a utilisé la méthode Delphi pour recueillir les opinions des experts sur la faisabilité de l'utilisation des plantes des zones humides pour l'hydrophytoremédiation dans l'élimination de la contamination des métaux lourds des plans d'eau causée par les activités minières. Bien que la phytoremédiation soit une technique rentable et respectueuse de l'environnement, peu de recherches ont été menées sur son acceptabilité sociale. Selon les experts, l'utilisation de plantes de zones humides dans l'hydrophytoremédiation pour l'élimination des métaux lourds de l'eau affectée par l'exploitation minière est perçue comme une stratégie viable et efficace. En outre, tous les experts s'accordent à dire que les organismes de réglementation devraient être responsables de la protection des zones humides et de la gestion raisonnée de la biomasse contaminée après la récolte. Dans l'ensemble, la phytoremédiation pourrait être une approche prometteuse pour l'élimination des contaminants, qui nécessite des recherches supplémentaires pour assurer sa mise en œuvre sûre et socialement acceptable. En utilisant des techniques post-récolte appropriées, la phytoremédiation peut être une stratégie efficace pour remédier à la contamination par les métaux lourds dans les masses d'eau résultant des activités minières. / Mining industries generate significant amounts of waste and by-products that may contain trace elements and heavy metals. These by-products and wastes are significant sources of air, water and soil pollution, which can ultimately affect water resources. Various physical and chemical techniques are used to remove pollutants from soil and water; however, these methods are often costly, time-consuming and can alter the composition of soil microorganisms. Phytoremediation, a green technology, is a cost-effective method for removing heavy metals from contaminated soil and water. The objectives of this thesis were: (i) to examine the role of wetland macrophytes in the bioaccumulation of heavy metals as a means of decontamination of aquatic ecosystems; (ii) to evaluate biochar produced by pyrolysis of wetland macrophyte biomass and microbial inoculants as bio-amendments of alkaline gold mine tailings, and (iii) to assess expert opinion and perceptions of the social acceptability of hydrophytoremediation technology using wetland plants in Canada, as well as the management of post-harvest biomass. In Chapter 1, we sought to evaluate the potential of three types of emergent macrophytes to perform Cu phytofiltration from Cu-contaminated sediments and water with varying Cu concentrations (0, 50, 100, 150 and 200 μM). To simulate a natural wetland ecosystem, we conducted a greenhouse mesocosm study using semi-hydroponic and hydroponic experimental conditions. We selected three plants varieties occurring in Quebec, Canada: Typha latifolia, as well as Phragmites australis, subspecies americanus (native to Canada) and Phragmites australis, subspecies australis (exotic). We obtained in these plants a translocation factor (TF) of Cu <1 and a bioconcentration factor (BCF) >1. In addition, we observed an inverse relationship between increasing concentrations of Cu and the average above-ground and below-ground biomass, as well as root height and length of selected plants under hydroponic conditions. Our results suggest that these wetland macrophytes could potentially remove heavy metals from Cu-contaminated sediments and Cu-enriched waters. For Chapter 2, we conducted research to explore the effectiveness of using a comprehensive approach to phytocaping the Desmaraisville gold mine tailings. Specifically, this approach consisted of amending fine tailings (FT) and coarse tailings or waste rock (WR) with biochar, as well as microbial inoculants. Aboveground biomass of P. australis harvested in a semi-hydroponic experiment was converted to biochar by pyrolysis. The study was conducted in a controlled greenhouse environment, where mesocosm containers were used to grow tree seedlings (Populus tremuloides, Picea glauca) and herbaceous seeds (Lotus corniculatus; Festuca rubra). To study the effectiveness of biochar amendments, three types of biochar amendments were applied: Biochar prepared from P. australis (PB), commercial maple bark biochar Award-Maple-700 (CB), and a control treatment without biochar (WB). These amendments were applied with (IN) and without (WI) microbial inoculation and tested on two separate substrates, WR and fine tailings FT. Based on our study, the use of biochar amendments, in combination with microbial inoculation, for the planting of specific plant species could offer a practical solution for the revegetation of alkaline gold mine tailings. Finally, Chapter 3 presents the experts' perception of the social acceptability of the hydrophytoremediation technology, through a questionnaire survey of the experts. This study used the Delphi method to collect the experts' opinions on the feasibility of using wetland plants for hydrophytoremediation in removing heavy metal contamination from water bodies caused by mining activities. Although phytoremediation is a cost-effective and environmentally friendly technique, little research has been conducted on its social acceptability. According to experts, the use of wetland plants in hydrophytoremediation for the removal of heavy metals from water affected by mining is seen as a viable and effective strategy. In addition, all experts agree that regulatory agencies should be responsible for wetland protection and the sound management of contaminated biomass after harvesting. Overall, phytoremediation may be a promising approach for contaminant removal, which requires further research to ensure its safe and socially acceptable implementation. Using appropriate post-harvest techniques, phytoremediation can be an effective strategy to address heavy metal contamination in water bodies resulting from mining activities.

Cette thèse porte sur l'étude des caractéristiques réactives de la matière organique résiduelle (ROM) présente dans l'eau potable circulant dans un réseau de distribution. Le cas à l'étude est l'eau distribuée dans un réseau d'aqueduc de la Ville de Québec (Canada). La thèse est divisée en quatre volets. Le premier fait une revue de la littérature sur les origines de la matière organique naturelle (NOM), sur l'impact des conditions environnementales d'un écosystème lacustre, sur ses caractéristiques et son devenir tout au long de la filière de production d'eau potable. Elle fait également état des mécanismes et des processus pouvant affecter le devenir de la ROM lors de son séjour dans le réseau de distribution. Le second volet s'intéresse au portrait des caractéristiques réactives de la ROM en fonction de ses fractions constitutives. Il met en perspective l'impact des conditions opérationnelles sur les propriétés de la ROM. Les résultats démontrent que les différentes fractions constituant la ROM ont des caractéristiques réactives qui leur sont propres. Il s'avère que le regroupement de ces fractions engendre un effet de compétition entre elles, lorsque la ROM réagit avec le chlore. Les réactions qui se produisent en l'absence de compétition montrent que la matière organique hydrophile est un précurseur important de sous-produits de la désinfection. Le troisième volet traite de l'impact des saisons sur les caractéristiques réactives des fractions de la ROM dans l'eau de l'extrémité du réseau de distribution, selon les conditions de chloration, et sur les caractéristiques de la NOM ainsi que sur la capacité de la filière de traitement d'abattre celle-ci. Ainsi, on observe que la ROM présente à l'extrémité du réseau d'aqueduc présente un maximum de réactivité à l'automne et au printemps et un minimum de réactivité en été et en hiver. Le dernier volet présente l'évolution de la réactivité de la ROM dans le réseau. Plus spécifiquement, il vérifie l'impact du temps de séjour sur les caractéristiques réactives de la ROM. Les résultats présentés confirment que toutes les fractions de la ROM de la ROM. Les résultats présentés confirment que toutes les fractions de la ROM possèdent encore de bonnes habiletés à produire des sous-produits de la chloration et qu'elles sont peu ou pas affectées par le temps de séjour de l'eau à l'intérieur du réseau de distribution, et ce, comparativement à l'impact que peut avoir la post-chloration. / This thesis presents a study of the reactive characteristics of the remaining organic matter (ROM) found in water distribution systems. The case under study is the main distribution system of Quebec City. The thesis is divided into four chapters. The first one is a literature review on the origin of natural organic matter (NOM), the impact of the lacustrian environmental conditions on NOM characteristics and the fate of NOM within the water treatment process. This review also highlights the mechanisms and the processes that may impact ROM fate into the pipes. The second chapter focuses on the portrait of ROM reactivity on the basis of its constitutive fractions (e.g. hydrophobic, transphilic and hydrophilic). This portrait emphasizes how operational conditions, such as pH and applied chlorine dose, may impact characteristics of ROM and its fractions. The collected data show that ROM fractions have specific reactivity of their own. The gathering of ROM fractions leads to competitive reactions while ROM is reacting with chlorine.. In the absence of these competitive reactions, the results show that ROM hydrophilic fraction is a major disinfection by-product precursor. The third chapter investigates the seasonal portrait, through fractionation and variable chlorination conditions, of the NOM reactivity at the end of the distribution system. It highlights the impact of the seasons on NOM characteristics and on the efficiency of the treatment process. The results show that the ROM within the distribution system exhibits a higher reactivity during Fall and Spring, than during Summer and Winter. Furthermore, each ROM fraction has a specific seasonal reactivity pattern according to the chlorination conditions. The last chapter studies the evolution of ROM characteristics along the water distribution system. More specifically, the fourth chapter evaluates the impact of water residence time on the ROM reactivity. According to the collected data, ROM still has the ability to generate disinfection byproducts, regardless of the location in the distribution system. Furthermore, compared to the impact of post-chlorination on ROM reactivity, this ability does not appear to be affected in a significant way by the water residence time in the distribution system.

L’utilisation d’oxydants, comme l’hypochlorite de sodium, est une stratégie très efficace en traitement de l’eau pour inactiver les microorganismes responsables de plusieurs maladies. Toutefois leur utilisation favorise également la formation de sous-produits de la désinfection (SPD), tels que les trihalométhanes et les acides haloacétiques. La présence d’iodure et de bromure dans l’eau brute peut également conduire à la formation d’autres familles de SPD, les trihalométhanes iodés (THMi) et les acides haloacétiques iodés (AHAi). Cette étude a comme objectif d’évaluer la variabilité des THMi et AHAi dans deux petits réseaux de distribution de la région de Québec (notés R1 et R2) ainsi que de mesurer l’enlèvement des THMi lors de l’utilisation de filtres domestiques. L’échantillonnage de l’eau s’est effectué entre juin et décembre 2017 sur différents points dans l’usine de traitement des eaux et dans le réseau de distribution. Pour le réseau R1, des concentrations moyennes de 2,99 μg/L en THM iodés et de 0,74 μg/L en AHA iodés sont observées, alors que la concentration maximale obtenue est de 4,02 μg/L pour les THM iodés et de 2,46 μg/L pour les AHA iodés. Des concentrations moyennes de 2,98 μg/L en THM iodés et de 0,51 μg/L en AHA iodés sont observées dans le Réseau R2, alors que la concentration maximale obtenue est de 4,05 μg/L pour les THM iodés et de 2,33 μg/L pour les AHA iodés. Les concentrations en THM iodés et en AHA iodés augmentent dans l’usine, particulièrement à la suite de la post chloration et du passage de l’eau par le bassin de contact. Les concentrations en THM iodés restent ensuite stables dans le réseau de distribution alors que celles des AHA iodés diminuent. De plus, l’enlèvement des THMi s’avère très efficace après la filtration de l’eau sur un filtre domestique de type BritaMD, avec un pourcentage d’enlèvement moyen de 100%. / The use of oxidants, such as sodium hypochlorite, is a very effective strategy in treating water to inactivate microorganisms responsible for several diseases. However, their use also favors the formation of disinfection by-products (SPD), such as trihalomethanes and haloacetic acids. The presence of iodide and bromide also allows the formation of other families of SPD, iodinated trihalomethanes (THMi) and iodinated haloacetic acids (AHAi). The purpose of this study is to evaluate the variability of THMi and AHAi in two small distribution networks in the Quebec City region (R1 and R2) and to measure the removal of THMi when using household filters. Water sampling took place between June and December 2017 at various points in the water treatment plant and in the distribution network. For the R1 network, mean concentrations of 2.99 μg / L in iodinated THM and 0.74 μg / L in iodinated AHA were observed, while the maximum concentration achieved was 4.02 μg / L for THMs. iodized and 2.46 μg / L for iodinated AHAs. Mean concentrations of 2.98 μg / L in iodinated THM and 0.51 μg / L in iodinated AHA were observed in Network R2, while the maximum concentration obtained was 4.05 μg / L for iodinated THMs. and 2.33 μg / L for iodinated AHAs. Iodine THM and iodinated AHA concentrations increase in the plant, particularly because of post-chlorination and passage of water through the contact basin. The iodinated THM concentrations then remain stable in the distribution network while those of the iodinated AHAs decrease. On the other hand, the removal of THMi is very effective after filtration of water on a BritaMD type household filter, with an average removal percentage of 100%.

Les algorithmes convexes de résolution pour les régressions linéaires parcimonieuses possèdent de bonnes performances pratiques et théoriques. Cependant, ils souffrent tous des dimensions du problème qui dictent la complexité de chacune de leur itération. Nous proposons une approche pour réduire ce coût calculatoire au niveau de l'itération. Des stratégies récentes s'appuyant sur des tests d'élimination de variables ont été proposées pour accélérer la résolution des problèmes de régressions parcimonieuse pénalisées tels que le LASSO. Ces approches reposent sur l'idée qu'il est profitable de dédier un petit effort de calcul pour localiser des atomes inactifs afin de les retirer du dictionnaire dans une étape de prétraitement. L'algorithme de résolution utilisant le dictionnaire ainsi réduit convergera alors plus rapidement vers la solution du problème initial. Nous pensons qu'il existe un moyen plus efficace pour réduire le dictionnaire et donc obtenir une meilleure accélération : à l'intérieur de chaque itération de l'algorithme, il est possible de valoriser les calculs originalement dédiés à l'algorithme pour obtenir à moindre coût un nouveau test d'élimination dont l'effet d'élimination augmente progressivement le long des itérations. Le dictionnaire est alors réduit de façon dynamique au lieu d'être réduit de façon statique, une fois pour toutes, avant la première itération. Nous formalisons ce principe d'élimination dynamique à travers une formulation algorithmique générique, et l'appliquons en intégrant des tests d'élimination existants, à l'intérieur de plusieurs algorithmes du premier ordre pour résoudre les problèmes du LASSO et Group-LASSO. / Applications in signal processing and machine learning make frequent use of sparse regressions. Resulting convex problems, such as the LASSO, can be efficiently solved thanks to first-order algorithms, which are general, and have good convergence properties. However those algorithms suffer from the dimension of the problem, which impose the complexity of their iterations. In this thesis we study approaches, based on screening tests, aimed at reducing the computational cost at the iteration level. Such approaches build upon the idea that it is worth dedicating some small computational effort to locate inactive atoms and remove them from the dictionary in a preprocessing stage so that the regression algorithm working with a smaller dictionary will then converge faster to the solution of the initial problem. We believe that there is an even more efficient way to screen the dictionary and obtain a greater acceleration: inside each iteration of the regression algorithm, one may take advantage of the algorithm computations to obtain a new screening test for free with increasing screening effects along the iterations. The dictionary is henceforth dynamically screened instead of being screened statically, once and for all, before the first iteration. Our first contribution is the formalisation of this principle and its application to first-order algorithms, for the resolution of the LASSO and Group-LASSO. In a second contribution, this general principle is combined to active-set methods, whose goal is also to accelerate the resolution of sparse regressions. Applying the two complementary methods on first-order algorithms, leads to great acceleration performances.