Dans cette étude, différentes configurations d'un poêle à bois sont comparées afin de caractériser les principaux facteurs influençant la formation de particules et leur rejet. Ainsi, les paramètres de conception d'un poêle à bois seront étudiés expérimentalement et à l'aide de la dynamique des fluides numérique pour découvrir les lignes directrices en ce qui concerne la réduction de l'émission de particules. La méthode expérimentale utilisée est une adaptation de celle utilisée par l'industrie pour la certification de poêle à bois développée par EPA/CSA. Afin de mieux décrire le comportement d'un concept de poêle à bois donné, à un taux de combustion donné, l'étude abordera également : la distribution de température interne, la composition des émissions gazeuses, le ratio air carburant (), l'efficacité globale du poêle, l'humidité et la distribution d'air à l'intérieur de la chambre de combustion. Le suivi de ces paramètres a permis de révéler leur influence significative sur les émissions en considérant les modifications et les conditions d'opération du poêle.

Suite à la ratification par le Canada de traités de réduction des émissions de gaz à effets de serre (GES), différents paliers de gouvernement ont mis en œuvre des politiques visant la réduction des émissions industrielles et liées au transport. Depuis 2013, le Québec, conjointement avec la Californie et l’Ontario, ont mis en place un marché du carbone pour encourager les entreprises à réduire leurs émissions. L’industrie forestière, s’appuyant sur le transport de marchandises, pourrait bénéficier de ce régime en termes de prise de décision sur la planification du transport. Cette étude vise à analyser le potentiel des stratégies de réduction des émissions de carbone et à proposer des suggestions appropriées sur la prise de décision en matière de la planification du transport. Quatre stratégies sont principalement envisagées : la réduction de la vitesse, la conduite écologique, le transport intermodal et les modes de chargement. Combinant les stratégies, des modèles d'optimisation dont l'objectif est de minimiser des coûts sont développés sous les contraintes des émissions. Ces modèles impliquent la planification de la distribution de la gestion de la chaîne d'approvisionnement et des problèmes de tournées de véhicules. Microsoft Excel, OpenSolver, Gurobi et LocalSolver sont principalement utilisés pour la modélisation et l’optimisation. Un front de Pareto est par la suite utilisé pour illustrer la relation entre le coût de transport et les émissions de carbone. Pour démontrer les méthodologies, une étude de cas est présentée en utilisant des données réelles. Il est constaté que l'éco-conduite présente un potentiel de réduction des émissions intéressant dans une gamme réaliste d'augmentation des prix. Le choix des stratégies varie selon les préférences du décideur et la difficulté de mise en œuvre des stratégies. / With the ratification of greenhouse gas (GHG) reduction agreements by Canada, various levels of government implemented policies to reduce transport-related and other industrial emissions. Since 2013, Québec, together with California and Ontario, has established a carbon market to encourage firms to reduce their emissions. The forest industry could benefit from this scheme in terms of improving efficiency and lessening the environmental impact of wood product transport. This study aims to assess the potential of carbon emission reduction strategies and to provide recommendations on improving the logistics of transporting wood-based materials. There are four main strategies considered in this paper; namely low-speed driving, eco-driving, intermodal transportation, and optimizing loading pattern. By combining these strategies, optimization models are developed with the objective of cost minimization under the constraints of emissions. These models involve the distribution planning of supply chain management and routing problems. Microsoft Excel, OpenSolver, Gurobi, and LocalSolver are mainly used for modeling and optimization. Pareto Front is also used to illustrate the relationship between transportation cost and carbon emission. To demonstrate the methodologies, a case study is exhibited using real world data. It is found that eco-driving has considerable potential in reducing emissions under a feasible range of price increases. The selection of strategies is based on the decision makers’ preferences and the difficulty of strategy implementation.

L’objectif de la présente étude est d’analyser les déterminants du commerce des biens environnementaux en particulier à partir du modèle de gravité de type CES et du modèle de gravité de type Translog inspiré des travaux de Novy (2012). Nos résultats d’estimation à partir de ces deux modèles permettent de dire d’une part que l’impact des variables explicatives est plus important sur le flux de commerce lorsqu’on utilise le modèle Translog mais cet impact n’est pas uniforme et d’autre part que cet impact est plus important sur le commerce des biens environnementaux par rapport au flux des échanges de l’ensemble des biens de façon générale. Enfin, la valeur des coefficients de régression ainsi celui de l’élasticité coût du commerce à partir du modèle Translog se trouvent au voisinage des résultats des études empiriques qui ont servi de cadre de référence. / The main objective of the present study is to analyze the determiners of the trade of goods generally and the environmental goods in particular from the models of gravity of type CES and Translog inspired by the works of Novy (2012). Our results of estimation from these two models allow to say on one hand that the impact of the explanatory variables is more important on the flow of trade when we use the model Translog but this impact is not uniform and on the other hand that this impact is more important on the trade of the environmental goods to compared with the flow of the exchanges of all the goods in a general way. Finally, the value of the coefficients of regression so that of the elasticity cost of the trade from the model Translog are in the neighborhood of the results of the empirical studies which served as reference frame.

Les antibiotiques, notamment la chlorotétracycline (CTC), sont souvent utilisés dans la production animale à titre prophylactique et comme promoteurs de croissance. Cependant, les effets de la CTC sur la minéralisation de l'azote (N), plus particulièrement sur la production de nitrate (NO3), dans les sols agricoles amendés avec des composts de fumiers de ferme sont encore mal connus. En agriculture, la nitrification (i.e., production de nitrate) est un indicateur de l'état de la fertilité des sols agricoles. En général, les travaux portant sur les effets des antibiotiques sur les microorganismes du sol sont rares et parfois contradictoires. L'objectif de la présente étude était d'évaluer la minéralisation de N organique, plus particulièrement la production de NO3-N, dans deux sols agricoles de texture contrastante, un sol limono-argileux et un sol sableux, amendés avec deux composts à base de fumiers de bovins en présence et en l'absence de CTC. Les deux composts de fumiers de bovins contenaient de la paille (CP) ou des copeaux de bois (CB). La minéralisation de N a été évaluée en laboratoire durant une incubation aérobie de 160 jours, sous des conditions de température et d'humidité. Des échantillons de sols seuls ou mélangés avec trois doses de chaque compost sur une base de N total (0, 15,4 et 30,9 g CP/kg de sol ou 0, 12,5 et 25,0 g CB/kg de sol). Les doses de CTC étaient 0, 0,45 et 2,24 mg CTC/kg de substrat. Les traitements ont été répétés trois fois. L'essai d'incubation des sols en aérobie a montré que l'ajout des deux composts de fumiers de bovins (CB et CP) aux deux sols (limono-argileux et sableux) a engendré une augmentation des quantités de NO3-N en fonction du temps d'incubation. La production de NO3-N dans le substrat a été significativement affectée par le type de sol, le sol limono-argileux ayant produit une quantité de NO3-N plus élevée que le sol sableux. En termes de quantités nettes de NO3-N produites, c'est le compost pailleux (CP) qui a généré de quantités nettes de NO3-N les plus élevées durant les périodes d'incubation. Dans les conditions expérimentales utilisées et selon les résultats obtenus, il ressort que la minéralisation du N organique a été peu ou pas affectée par la présence de CTC dans les 11 substrats. D'une part, l'absence d'une période de latence et de ralentissement brutal de la nitrification et d'autre part, l'augmentation de la production de NO3-N avec le temps d'incubation dans l'ensemble des échantillons indiquent que les micro-organismes associés aux processus de minéralisation du N organique ont été peu ou pas affectés par les concentrations de CTC fraîchement ajoutées aux substrats. D'une manière générale, les résultats indiquent que la présence de CTC aurait tendance à abaisser légèrement les quantités de NO3-N produites dans l'ensemble des échantillons.

L’objectif général de cette recherche est de permettre le positionnement des produits d’apparence en bois dans la construction non résidentielle en misant sur la conception de produits à faible trace environnementale, et ainsi permettre aux entreprises manufacturières d’être plus compétitives en épousant la dynamique du marché et des réglementations de plus en plus exigeantes favorisant des produits plus respectueux de l’environnement. De manière plus spécifique, les objectifs sont : de développer une meilleure compréhension des impacts environnementaux liés aux produits d’apparence en bois en analysant les certifications environnementales et écolabels existants; d’utiliser l’approche analyse du cycle de vie (ACV) afin d’identifier le profil environnemental du produit d’apparence le plus spécifié en construction non-résidentielle et de proposer, dans une démarche d’écoconception, des scénarios alternatifs qui permettent d’en améliorer la trace environnementale; et finalement, en se basant sur les résultats de l’étude de cas, d’extrapoler les résultats obtenus à l’ensemble des produits d’apparence en bois pour la construction non-résidentielle. Un peu moins d’une vingtaine d’étiquettes environnementales de type I applicable aux produits d’apparence en bois a été identifiée. Ces étiquettes ont pu être classées en quatre groupes. La littérature scientifique nous montre que l’approche globale, qui est de prendre en compte l’ensemble des étapes du cycle de vie du produit, et l’approche multicritère, qui est de considérer l’ensemble des catégories d’impacts environnementaux, sont indispensables pour évaluer la responsabilité environnementale d’un produit. L’étude de cas a permis de constater que les matières premières utilisées dans la fabrication des portes, en particulier le panneau de particules, contribuaient pour plus de 60% à l’impact environnemental total du produit, suivies par la fin de vie du produit (enfouissement) et la distribution. Des scénarios d’écoconception ont été élaborés autour des étapes du cycle de vie ayant le plus d’impacts environnementaux : les matières premières, la fin de vie et le transport. L’extrapolation des résultats a permis de constater que les matières premières avait une haute contribution à l’impact total des produits d’apparence en bois et que des décisions devaient être prises en fonction du type de bois utilisé (bois composite ou bois solide et placage). / The main goal of this research was to help positioning appearance wood products in non-residential construction by investing in environmental design. By adopting market dynamics and regulations towards environmentally preferable products, manufacturers of secondary forest products will become more competitive. More specifically, the objectives of this thesis is to acquire greater knowledge of environmental implications of appearance wood products by analyzing current environmental certifications and labeling; to use a life cycle approach to identify the environmental profile of the most specified appearance wood products in non-residential constructions with life cycle analysis; to reduce their environmental footprint through ecodesign; and finally to generalize resulting observations about doors to all other appearance wood products to improve their ecodesign. About twenty type I ecolabels applicable to appearance wood products have been identified. Those labels have then been classified into four groups. Scientific literature shows that a comprehensive approach, that is taking into account all product life cycle stages, and multi criteria approach, that is considering all environmental impact categories, are essential to evaluate the environmental friendliness of a product. The case study permitted to observe that raw materials used for door production, in particular the particleboard, were responsible for 60% of total environmental impacts of the door, followed by product end-of-life (landfilling) and shipping. Ecodesign scenarios were developed according to those contributive life cycle stages : raw materials, end-of-life and transportation. The generalization of the door LCA results and ecodesign propositions to the entire appearance wood product family showed that raw materials still had a high contribution to products total environmental impacts and that decisions should be accordling to the type of wood used during the manufacture (wood composite or solid wood and veneer).

Cette thèse par insertion d'articles analyse les aspects humains en lien avec la responsabilité environnementale des organisations. Deux littératures, qui souvent s'ignorent, ont été mobilisées soit celle sur la psychologie du travail et le management environnemental pour comprendre l'adoption de comportements pro-environnementaux dans des contextes organisationnels. Deux domaines de recherche contemporains sous-exploités ont été identifiés: celui de la conceptualisation et de l'opérationnalisation des comportements pro-environnementaux (chapitre 1 et 2) et celui de l'organisation du travail dans la compréhension des ces comportements (chapitre 3). Les trois chapitres de la thèse, liés les uns aux autres, s'enchaînent de façon chronologique. Le choix a été d'articuler l'ensemble de ces chapitres de manière logique c'est-à-dire en commençant par les questions d'opérationnalisation qui sont en amont de notre démarche de recherche pour ensuite répondre à un questionnement de nature empirique. Les précisions se trouvent ci-dessous. Le chapitre 1 examine les convergences et les divergences des différentes conceptualisations des comportements pro-environnementaux à travers une revue systématique recensant les articles publiés sur ce sujet entre 1977 et 2020. Les 100 articles examinés ont permis de dégager quatre tendances majeures : (1) la recherche sur les comportements pro-environnementaux est dominée par le quantitatif ; (2) la promotion de ces comportements se fait majoritairement sur le territoire européen ; (3) les secteurs d'activité ayant reçu le plus d'attention à l'échelle mondiale sont les secteurs de services ; (4) il existe une pluralité de définitions qui s'entrecoupent, mais celles-ci ne sont pas toujours cohérentes avec les appellations qui y sont associées. Le chapitre 2 établit le degré de maturité méthodologique des comportements verts afin de déterminer leurs efforts d'opérationnalisation à travers une revue systématique recensant les articles publiés sur ce sujet entre 1977 et 2016. Les 54 articles examinés ont permis de dégager cinq tendances majeures : (1) une prédominance des échelles de mesure des comportements verts de type bureautique ; (2) une redondance de certaines mesures ; (3) peu d'efforts accordés à la mesure des comportements contre-productifs ; (4) l'émergence de nouvelles sous-catégories de comportements verts ; (5) et l'abondance des échelles mesurant les comportements verts volontaires (extra-rôle). Le chapitre 3 détermine dans quelle mesure les conditions de l'organisation du travail influencent l'adoption de comportements éco-responsables. Sur la base de la théorie de la conservation des ressources (CDR) de Hobfoll & Shirom (2001), une étude quantitative a été réalisée auprès de 313 employés travaillant dans différents secteurs d'activité au Canada. Les résultats valident toutes les hypothèses et démontrent que le soutien environnemental du supérieur est plus efficace sur l'adoption de comportements éco-responsables lorsque l'employé ressent une fatigue citoyenne élevée à condition que celui-ci ait une faible surcharge de travail. Enfin, il importe de préciser que les trois chapitres se réfèrent tous à la présence de comportements pro-environnementaux, bien qu'ils emploient différentes terminologies : comportements pro-environnementaux (chapitre 1), comportements verts (chapitre 2) et comportements éco-responsables (chapitre 3). Cela relève d'une exigence éditoriale à laquelle les articles ont été soumis.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020 / Le secteur du bâtiment émet jusqu’à 30% des émissions de gaz à effet de serre (GES) mondiales. Au Canada, il émet 12% des émissions de GES directes et subira une croissance importante d’ici 2030. Accroître l’utilisation des produits du bois pourrait diminuer les impacts climatiques attribués au secteur du bâtiment, ce qui contribuerait à l’atteinte des cibles nationales de réduction des émissions de GES. En stimulant un aménagement forestier durable, cela limiterait aussi les émissions de GES en forêt, en diminuant par exemple les risques de perturbations naturelles. Une gestion intégrée stimulant les secteurs du bâtiment, de la forêt et des produits du bois générerait un maximum de bénéfices environnementaux (i) en maintenant ou augmentant les stocks de carbone en forêt; (ii) en augmentant le stockage temporaire dans les produits du bois; (iii) en encourageant la substitution de matériaux à plus haute empreinte carbone. Le potentiel réel des stratégies d’atténuation faisant intervenir les produits du bois est difficile à quantifier. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil utilisé en génie environnemental pour déterminer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un service sur son cycle de vie. Cependant, en ACV, il n'existe aucun consensus sur la modélisation du carbone issu de processus biologiques, le carbone biogénique. Les ACV traditionnelles (statiques) ne considèrent pas l’influence des aspects temporels; elles reposent souvent sur les hypothèses que le carbone biogénique est (1) carboneutre ou (2) entièrement émis à la récolte. Ceci est problématique car les impacts climatiques d’un GES sont liés aux variations de sa concentration atmosphérique dans le temps. Les méthodes statiques peuvent donc mener à d’importantes erreurs d’estimation. Par exemple, 57% du carbone séquestré dans les produits du bois canadiens entre 1990 et 2008 est encore stocké dans l’anthroposphère. Considérer ce carboneentièrement émis induit une erreur d’estimation de 675 Mt CO2, l’équivalent de 92% des émissions de GES canadiennes en 2014. Les méthodes dites dynamiques permettent de considérer l’influence d’aspects temporels en ACV. Elles permettent d’éviter les hypothèses simplificatrices (1) et (2). Cependant, ces méthodes sont relativement récentes. Il existe peu d’exemples de leur application dans la littérature, notamment dans le domaine de l’ACV du bâtiment, où leur complexité additionnelle en termes de ressources (temps, données) est un enjeu important. L’objectif de ce projet est de comparer les résultats des méthodes statique et dynamique pour l’évaluation des impacts climatiques des produits du bois en ACV du bâtiment. Plus spécifiquement, cet objectif implique d’identifier une méthode dynamique adaptée à l’ACV du bâtiment, puis de l’utiliser dans une étude de cas. Ces objectifs spécifiques sont couverts dans deux articles. Le premier article dresse une revue critique des méthodes de modélisation du carbone biogénique en ACV et identifie la méthode dynamique du potentiel de réchauffement global biogénique (PRGbio) comme bien adaptée à l’ACV du bâtiment. Celle-ci permet d’intégrer des aspects dynamiques à l’ACV du bâtiment sans trop complexifier la collecte de données d’inventaire du cycle de vie. Le second article décrit l’application de la méthode PRGbio à l’étude de cas des Habitations Trentino, un bâtiment en bois situé à Québec. Comparativement à une approche statique, l’approche dynamique entraîne une réduction des impacts climatiques liés à l’utilisation des produits du bois. Ce résultat suggère que les méthodes d’ACV actuelles surévaluent les impacts environnementaux du carbone biogénique, et que des politiques encourageant la construction en bois auraient un potentiel d’atténuation des changements climatiques prometteur. / The building sector accounts for up to 30% of global GHG emissions. In Canada, it represents 12% of direct GHG emissions; these impacts are expected to significantly increase before 2030. Using more harvested wood products (HWP) in buildings could reduce the climate change impacts of the building sector and help reach the national mitigation goals set under the Paris Agreement. By encouraging sustainable forest management, this could also reduce forest carbon emissions, e.g. by reducing the risks and consequences of natural disturbances (fires, insects, etc.). Combining (i) sustainable forest management, (ii) temporary carbon storage and (iii) substitution benefits in integrated management approaches could provide large, necessary mitigation benefits. The potential benefits of integrated approaches including HWP are increasingly recognized, but assessing their actual climate impacts remains challenging. Life cycle assessment (LCA) is used in environmental engineering to assess the life cycle impacts products or services. However, there is currently no consensus in LCA on the assessment of carbon from biological processes, biogenic carbon. Traditional (static) practice disregards the influence of time considerations in LCA, and generally considers biogenic carbon (1) carbon neutral or (2) entirely emitted at the moment of harvest. This is a problem, since the climate change impacts of greenhouse gases (GHG) are a function of their atmospheric concentration over time. Disregarding time considerations can thus lead to estimation errors. In Canada, 57% of the biogenic carbon captured in wood products between 1990 and 2008 still remains in the anthroposphere. To consider it entirely emitted at harvest induces an estimation error of 675 Mt CO2, or approximately 92% of total Canadian GHG emissions in 2014. Dynamic approaches include time considerations in LCA and avoid simplifying assumptions (1) and (2). However, dynamic approaches are relatively recent. There are few available case studies and guidelines in the literature, notably in the field of building LCA, where the additional complexity and ressources (time, data) is a concern. The goal of this project is to compare the results of static and dynamic LCA approaches in the analysis of the climate change impacts of HWP in building LCA. More specifically, this goal implies identifying a dynamic approach well adapted to building LCA, and applying it in a case study. These objectives are covered in two articles. The first article is a critical review of biogenic carbon assessment methods in LCA. It identifies the biogenic global warming potential (GWPbio), a dynamic LCA approach, as well adapted for building LCA. The GWPbio approach can include time considerations in LCA, but is less resource-intensive than other approaches. The second article describes the use of GWPbio in the LCA of the Trentino building, a timber building located in Quebec City. Compared to static approaches, using GWPbio reduces the global warming impacts of HWP. This result suggests that current LCIA practice overestimates the impacts of biogenic carbon and HWP. Consequently, encouraging an increased use of HWP in the building sector could provide promising climate change mitigation benefits.

L’éco-efficacité est un concept qui a été spécifiquement conçu pour le monde de l’entreprise, et qui lie les performances environnementales et économiques d’un produit ou d’un service. Depuis 2012, l’éco-efficacité fait l’objet d’une méthode d’évaluation normalisée (ISO 14045) qui impose l’analyse de cycle de vie pour évaluer les impacts potentiels à l’environnement. L’évaluation de l’éco-efficacité offre ainsi au monde de l’entreprise l’opportunité de prendre des décisions non plus basées uniquement sur des égards économiques, mais prenant aussi en considération les impacts potentiels à l’environnement. Parmi les innombrables activités industrielles susceptibles de tirer profit du concept d’éco-efficacité se trouve la transformation des produits laitiers. En effet, ce secteur de l’industrie agro-alimentaire permet certes de valoriser la matière première laitière, mais exploite parallèlement une part significative des ressources naturelles. Le premier objectif de cette thèse a été de réaliser un état des lieux sur l’évolution et la mise en oeuvre du concept d’éco-efficacité dans le domaine de la transformation laitière. Une première étude a permis d’observer l’activité de transformation des produits laitiers sous une perspective de cycle de vie, et d’explorer les développements successifs du concept d’éco-efficacité dans ce domaine. Cette étude a notamment montré que la simulation de procédés présentait un potentiel intéressant pour lever les difficultés associées à l’évaluation de l’éco-efficacité selon la norme ISO 14045, soit les nécessités de disposer d’inventaires complets de flux de matière et d’énergie et d’une certaine expertise en analyse de cycle de vie. Par conséquent, le second objectif de cette thèse a été de développer un outil de simulation de procédés permettant l’évaluation de l’éco-efficacité des procédés de transformation des produits laitiers. Une seconde étude a ainsi permis le développement d’un prototype de logiciel permettant l’évaluation de l’éco-efficacité des produits laitiers. Ce prototype repose sur un simulateur de procédés spécifiquement développé pour la transformation laitière et intègre des jeux de données d’impacts potentiels à l’environnement. Ces caractéristiques lui permettent de générer des inventaires détaillés de flux de matière et d’énergie, et de procéder à l'évaluation des impacts potentiels à l’environnement, levant ainsi les difficultés identifiées lors de la première étude. Le prototype développé permet non seulement d'évaluer l’éco-efficacité des procédés modélisés, mais aussi d’identifier les opportunités d'améliorations, de comparer plusieurs scénarios de valorisation du lait cru, et d'évaluer la viabilité économique des scénarios modélisés. Cet outil a été utilisé lors d’une troisième et dernière étude, afin d’évaluer la contribution des opérations de séparation par membrane à l’éco-efficacité globale des procédés de transformation des produits laitiers. Ces opérations sont omniprésentes dans le domaine de la transformation laitière et présentent un potentiel non démontré d’amélioration de l’éco-efficacité. Trois scénarios de production de fromage Cheddar ont été comparés dans cette étude : deux intégrant des opérations de séparation par membrane à l’étape de standardisation du lait de fromagerie, et un dénué de telles opérations. Les résultats obtenus ont montré que même si l’introduction de procédés de séparation par membrane à l’étape de standardisation des laits de fromagerie permet d’augmenter significativement les rendements fromagers, elle ne permet pas d’augmenter l’éco-efficacité de cette transformation laitière. L’analyse des résultats a permis de déterminer que les potentiels d’amélioration de l’éco-efficacité par l’introduction de procédés de séparation par membranes se situaient probablement aux étapes de valorisation des sous-produits laitiers. Les travaux de cette thèse ont rencontré l’ensemble de leurs objectifs et contribuent ainsi à rendre l'évaluation de l'éco-efficacité plus accessible à l’ensemble des décideurs liés de près ou de loin à l’industrie de transformation des produits laitiers. / Eco-efficiency is a concept specifically designed for the business world and which links theenvironmental and economic performances of a product or service. Since 2012, eco-efficiency is subject to a standardised assessment (ISO 14045) which imposes life cycle analysis to conduct the assessment of the potential environmental impacts. Eco-efficiency assessment thus offers the business world the opportunity to make decisions not only based on economical criteria but also factoring in the potential environmental impacts. Among the countless industrial activities likely to benefit from the eco-efficiency concept is dairy processing. Indeed, this sector of the agri-food industry surely enables valorisation of dairy raw material but it concomitantly exploits a significant part of the natural resources. The first objective of this thesis was to conduct a state of play on the development and implementation of the ecoefficiency concept in the dairy processing field. A first study enabled to look at the dairy processing activity from a life-cycle perspective, and to investigate the successive developments of the eco-efficiency concept in this field. In particular, the study showed that process simulation presented a sound interest in overcoming the difficulties associated with eco-efficiency assessment according to the ISO 14045 standard: the need for a complete inventory of material and energy flows, and for a certain expertise in life cycle analysis. Therefore, the second objective of this thesis was to develop a process simulation tool enabling the ecoefficiency assessment of the dairy processes. A second study thus led to the development of a software prototype allowing for eco-efficiency assessment of dairy products. This prototype relies on a process simulator specifically designed for dairy processes and which includes datasets of potential environmental impacts. These features allow for both the generation of detailed inventories of material and energy flows and potential environmental impact assessments, thereby overcoming the challenges identified in the first study. The developed prototype not only allows for eco-efficiency assessments of the modelled processes but also enables identification of the improvement opportunities, comparison of multiple scenarios of raw milk valuation, and assessment of the economic viability of the modelled scenarios. This tool was used in a third and last study in order to assess the contribution of pressure driven filtration operations to the overall eco-efficiency of dairy processes. These operations are omnipresent in the dairy processing activity and hold a potential for eco-efficiency improvement which has not been yet demonstrated. Three scenarios of Cheddar cheese production were compared in this study: two integrating pressure driven filtration processes at the cheese milk standardisation stage, and one that did not include such operations. Results revealed that although introducing pressure driven filtration processes at the cheese milk standardisation stage can significantly improve the cheese yields, it does not allow for an improvement of the eco-efficiency of the cheese production process. Analysis of the results showed that t he potentials for eco-efficiency improvements in dairy processing through the introduction of pressure driven filtration operations could probably be achieved by incorporating them in the by-product valuation processes. The research work conducted within the framework of this thesis fulfilled all the different objectives set and therefore should help make eco-efficiency assessment more accessible to all the decision-makers related in one way or another to the dairy processing industry.

Au site minier Goldex d'Agnico Eagle, un parc à résidus a été construit au début du projet minier en 2007. Le parc à résidus, qui jusqu'à présent a été utilisé comme parc à résidus secondaire, sera à l'avenir utilisé comme parc à résidus principal. La compagnie minière souhaite donc améliorer ses connaissances du contexte hydrogéologique actuel du site afin d'assurer la protection des eaux souterraines lors des futures opérations minières. Des nouveaux travaux sur le terrain comprenant l'implantation de nouveaux piézomètres, des tests de perméabilité in situ, des tests au perméamètre de Guelph, des essais granulométriques et un levé de résistivité électrique ont été effectués. Un modèle 2D a été développé à l'aide du logiciel SEEP/W et a d'abord été calibré en régime permanent pour les données d'été et d'automne. Le modèle 2D a ensuite été recalibré en régime transitoire en utilisant des conditions climatiques réelles. Pendant la calibration, il était difficile de reproduire les niveaux d'eau élevés dans les résidus près des digues. Les analyses de sensibilité ont mis en évidence l'importance des conductivités hydrauliques des résidus et des matériaux naturels ainsi que les propriétés de la courbe de rétention d'eau des résidus. Ces paramètres pourraient être des cibles pour la caractérisation future du site. Un modèle 3D développé à l'aide du code FEFLOW a montré, qu'avec les conditions imposées, la majeure partie de l'eau circulant dans les résidus refait surface au pied de la digue du bassin de sédimentation. Cependant, il est important de considérer que l'eau provenant des résidus et les futurs contaminants potentiels devraient se déplacer plus rapidement via les divers étangs de surface et le drainage de surface que par l'écoulement souterrain. Les zones critiques et sensibles du modèle ont également été identifiées. / At Agnico Eagle's Goldex mine site, a tailings facility was constructed at the start of the mining project in 2007. The tailings facility, which until now has been used as a secondary tailings facility, will in the future be used as the primary tailings facility. The mining company therefore wishes to improve its knowledge of the current hydrogeological context of the site in order to ensure the protection of groundwater during future mine operations. New fieldwork was carried out to characterize the site, including installation of new piezometers, in-situ piezometer tests, Guelph permeameter tests, sieve tests and an electrical resistivity survey. A 2D model was developed using the SEEP/W code and was first calibrated under summer and fall steady-state conditions, with respective time-averaged water level data. The 2D model was then re-calibrated in a transient state using current climate conditions. Model calibration was generally good, but high-water levels in the tailings near the dikes were difficult to reproduce accurately. A sensitivity analysis was performed under steady-state and transient-state conditions. The analysis highlighted the importance of the hydraulic conductivities of the tailings, sublittoral sediments, and bedrock, as well as the properties of the tailings' water retention curve which could be targets for improved future site characterization. A 3D catchment-scale model was subsequently developed using the FEFLOW code which showed, under the imposed conditions, that most of the water flowing through the tailings resurfaces at the toe of the sedimentation pond dike. However, it is important to consider that the flow of water from the tailings and hence transport of any future potential contaminants is expected to occur more rapidly via the various surface ponds and surface drainage compared to subsurface flow. Critical and sensitive areas of the model have also been identified.

Le secteur des transports est considéré comme la source principale des émissions des GES au Québec. Le boisement et l'aménagement des écosystèmes routiers existants peuvent jouer un rôle très important dans la séquestration de carbone et la lutte contre les changements climatiques. La présente thèse visait à évaluer le potentiel de boisement des écosystèmes routiers pour la séquestration de carbone et la lutte contre les changements climatiques. Les analyses effectuées dans le cadre de cette thèse ont été réalisées sur des écosystèmes situés à proximité du réseau routier et répartis dans deux domaines bioclimatiques, soient l'érablière à tilleul et l'érablière à caryer cordiforme. Les résultats ont montré que les sites routiers dominés par la végétation arborée et arbustive représentent un réservoir important de carbone. De plus, la présence d'une végétation avec une dispersion fonctionnelle (FDIS) élevée permet d'augmenter le stockage de carbone dans l'écosystème. La mise sous conservation de ces sites permettrait la protection de ces stocks de carbone, alors qu'une plantation sous couvert en accompagnement de la végétation déjà existante permettrait d'augmenter la diversité fonctionnelle de ces sites et donc leur potentiel de séquestration de carbone. Par ailleurs, les résultats de simulation ont suggéré que le boisement des sites anthropisés ou artificialisés pourrait permettre de construire un nouveau couvert forestier et un puits de carbone sur ces sites; cependant, le boisement de terres agricoles abandonnées semble ne procurer que peu de bénéfices, comme la succession naturelle semble pouvoir s'y installer et séquestrer sans intervention humaine des quantités importantes de carbone. Bien que l'inventaire terrain des sites routiers ait montré que leurs sols représentent un réservoir important de carbone, ils sont aussi caractérisés par des propriétés physico-chimiques différentes de celles trouvées en milieu forestier; par exemple, ils sont exposés à des sources de contamination par les métaux lourds et les sels de déglaçage. Cela dit, cet état des sols routiers ne nuit pas à la stabilité physique du carbone dans le sol; il est même possible que la matière organique du sol immobilise ces métaux et inhibe leur lessivage. Finalement, le manque de documentation sur l'évolution de la végétation naturelle des sites routiers rend nécessaire le remesurage des sites témoins dans le temps; leur suivi et leur documentation permettront d'établir des scénarios de référence, ce qui permettra de mieux estimer l'effet du boisement de ces sites quant à la séquestration de carbone et la lutte contre les changements climatique / The transportation sector is considered the primary source of GHG emissions in Quebec. Afforestation andmanagement of existing road ecosystems play an important role in carbon sequestration and mitigation ofclimate change. This thesis aimed to evaluate the afforestation potential of road ecosystems for carbonsequestration and mitigation of climate change. The analyses were carried out on ecosystems located near theroad network in Quebec and distributed in the two bioclimatic domains: the sugar maple-basswood and thesugar maple-bitternut hickory. The results showed that roadsides dominated by trees and shrubs represent animportant reservoir of carbon; in addition, the presence of vegetation with high functional dispersion (FDIS) canenhance carbon storage in both the ecosystem and the biomass. Protecting these sites can preserve theircarbon stocks, while planting trees to accompany existing vegetation would increase the functional diversity ofthese sites and, therefore, their carbon sequestration potential. Furthermore, the simulation results suggestedthat the afforestation of anthropized or artificialized sites can create a new forest cover and increase carbonsequestration on these sites. However, the afforesting of abandoned agricultural land may not provide significantbenefits, as natural succession can take place and sequester carbon without human intervention. While the fieldinventory of road sites showed that the soils of roadsides represent a significant reservoir of carbon, these soilsare different from those found in the forest environment and are exposed to contamination from heavy metalsand de-icing salts. That said, this state of road soils does not affect the physical stability of carbon in the soil; itis even possible that organic matter in the soil immobilizes these metals and inhibits their leaching. Finally, thelack of documentation on the evolution of the natural vegetation of roadsides makes it necessary to remeasurecontrol sites over time; monitoring and documentation can help establish reference scenarios and estimate betterthe effect of roadsides afforestation in terms of carbon sequestration and mitigation of climate change.