Faisant partie intégrante de l'histoire du Québec, les forêts ont aussi un fort potentiel reconnu dans la lutte contre les changements climatiques. Au regard de leurs fonctions et des biens et services qu'elles offrent à la société, les forêts constituent une ressource indispensable dans la mobilisation de l'énergie. En effet, la biomasse issue des forêts permet de remplacer les combustibles fossiles et autres produits à fortes émissions de gaz à effet de serre. Cependant, l'utilisation de la bioénergie forestière à des fins de chauffage et de cogénération est à l'état embryonnaire au Québec. De plus, les besoins de mobilisation et d'arrimage des acteurs à l'intérieur des chaînes de valeur sont peu étudiés. Par ailleurs, les interfaces possibles des chaînes avec les milieux d'accueil sont peu connues et les retombées économiques et sociales possibles restent à quantifier. Cette thèse permet ainsi d'évaluer le cadre organisationnel, environnemental, social et économique des modèles types de chaînes de valeur de la bioénergie forestière, en s'intéressant plus particulièrement à la production de chauffage et de cogénération dans les bâtiments institutionnels et commerciaux. La chaîne de valeur est un concept qui décrit la gamme complète des activités à valeur ajoutée nécessaires pour conduire un produit ou un service à travers les différentes phases de production. Premièrement, dans le but de caractériser les chaînes de valeur de bioénergie forestière, une méthode d'analyse qualitative au moyen d'entrevues semi-dirigées a été proposée avec une mobilisation des acteurs de la filière du chauffage à la biomasse forestière et du secteur forestier. La démarche a permis d'établir la typologie des modèles types de chaînes de valeur. Ainsi, les conclusions s'appuient sur les témoignages de ces acteurs, l'analyse des documents gouvernementaux et la littérature scientifique. Deuxièmement, pour quantifier les retombées environnementales, économiques et sociales associées au développement des modèles types de chaînes de valeur, une étude sur l'évaluation d'impact sur la durabilité des chaînes de valeur de bioénergie forestière a été menée. Au moyen du modèle Tool of sustainability impact assessment (ToSIA), il a été possible d'identifier des indicateurs environnementaux, économiques et sociaux et de les quantifier afin de mieux apprécier l'importance du développement de la bioénergie dans la région de Québec. Nos projections révèlent qu'une mobilisation importante de la biomasse forestière combinée à la mise en œuvre de technologies efficaces de conditionnement et de combustion de la biomasse sont des facteurs clés pour la région qui pourraient contribuer de manière significative à l'atteinte des objectifs de production d'énergie renouvelable et de bioénergie de la province. Troisièmement, au-delà de l'évaluation d'impact sur la durabilité des chaînes de valeur, la bioénergie forestière est à usages multiples. Ce dernier volet de la thèse vise à analyser la performance du système de chauffage aux granules de bois intégré dans des systèmes énergétiques hybrides dans des bâtiments urbains. En effet, il s'agit de mesurer la performance énergétique d'un système de chauffage urbain aux granules intégré dans un ensemble de systèmes énergétiques des bâtiments résidentiels et commerciaux. Au moyen de l'approche de la « valeur du système » alimentée par des données d'un bâtiment résidentiel nouvellement construit et celles d'un bâtiment commercial rénové, il a été possible d'analyser le rendement énergétique du système de chauffage aux granules de bois. Bien que le système de chauffage soit énergétiquement performant dans les deux types de bâtiments, des écarts de performance énergétique sont observés au niveau des deux bâtiments. Les économies nettes d'énergie sont plus importantes dans le bâtiment résidentiel que dans le bâtiment commercial. Par conséquent, la performance énergétique du système de chauffage aux granules de bois est supérieure dans le bâtiment résidentiel. En conclusion, les résultats de cette thèse ont permis de développer un nouveau modèle d'évaluation environnementale, économique et sociale de la bioénergie forestière pour le chauffage et la cogénération des bâtiments institutionnels et commerciaux. La thèse a permis d'étudier et de proposer des approches de mobilisation et d'arrimage des acteurs à l'intérieur des chaînes de valeur. De plus, les interfaces possibles des chaînes avec les milieux d'accueil sont connues et les retombées économiques et sociales possibles sont quantifiées. / As an integral part of Quebec's history, forests also have a strong potential in the fight against climate change. Considering their functions and the goods and services they offer to society, forests are essential resources for energy mobilization. Indeed, forest biomass can replace fossil fuels and other materials with high greenhouse gas emissions. However, the use of forest bioenergy for heating and cogeneration is in its infancy in Quebec. Furthermore, the needs for mobilizing and linking actors within value chains are poorly studied. Furthermore, little is known about the possible interfaces of the chains with the host environments, and the possible economic and social benefits have yet to be quantified. This thesis assesses the organizational, social, and economic framework of typical forest bioenergy value chain models, with a focus on heating and cogeneration production in institutional and commercial buildings. The value chain is a concept that describes the full range of value-added activities required to drive a product or service through the various phases of production. Firstly, to characterize forest bioenergy value chains, a qualitative analysis method using semi-structured interviews was proposed with the mobilization of actors from the forest biomass heating sector and the forestry sector. The approach made it possible to establish a typology of typical value chain models. Thus, the conclusions are based on the testimonies of these actors, the analysis of government documents and the scientific literature. Secondly, to quantify the environmental, economic, and social impacts associated with the development of typical value chain models, a sustainability impact assessment of forest bioenergy value chains was conducted. Using the Tool of sustainability impact assessment (ToSIA), it was possible to identify and quantify environmental, economic, and social indicators to better assess the importance of bioenergy development in the Quebec region. Our projections indicate that significant mobilization of forest biomass combined with the implementation of efficient biomass conditioning and combustion technologies are key factors for the region that could significantly contribute to the province's renewable energy and bioenergy production goals. Finally, beyond the sustainability impact assessment of value chains, forest bioenergy has multiple uses. The third chapter aimed to analyze the performance of wood pellet heating systems integrated with hybrid energy systems in urban buildings. Using the « system value » approach and data from a newly constructed residential building and a renovated commercial building, we analyzed the energy performance of a wood pellet heating system. Although the heating system is energy efficient in both types of buildings, discrepancies of energy performance were observed. The net energy savings are greater in the residential building than in the commercial building. Therefore, the energy performance of the wood pellet heating system is superior in the residential building. In conclusion, the results of this thesis have allowed the development of a new model for the environmental, economic, and social assessment of forest bioenergy for heating and cogeneration of institutional and commercial buildings.

La nécessité de trouver une alternative aux ressources fossiles dans les domaines énergétique et chimique oriente une partie de la recherche vers la valorisation de la biomasse. Le procédé thermochimique de pyrolyse rapide suscite beaucoup d’intérêts depuis quelques années car il permet de produire majoritairement une phase liquide, appelée biohuile à partir d’une biomasse. Celle-ci possède le potentiel de devenir un biocombustible ou un biocarburant mais un certain nombre de caractéristiques physico-chimiques freine son application. Les hémicelluloses et les cendres à travers leurs produits de dégradation ou leur rôle catalytique sont à l’origine de l’acidité, de l’instabilité et du faible pouvoir calorifique de l’huile pyrolytique. Dans cette thèse, pour améliorer la qualité de la biohuile, la biomasse a été hydrotraitée avant d’être pyrolysée. Les biomasses étudiées sont des billes de faible diamètre de peuplier faux tremble (Populus tremuloides) et d’épinette blanche (Picea glauca), deux essences répandues dans la région du Bas Saint Laurent au Québec. Elles ont été mises sous forme de copeaux avant de subir l’hydrotraitement. Ce prétraitement a permis d’éliminer une partie des hémicelluloses et des cendres du peuplier et de l’épinette. Une partie des lignines du peuplier se retrouve également solubilisée par le traitement appliqué à haute sévérité. L’influence des modifications chimiques occasionnées par l’hydrotraitement sur le comportement pyrolytique des biomasses a été étudiée par pyrolyse-chromatographie en phase gazeuse couplée à une spectrométrie de masse menée sous des conditions simulant la pyrolyse Auger pour la production de l’huile. Les composés phénoliques, dérivés des lignines, sont les constituants majoritaires des huiles pyrolytiques. Une augmentation de la teneur en anhydrosucres, principalement du lévoglucosane, a été observée pour les huiles issues de la pyrolyse de biomasse prétraitée. Ce phénomène est accentué si la vitesse de chauffe du procédé de pyrolyse augmente. L’influence de l’hydrotraitement sur la qualité de la biohuile a été évaluée pour le peuplier faux-tremble. Le procédé de pyrolyse a été effectué au moyen d’une unité laboratoire de pyrolyse Auger. Même si l’impact sur le rendement ne semble pas évident, l’hydrotraitement a permis d’améliorer les propriétés physicochimiques de l’huile pyrolytique tels que la teneur en eau, le pouvoir calorifique, et le point d’éclair. En revanche, le pH acide de l’huile pyrolytique est maintenu. Mots clés : biomasse forestière, peuplier faux tremble, épinette blanche, pyrolyse, biohuile ou huile pyrolytique, hydrotraitement, réacteur Auger, pyrolyse GC-MS. / The need to find an alternative to fossil resources as source of energy and chemicals has directed the research towards the valorization of biomass. Nowadays there is a growing interest for the thermochemical process of fast pyrolysis because of its major product, liquid bio-oil. Currently, some of its physical and chemical properties impede the direct application of bio-oil as fuel. The thermal degradation of hemicelluloses generates oxygenated compounds which cause the acidity and the instability of the bio-oil. Ash constituents catalyze secondary pyrolysis reactions which decrease the quality of bio-oil. In order to improve the bio-oil quality, the biomass is subjected in this project to a hydrothermal pretreatment before pyrolysis. Two woody biomasses, which are widespread in the forest of Bas-Saint Laurent (Quebec, Canada), are studied: trembling aspen (Populus tremuloides) and white spruce (Picea glauca). The whole logs are converted into wood chips before the hydrotreatment. This pretreatment was determined to remove hemicelluloses and ash from woody biomass. Moreover a partial solubilisation of lignins is observed for aspen. The impact of the pretreatment on pyrolytic behavior of woody biomasses has been studied by an analytical pyroprobe with a gas chromatograph coupled with a mass spectrometer using a protocole simulating the pyrolysis process. The phenolic compounds, derived from the degradation of lignins, are the major constituents of the bio-oil. A substantial increase of anhydrosugars content is noticed in the case of the bio-oil produced from pretreated biomass. This phenomenon is enhanced if the pyrolysis is performed at a high heating rate. The influence of the pretreatment on the bio-oil quality has been evaluated only for the trembling aspen. The pyrolysis process has been performed in a mobile pyrolysis Auger reactor. Even if the hydrotreatment seemed to have no impact on the bio-oil yield, it appeared to improve bio-oil characteristics such as water content, heating value and flash point, Nevertheless, the acid pH of bio-oil remained unchanged. Key words: forest biomass, trembling aspen, white spruce, fast pyrolysis, bio-oil, Auger reactor, hydrothermal pretreatment.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / La télédétection satellitaire offre de nouvelles promesses pour le suivi à grande échelle de territoires reculés, mais les capteurs multispectraux généralement utilisés pour ce type d’étude n’offrent pas une information suffisamment détaillée. Les capteurs lidar apportent une nouvelle vision des écosystèmes forestiers, par leur capacité à mesurer directement la structure verticale des éléments recouvrant le sol. Une méthode tirant avantage de ce type de données a été développée pour permettre de répondre à la problématique du suivi de la biomasse aérienne des écosystèmes forestiers du Québec, qui couvrent une superficie de 1.3 M Km2. Des équations allométriques permettent d’estimer la biomasse aérienne sèche pour l’ensemble des arbres d’une placette d’inventaire et le contenu en carbone équivaut à 50% de cette biomasse. À l’aide de données provenant d’un capteur lidar profileur aérien, une équation générique permettant d’estimer la biomasse de ces placettes a été développée (R2 = 0.65, n=207). Puis, en utilisant une carte de couverture du sol Landsat ETM+ et une carte des zones de végétation, des équations ont aussi été développées pour des strates représentant trois types de couverts forestiers répartis dans trois grandes zones de végétation (R2 variant de 0.51 à 0.79). Le système lidar aérien a aussi survolé quatre portions d’orbite du Geoscience Laser Altimetry System (GLAS), à bord du satellite ICESat. Les données de ces orbites du GLAS et d’un modèle numérique d’élévation SRTM ont été utilisées pour développer une équation permettant de prédire la biomasse aérienne sèche estimée par le lidar aérien (R2 = 0.59, n=1325). Les résultats obtenus de cette régression nous ont permis d’utiliser les 104 044 impulsions lidar de GLAS disponibles pour la zone d’étude pour estimer la biomasse aérienne sèche totale tant pour les principales zones de végétation que pour la zone d’étude en entier. Pour la zone d’étude, la biomasse est en moyenne de 39.0  2.2 (erreur type) Mg ha-1 pour un total de 4.9  0.3 Pg et sa distribution parmi les zones de végétation principales au Québec est 12.6% feuillus nordiques, 12.6% mélangés nordiques, 38.4% boréale commerciale, 13% boréale non-commerciale, 14.2% taïga, et 9.2% toundra arborée. Les forêts non-commerciales représentent 36% de la biomasse aérienne estimée alors que les forêts boréales représentent 51% de cette biomasse. / A method to estimate aboveground dry biomass of Quebec’s forest ecosystems was developed using data from a spaceborn lidar. The study area covers the portion of the province south of the treeline, an area of 1.3 M Km2. Biomass was first estimated for ground inventory plots using allometric equations. A small footprint laser profiler then flew over these inventory plots to develop a generic airborne lidar-based biomass equation (R2 = 0.65, n=207). As well, the Landsat ETM+ land cover map and the vegetation zone maps were used to develop stratified equations (R2 ranging between 0.51 and 0.79). The same airborne lidar system flew along four portions of orbits of the ICESat Geoscience Laser Altimeter System (GLAS). An equation was developed to predict airborne profiling lidar estimates of aboveground dry biomass from GLAS data and from the SRTM digital elevation model (R2 = 0.59, n=1325). These results allowed us to use the 104,044 GLAS pulses available over the study area to estimate the total aboveground dry biomass for the main vegetation areas of Quebec as well as for the entire study area. Biomass for the entire study area averaged 39.0  2.2 (standard error) Mg ha-1 and totalled 4.9  0.3 Pg with 36% of this biomass located in non-commercial forests and 51% located in the boreal forest (both commercial and non-commercial).

L’utilisation de la biomasse forestière comme source d’énergie est de plus en plus intéressante dans le contexte actuel de lutte contre les changements climatiques puisqu’elle permet de réduire la consommation d’énergie fossile. La récolte de biomasse peut varier sur plusieurs aspects tels que le volume de bois récolté, la source de biomasse et le contexte du territoire. Cette étude vise à déterminer l’effet de la récolte de biomasse sur l’établissement de la régénération ainsi que sur les besoins subséquents en préparation de terrain dans les forêts affectées par la tordeuse des bourgeons de l’épinette; les retombées en termes de coûts et d’émissions de carbone sont aussi analysées. Le secteur d’étude fait partie du domaine bioclimatique de la pessière à mousses de la région de la Côte-Nord, Québec, Canada et se situe à 25 km au nord de la ville de Port-Cartier. Pour établir le dispositif, la récolte de biomasse a été effectuée durant les années 2018 et 2019 dans certaines aires de coupe totale de peuplements dominées par le sapin et l’épinette noire. Des parcelles échantillons ont été disposées aléatoirement dans des aires de coupe avec récolte de biomasse et des aires témoin (sans récolte de biomasse) pour y évaluer: la qualité de la régénération, la quantité de microsites propices à la régénération, le recouvrement de la compétition, la quantité de débris ligneux au sol et le type de substrat. Les données de coûts d’opération pour la collecte et le transport de la biomasse étaient fournies grâce à une collaboration avec l’industriel Rémabec. Nos résultats suggèrent que la récolte de biomasse augmente la densité de régénération et la quantité de microsites propices à la régénération. Nous avons aussi observé que la récolte de bois résiduel permettait de réduire les coûts de remise en production des sites de coupe d’environ 282.07＄ CA ha⁻¹, ce qui équivaut à 14.45＄CA par tonne métrique anhydre de biomasse récoltée. De plus, lorsque combiné à la préparation de terrain et à la plantation, un scénario incluant la récolte d’environ 45% du volume de débris ligneux pour la production de bioénergie entrainait la séquestration de carbone cumulative la plus élevée sur une période de 100 ans par rapport à tout autre scénario sans récolte de biomasse. Cette étude suggère que l’intégration de la récolte de biomasse comme outil sylvicole a un potentiel économique et écologique important. La bioénergie peut jouer un rôle clé pour la transition énergétique vers des énergies renouvelables, la mise en valeur des résidus forestiers et la lutte contre les changements climatiques.

Les plantes arbustives naturelles envahissent les terres agricoles abandonnées. Pour remettre en valeur ces friches, on a traditionnellement recours au brûlage ou au broyage sur place. D’invention récente, le Biobaler coupe et met en balle les arbustes qui peuvent alors être déplacés et valorisés. Un champ agricole à St-Augustin-de-Desmaures (Québec, Canada), abandonné depuis 20 ans, a été inventorié pour les plantes présentes et les sols. Des modèles allométriques ont été développés pour prédire la biomasse de 11 espèces pionnières (R² moyens de 0,93). Les sols avaient un pH moyen de 5,0, 0,32% de N-total et un carbone organique de 4,0 %. Soixante-deux balles récoltées sur 2,7 ha pesaient 413 kg en moyenne à 44% de teneur en eau. La biomasse récoltée, entre 3,3 et 9,6 t de matière sèche par hectare, représentait 18 à 43 % de récupération. Les données permettront d’évaluer le Biobaler sur les friches. / English Title : Soil and native woody crop properties on an abandoned agricultural field harvested with a Biobaler. Natural woody crops overtake abandoned agricultural land. To bring back these areas into useful production, traditional methods include prescribed burning or on-site mulching. A recent technology, the Biobaler cuts and forms round bales of woody crops which can be moved for useful application. An agricultural field in Saint-Augustin-de-Desmaures (Quebec, Canada), abandoned for 20 years, was monitored for crop identification and soil properties. Allometric models were developed for 11 native woody crops (average R² of 0.93). Soil pH averaged 5.0, total N, 0.32% and organic carbon, 4.0%. Sixty two bales were harvested, averaging 413 kg at 44% moisture. The harvested biomass, between 3.3 and 9.6 t of dry matter per hectare, represented 18 to 43% of above-ground biomass. Data will be useful in assessing Biobaler operation on fallow land.

Résumé : Depuis le début du XXe siècle, la production de bétons secs représente une industrie importante pour le développement des infrastructures en bétons compactés au rouleau notamment pour la construction de barrages, de digues, de pavages, et les bétons moulés à sec pour la pré-fabrication de blocs de maçonnerie, de briques, de pierres de pavé, etc. La durabilité de celles-ci peut être améliorée en réduisant leur consommation de ciment Portland et de granulats naturels en utilisant, respectivement, des ajouts cimentaires et des matériaux granulaires alternatifs. D’ailleurs, beaucoup de sous-produits industriels et autres ajouts cimentaires alternatifs ne respectant pas les exigences pour le béton conventionnel ont été utilisés avec succès dans ce type de béton. Les cendres de biomasse sont des sous-produits prometteurs pour les applications de bétons secs. Ces cendres sont obtenues dans une centrale de cogénération de l’industrie des pâtes et papiers suite à la combustion de leurs boues de traitement des eaux usées, de leurs boues de désencrage, et autres résidus de bois. Les cendres volantes de biomasse (CVB) ont une finesse similaire à celle du ciment et elles possèdent aussi un potentiel de réactivité pouzzolanique. Elles peuvent donc remplacer une partie du ciment utilisé dans la formulation de bétons. Les cendres grossières de biomasse (CGB) ont une granulométrie voisine de celle d’un sable fin. Elles peuvent donc être valorisées en remplaçant une partie des granulats naturels utilisés dans les formulations de bétons. Bien que les propriétés physico-chimiques et les interactions cimentaires de celles-ci soient étudiées depuis le début des années 2000, très peu d’applications commerciales ou industrielles ont été développées. Ce projet de recherche vise l’étude et l'optimisation des CVB comme ajout cimentaire alternatif et des CGB comme granulats fins alternatifs dans la production de bétons compactés au rouleau (BCR) et à la paveuse (BCP) pour des applications de pavages industriels et dans la production de bétons moulés à sec (BMS) pour des applications de préfabrication de pierres de pavé. Pour chacune de ces applications, des formulations incorporant un taux de substitution jusqu'à 30% du ciment par des cendres volantes et jusqu’à 100% du sable par des cendres grossières ont été réalisées. Ces travaux d’optimisation ont été effectués avec des bétons à rap-port eau-liant de 0,32, 0,35 et 0,37. Les propriétés à l’état frais (maniabilité et consistance), à l’état durci (résistance à la compression, à la flexion et à la traction), et de durabilités (absorption à l’eau, vides perméables et résistivité électrique) jusqu'à 91 jours ont été mesurées pour tous les mélanges de béton. Le rapport eau-liant, la teneur en pâte et les taux de remplacement optimaux ont également été combinés et optimisés afin de valoriser un maximum de cendres de biomasse, volantes et grossières, dans une seule formulation. Les résultats des mélanges de BCR fabriqués en laboratoire avec 10% et 20% de CVB et combinés à 50% de CGB ont respectivement montré des maniabilités désirées et des résistances à la flexion supérieures aux limites prescrites par les devis techniques pour une utilisation pratique de 23% et 29%. Ces deux mélanges donc ont été sélectionnés pour évaluer leur comportement in situ à l’aide de la construction d'une dalle de stockage de 792 m² par 300 mm d'épaisseur à l'aide de pratiques courantes. Des carottes ont été prélevées dans la dalle à 28 et 308 jours. La résistance à la compression des noyaux à l'âge de 308 jours a atteint 33 et 30 MPa pour les deux mélanges testés, respectivement. Les BMS fabriqués avec 5%, 10%, ou 15% CVB et 25% de CGB peuvent atteindre un indice de compaction de 99% avec un travail de compaction inférieur à celui spécifié par les fabricants de pierre de pavés. L'utilisation des CVB et CGB entraîne une faible diminution de la résistance à la compression, mais présente des valeurs de perméabilité et d’absorption à l’eau très faibles et inférieures aux exigences requises les normes (près de 5%). Ces travaux de recherche présentent un débouché potentiel à la valorisation des cendres volantes et grossières de biomasse issues de l’industrie des pâtes et papiers dans les bétons secs comme ajout cimentaires ou granulats fins. Cette approche peut offrir une contribution significative pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre associés à la production de ce type de béton et dans les gestions des matières résiduelles de l’industrie des pâtes et papiers. / Abstract : Since the early twentieth century, the production of dry concrete is an important industry for infrastructure development including the construction of dams, core dikes, and pavements using roller-compacted concrete, and precast masonry blocks, bricks, pavers using dry-cast concrete. The sustainability thereof can be improved by reducing its consumption of Portland cement and natural aggregates using cementitious supplementary cementitious materials and alternative granular materials, respectively. Moreover, many industrial by-products and other mineral additions not meeting the requirements for conventional concrete have been success-fully used in such concrete. The biomass ashes are promising supplementary materials for dry concrete applications. These ashes are produced in a cogeneration plant of the pulp and paper industry following the burn-ing of their wastewater treatment sludge, their de-inking sludge, and other wood residues. The biomass fly ash (BFA) have a similar finesse in the cement and they also have a potential poz-zolanic reactivity. They may therefore replace part of the cement used in concrete formula-tions. The biomass bottom ashes (BBA) have a particle size close to that of a fine sand. They can be use to replace a portion of the natural aggregates. Although the physicochemical proper-ties and interactions with cement have been studied since the early 2000s, very few commer-cial or industrial applications have been developed. This research project aims at studying and optimizing the BFA content as an alternative sup-plementary cementitious materials and the BBA content as an alternative fine aggregates in the production of roller-(RCC) and paver-compacted concrete (PCC) for industrial pavements and dry-cast concrete (DCC) for the manufacture of pavers. Formulations incorporating substitu-tion rates of cement up to 30% by BFA and of the sand up to 100% by BBA were evaluated for each of the mentioned applications. This optimization work was carried out with concrete water-to-binder ratio (w/b) of 0.32, 0.35 and 0.37. The fresh properties (workability and com-pactness), hardened properties (compressive strength, flexural strength and splitting-tensile strength) and transport properties (water absorption, permeable voids and electrical resistivity) up to 91 days were measured for all concrete mixtures. The optimal w/b, paste content and replacement rates were also combined and optimized in order to maximize the biomass fly and bottom ashes content, in a single formulation. The results of concrete mixtures made with 10% and 20% BFA with 50% BBA showed 23% and 29% higher flexural strength than the limits required for practical use of RCC, respective-ly. These two RCC mixtures were selected for the assessment of in situ behaviors through the construction of a storage slab of 792 m² per 300 mm thick using standard practices. Core sam-ples were cut from the slabs at age of 28 and 308 days for follow-up of the concrete behavior with time. The compressive strength of the cores at an age of 308 days reached 33 and 30 MPa for the two tested mixtures, respectively. The DCC mixtures made with 5%, 10%, or 15% BFA and 25% of BBA can reach a compact-ness index of 99% with a compaction work lower than specified by the Standards. The use of the BFA and BBA lead to small decrease of the compressive strength, however they can result in very low permeability and water absorption values lower than required by the specifications (close to 5%). This research presents a potential market for recycling biomass fly and bottom ashes from the pulp and paper industry in dry concrete as alternative supplementary cementitious materials or fine aggregates. This approach can provide a significant contribution to reduce greenhouse gas emissions associated with the production of this type of concrete and with the managements of by-products from the pulp and paper industry.

Biomass and carbon stock of the natural forests in Vietnam are still not clear due to limitation of knowledge and financial. In this paper, the results of estimating biomass and carbon stocks of the natural forests at Me Linh Biodiversity Station are shown. There are two forest types in this study: the forest vegetation restored after shifting cultivation (vegetation type I) and the forest vegetation restored after clear cutting exploitation (vegetation type II). As the results, the estimated biomass of the forest vegetation restored after shifting cultivation is 86.80 ton.ha-1 and the estimated biomass of the forest vegetation restored after clear cutting exploitation is higher, about 131.59 ton.ha-1. The carbon stock in plants was about 43.40 ton.ha-1 of vegetation type I and 65.79 ton.ha-1 of vegetation type II. The carbon storage in soil of vegetation type I is 79.01 ton.ha-1 and vegetation type II is 99.65 ton.ha-1. Hence, the total of carbon stock in forest vegetation I and II are accounted by 122.41ton.ha-1 and 165.44 ton.ha-1, respectively. In general, it can be pointed out that the naturally recovering secondary forest at Me Linh Station is the secondary young forest with the low economic value due to shortly restored process (about 10-20 years), the flora is not rich and abundant, and there are only commonly pioneer and light demanding tree species. / Sinh khối và trữ lượng các bon của rừng tự nhiên ở Việt Nam vẫn ít được quan tâm của do hạn chế về kiến thức và tài chính. Trong bài báo này, chúng tôi đưa ra kết quả của việc ước lượng sinh khối và tổng hợp các bon của các thảm thực vật rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên tại Trạm Đa dạng Sinh học Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc- Việt Nam, nơi có loại hình thảm thực vật chính, đó là thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy (kiểu thảm thục vật I) và thảm thực vật phục hồi sau khai thác kiệt (kiểu thảm thực vật II) nhằm mục đích đánh giá tiềm năng của rừng thứ sinh tại khu vực nghiên cứu. Sinh khối của thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy là 86,80 tấn/ha. Sinh khối của thảm thực vật phục hồi sau khai thác cao hơn, đạt 131.59 tấn/ha. Lượng các bon hấp thu trong đất của thảm thực vật I là 79,01 tấn/ha và thảm thực vật II là 99,65 tấn/ha. Như vậy, tổng lượng các bon được hấp thu trong mỗi loại hình thảm thực vật trên là: 122,41 tấn/ha (thảm thực vật I) và 165,14 tấn/ha. Nhìn chung, rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên tại Trạm Đa dạng Mê Linh chủ yếu là rừng non thứ sinh, ít có giá trị kinh tế do quá trình phục hồi diễn ra ngắn (khoảng 10-20 năm) nên thành phần thực vật nghèo nàn, không phong phú, thành phần chính chủ yếu là các cây gỗ tiên phong, ưa sáng.

Ce travail porte sur l'étude des voies réactionnelles accompagnant la liquéfaction desconstituants de la biomasse lignocellulosique dans un milieu aqueux proche du pointcritique. La stratégie expérimentale consiste à étudier la réaction en unité pilote decomposés lignocellulosiques modèles et à développer une approche analytiquemultitechnique originale afin de caractériser les structures et les masses moléculairesdes produits. Les résultats obtenus montrent que les schémas réactionnels sontcomplexes faisant intervenir de nombreuses voies de fragmentation et de condensationcompétitives. L'étude cinétique à différents temps de séjour montre que la fractionglucidique de la biomasse lignocellulosique a une réactivité très différente de sa fractionligneuse.

Die Arbeit zeigt wichtige Nutzungswege von fester Biomasse in Form von Holzhackschnitzel (HHS). Einleitend wird das Potenzial und der derzeitige Stand dargestellt. Es werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften mit dem Schwerpunkt Wassergehalt in bezug auf die energetische Nutzung der HHS behandelt. Kerne der Nutzungswege bilden dabei die Vergasung im Gleichstromvergaser und die Co-Verbrennung in der Zirkulierenden Wirbelschicht. Mit Hilfe eines Versuchsvergasers werden die Auswirkungen von HHS-Eigenschaften auf den Betrieb untersucht. Der Modellvergaser IGEL bietet durch seine Konstruktion die Möglichkeit, innere Vorgänge zu beleuchten und Messungen in verschiedenen Vergaserebenen durchzuführen. Die Auswirkungen von verschiedenen Brennstoffchargen mit unterschiedlichem Wassergehalt führten zu Änderungen in der Gaszusammensetzung. Eigene Untersuchungen ermittelten einen Grenzwassergehalt, mit dem der Vergaser noch betrieben werden kann. Die Experimente an der Pilotanlage mit zirkulierender atmosphärischer Wirbelschicht befass-ten sich mit der wichtigen Frage, ob und welches NOx-Minderungspotenzial beim Einsatz von Biomasse vorliegt. Die mathematische Modellierung verdeutlicht die Nutzbarkeit von Simulationsprogrammen bei der Untersuchung von Einflüssen der Co-Verbrennung auf die NOx-Bildung. Hier wurden die Gesichtspunkte der Luftzahl, der Luftstufung, des Wassergehaltes, das Mischungsverhältnis und die Brennstoffstufung betrachtet. Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung führt zu dem Ergebnis, dass Anlagen zur reinen Stromerzeugung mit Biomasse nur nahe der gesetzlichen Höchstleistung von 20 MWel zur Einspeisevergütung von wirtschaftlich betrieben werden können. Die ökologisch und ökonomisch günstigste Variante stellt die Co-Verbrennung in vorhandenen Anlagen dar. Die Kalkulationen zu den in Deutschland benötigten 20-MWel-Anlagen verdeutlichen, dass bei den gegenwärtig geplanten Heizkraftwerken das Potenzial an HHS schnell aufgebraucht ist.

L’étude du cycle du carbone (C) dans les écosystèmes terrestres est fondamentale afin de comprendre leur rôle dans le cycle du carbone ainsi que les répercussions du changement climatique sur ces écosystèmes. L'objectif général de la thèse qui est de faire un suivi intra-annuel de l’allocation du C au sein de différents écosystème terrestre (forêt et prairie), se place dans ce contexte. Dans un premier temps les efficiences de production de biomasse aérienne (aBPE, rapport entre les quantités de carbone stockées dans la biomasse aérienne et absorbées) sont calculées pour des intervalles de temps réduits, du mois à la semaine selon l’écosystème (forêt et prairie). Dans un second temps, une estimation plus précise de l'allocation du carbone en forêt a été effectuée, en suivant la formation de certains composés structuraux (hémicelluloses et cellulose+lignine). Un possible lien entre la variation de cette allocation selon les conditions climatiques a été étudiée. Les efficiences correspondantes ont également été calculées mensuellement pour avoir une idée plus précise du stockage durable du C dans cet écosystème. Une comparaison avec la prairie a été réalisée en termes d’aBPE afin d'analyser les capacités respectives des 2 écosystèmes à s'adapter aux changements climatiques et à jouer un rôle dans la mitigation des gaz à effet de serre. Dans le cadre de l'Observatoire Pérenne de l'Environnement, deux écosystèmes voisins situés en Meuse (55) ont été instrumentés dans le but de mesurer en continu les échanges de CO2 à l’interface couvert‐atmosphère, ainsi que les conditions micrométéorologiques dans lesquelles ces échanges se produisent. De plus, un suivi régulier du développement des écosystèmes a également été réalisé / The study of the carbon (C) cycle is important in terrestrial ecosystems (forest, grassland) in order to understand their behavior, their role in the C cycle and also the impact of climate change on them. The general study of this thesis which is to monitor the intra-annual allocation of C into different terrestrial ecosystem (forest and grassland), lays within this context. Firstly we calculated aboveground biomass production efficiencies (aBPE, ratio between the quantity of C stored into the aboveground biomass and absorbed) intra-annually, weekly or monthly depending on the ecosystem (grassland and forest respectively). Secondly a more precise assessment of the C allocation in forest was made by analyzing the formation of structural C compounds (hemicelluloses and cellulose + lignins). A possible link between the variability of these allocations and climate was studied. The corresponding efficiencies were then calculated monthly in order to have a better idea of the sustainable C storage in this ecosystem. A comparison with a grassland in term of aBPE was then realized in order to analyze the adaptation capacity of each ecosystem to climate change and to play a role in the mitigation of GHG. Two neighboring ecosystems located in Montiers-sur-Saulx and Osne-le-Val were equipped, as part of the Observatoire Pérenne de l’Environnement (OPE), to measure continuously the CO2 exchange between land cover and atmosphere and the micrometeorological conditions in which these exchanges happen. A regular monitoring of those ecosystems development (biomass, leaves area, senescence) was also made