Objectif – Nous avons démontré par le passé le développement d’une fermeture laryngée inspiratoire active lors de l’augmentation des pressions en aide inspiratoire nasale (AIn). Le présent projet de maîtrise vise à mieux comprendre les facteurs impliqués dans ce rétrécissement laryngé inspiratoire en AIn. Précisément, nous avons investigué les hypothèses selon lesquelles 1) un temps de pressurisation court favorise la fermeture laryngée inspiratoire en AIn et 2) une augmentation de la pression en CO[indice inférieur 2] dans le gaz insufflé inhibe cette activité. De plus, nous avons étudié l’effet de la baisse de la pression artérielle en O[indice inférieur 2] (PaO[indice inférieur 2]). Devis d’étude – Étude animale prospective interventionnelle Méthodes – Des études polysomnographiques furent effectuées sur 13 agneaux âgés de 4 à 5 jours, instrumentés de façon chronique. Les stades de conscience, l’activité des muscles constricteurs laryngés, les mouvements respiratoires, la pression trachéale et la saturation en O[indice inférieur 2] furent enregistrés. Les agneaux furent ventilés par AIn en augmentant progressivement les niveaux de pression (10/4, 15/4 puis 20/4 cm H[indice inférieur 2]O). Des échantillons de gaz artériels furent pris à chaque niveau de pression étudié. L’effet de pentes de pressurisation allant de 0,05 à 0,4 secondes fut comparé à chaque niveau. Par la suite, du CO[indice inférieur 2] (PaCO[indice inférieur 2] = valeur de base + 10 mmHg) et du N[indice inférieur 2] (Pour atteindre une PaO[indice inférieur 2] = 45-55 mmHg) furent ajoutés à la tubulure inspiratoire pour vérifier l’effet de la hausse de la PaCO[indice inférieur 2] et de l’hypoxie sur la fermeture laryngée en AIn. Résultats – Le pourcentage de cycles respiratoires avec de l’activité électrique des muscles constricteurs laryngés lors de l’inspiration fut mesuré et comparé pour les diverses conditions. Les différentes pentes de pressurisation étudiées n’ont pas altéré l’activité inspiratoire phasique des muscles constricteurs laryngés en AIn. Toutefois, cette activité fut virtuellement abolie lors de l’augmentation de la PaCO[indice inférieur 2] chez tous les agneaux. Finalement, l’activité inspiratoire phasique constrictrice du larynx en AIn ne fut pas altérée en situation d’hypoxie. Conclusion – La fermeture laryngée inspiratoire active observée en AIn n’est pas modifiée par la valeur de la pente de pressurisation allant de 0,05 à 0,4 s ni par l’hypoxie, alors qu’une augmentation de la PaCO[indice inférieur 2] l’abolit. Ces résultats pourraient avoir un impact significatif sur la réussite de la ventilation mécanique non-invasive chez des patients aux soins intensifs pédiatriques et néonataux.

Le présent mémoire vise à donner un aperçu des effets du commerce bilatéral sino-canadien sur le niveau global des émissions de dioxyde de carbone. L'objectif est de réaliser une analyse "ex post" des émissions de CO? générées sur les territoires du Canada et de la Chine pour la fabrication de biens manufacturiers. À partir de l'analyse entrées-sorties, nous estimons les émissions de CO? incorporées au commerce bilatéral sino-canadien de 1990 à 2009 pour 13 secteurs manufacturiers et nous dérivons l'indice BEIC (balance des émissions de CO? incorporées au commerce). La BEIC mesure directement le gain environnemental, en termes relatifs, que peut avoir un pays et qui apparaît lorsque les biens importés contiennent plus de carbone, du fait des émissions CO? générées au moment de leur fabrication, que les biens exportés. L'analyse des effets du commerce bilatéral sino-canadien de biens manufacturés sur les émissions globales de CO? pour la période 1990-2009 révèle une BEIC excédentaire pour les secteurs manufacturiers de la Chine. En 2009, la BEIC entre la Chine et le Canada pour l'ensemble des secteurs manufacturiers du Canada est estimée à -17,23 MtCO?. Nous remarquons que pour la même année chaque dollar gagné par la Chine dans ses exportations de biens manufacturés en direction du Canada incorpore 2,1 fois plus de pollution, en termes d'émissions de CO? que chaque dollar dépensé dans les importations de biens manufacturés provenant du Canada. En l'absence du commerce bilatéral sino-canadien, les émissions globales de CO? se trouveraient réduites de 10,67 MtCO? en 2009. Si la tendance qui a prévalu entre 1990 et 2009 se maintient, le commerce bilatéral sino-canadien contribuerait à une hausse des émissions globales de CO?. Les niveaux constatés de la BEIC s'expliquent par deux raisons principales. La première raison est l'important déficit commercial du Canada dans son commerce avec la Chine. En 2009, les exportations canadiennes vers la Chine ne représentent que 15,63% des importations de biens manufacturés en provenance de Chine. La seconde raison est la différence dans l'intensité d'émission de CO? entre le Canada et la Chine. En 2009, l'intensité carbone des industries légères canadiennes (0,11 kgCO?$US2002) est 1,5 fois moins importante que l'intensité carbone des industries légères en Chine. Lorsqu'on compare pour la même année 2009 les niveaux d'intensité carbone des industries lourdes, ceux des industries lourdes chinoises sont près de deux fois plus importants que ceux des industries lourdes canadiennes. Par ailleurs, nous remarquons qu'en dépit du fait qu'ils restent très élevés, les niveaux d'intensité de carbone des secteurs manufacturiers chinois ont considérablement diminué sur la période 1990-2009. Entre 2000 et 2009, les niveaux d'intensité carbone des industries légères de la Chine ont été réduits de 23,7% et les niveaux d'intensité carbone des industries lourdes de la Chine ont diminué de 48,3%. Sur la même période, les améliorations technologiques des systèmes de production ont grandement contribué à ces importantes réductions des niveaux unitaires d'émissions de CO? des industries manufacturières de la Chine. [symboles non conformes]

Les effets de l'eau usée municipale et des fortes concentrations de CO[indice inférieur 2] sur la production de biomasse, sur la morphologie et sur la composition cellulaire d'une source marine d'Arthrospira (Spirulina) platensis (CCMP 1295) ont été étudiés. Après une comparaison de la dynamique de croissances de quatre souches différentes, la souche CPZA, une souche adaptée au milieu de culture « Zarrouk », a été sélectionnée. La production de biomasse a été déterminée massiquement sur des échantillons assechés. Les modifications au niveau de la morphologie ont été examinées journalièrement par microscopie optique, tandis que les contenus en protéines solubles, en glucides ainsi qu'en pigments (chlorophylle-a, phycocyanine et carotènes) ont été dosés par une approche colorimétrique. Le transfert de souche au milieu de culture Zarrouk a accéléré la production de biomasse par un facteur 12 sous des conditions favorables (3.3 klux à 32°C). Sous une intensité lumineuse plus grande (11 klux), la production a augmenté à 2.8 g/kg de solution après huit jours, ce qui représente une augmentation d'un facteur 17 par rapport à la biomasse initiale. L'ajout d'eau usée jusqu'à un pourcentage de 40 % a été effective en terme de production de biomasse, augmentant la culture jusqu'à une concentration de 3.3 g/kg de solution pendant la même période. La composition chimique des cultures restait relativement constante malgré les différences de milieux de culture. Cependant, l'addition d'eau usée a eu une corrélation négative sur la production nette de biomasse ainsi que sur le contenu en pigments, contrairement aux glucides qui ont démontré une augmentation allant parfois jusqu'à un facteur 5 dans une mixture composée à 80 % d'eau usée. Cette concentration d'eau usée a aussi permis d'observer de la chlorose. Malgré ces modifications, la morphologie des cellules n'a pas changé significativement, demeurant approximativement à 1 mm de longueur et aux environs de 10 spirales/trichome. Avec la concentration la plus élevée de CO[indice inférieur 2], la croissance s'est rapidement accélérée, d'abord dans le milieu Zarrouk pur, la production atteignant une densité de 3,6 g/kg solution après 8 jours sous un flux composé à 2 % de CO[indice inférieur 2]. Contrairement à l'addition d'eau usée, un changement systématique en morphologie a été observé. En effet, le trichome devient plus court et la spirale devient moins serrée si l'on compare à une culture employant des concentrations de CO[indice inférieur 2] semblables à celles de l'air ambiant. La concentration des pigments (spécialement les carotènes) et des protéines solubles diminue rapidement avec une augmentation de CO[indice inférieur 2], bien que le contenu en glucide dans ce cas également augmente proportionnellement. Une combinaison d'une haute concentration d'eau usée et de CO[indice inférieur 2] accélérait généralement le taux de croissance au début de culture. Cependant, un contenu atteignant 8 % de CO[indice inférieur 2] s'est démontré fatal pour des cultures impliquant de 20 % à 60 % d'eau usée, et ce, dès le 6e jour. En effet, une lyse prématurée des cellules a été observée. Il est tout de même particulier qu'une combinaison de hautes teneurs en CO[indice inférieur 2] et en eau usée dans le milieu de croissance ait pu mener à une synergie au niveau de la production de la biomasse, tout comme pour la production de chlorophylle-a, de phycocyanine et de protéines solubles. Ces résultats pourront s'avérer intéressants pour le développement d'une éventuelle stratégie de culture d'algue.

Dans un contexte de société où le développement durable est mis de l'avant, la gestion de lisiers provenant de la production d'animaux d'élevage est de plus en plus difficile. En effet, l'épandage de lisiers est soumis à des lois gouvernementales plus strictes afin de prévenir les problèmes environnementaux pouvant y être associés. Une solution envisagée est de traiter le lisier avant de l'épandre afin d'en réduire la charge polluante. L'objet de la présente étude consiste donc à optimiser l'élimination de l'azote contenu dans un lisier de porc synthétique (affluent) à l'aide d'un procédé biologique. Plus spécifiquement, l'étude comprend le démarrage, le développement et l'opération d'un biofiltre percolateur où le lixiviat (l'effluent traité) est recirculé dans le but d'éliminer la charge azotée sous forme d'ammonium (NH 4+ ) de l'affluent. Deux biofiltres percolateurs ont été opérés en étant alimentés en continu en lisier synthétique. La première étape du traitement consiste à un procédé biochimique de nitrification effectué par des bactéries autotrophes dans un environnement en aérobiose. Cette étape est combinée à un procédé de bio-oxydation de la matière organique du lisier. Durant le procédé de nitrification, le NH 4 + est oxydé en nitrite (NO2- ) puis en nitrate (NO3- ). La deuxième étape du traitement est d'associer la nitrification et la bio-oxydation de la matière organique à un procédé de dénitrification où le NO3- obtenu de la nitrification est réduit en azote atmosphérique (N2 ), acceptable pour l'environnement. Différents paramètres ont été variés afin d'optimiser le procédé. Trois méthodes de purge (sans purge, purge en discontinu et purge en continu), deux types de garnissage (sphères de polypropylène et billes de céramiques), quatre débits de recirculation (0, 0.5, 1 et 1.5 L min -1 ) et trois charges du lisier en carbone (137, 275 et 550 g C m-3 h-1 ) et en azote (60, 120 et 240 g N m-3 h -1 ) ont été testés. Principalement, les résultats indiquent que la purge en continu a un effet positif sur la production de biomasse et la production de CO 2 . L'augmentation du débit de recirculation a eu pour effet de diminuer la conversion du NH4+ pour les deux types de garnissages. L'effet a par contre été différent en ce qui concerne la production de CO2 : cette dernière a augmenté dans le biofiltre garni de sphères de polypropylène et diminué dans le biofiltre garni de billes de céramique. Lorsque les biofiltres étaient opérés sans recirculation, des taux de conversion de plus de 99% ont été obtenus. L'augmentation du débit de recirculation a également favorisé la production de NO 2- dans le lixiviat. Pour les deux types de garnissage, le fait d'augmenter la charge azotée de l'affluent a auFenté la production de CO2 pour les deux débits de recirculation testés (0 et 0.5 Lmin-1 ) et des conversions de plus de 99% ont été obtenues sans recirculation du lixiviat. Lorsque le lixiviat était recirculé (débit de 0.5 Lmin -1 testé) avec le biofiltre garni avec des billes de céramique, l'augmentation de la charge azotée a eu pour effet d'augmenter la conversion de NH4+ de 90% à 99%. Par contre, l'augmentation de la charge azotée semble n'avoir aucun effet sur la conversion du NH4+ lorsque les biofiltres sont opérés sans recirculation. [symboles non conformes]

Dans le cadre de cette recherche, la production de biocharbon par pyrolyse est étudiée à des conditions visant sa valorisation comme biochar (amendement pour le sol), tout en considérant son potentiel comme charbon vert (pour bioénergie ou transformations subséquentes). La production du charbon de biomasse s'est effectuée à l'aide de deux réacteurs à lits fixes de types batch, d'une capacité de 1 et 25 gb.hlbatch, respectivement. Le panic érigé (Panicum virgatum) est la biomasse lignocellulosique qui a été utilisée dans le cadre des tests. Les facteurs de production étudiés sont principalement la température (300, 400 et 500 °C) pour un court temps de résidence en réacteur (2,5 et 5 min) et l'effet de l'usage du CO2 plutôt qu'un environnement plus conventionnel d'azote. L'effet de ces facteurs est étudié par rapport aux caractéristiques physico-chimiques des biocharbons obtenus. Un suivi des produits pyrolytiques complémentaires (bio-huile et gaz) a aussi été effectué. Des extractions de biocharbon par Soxhlet (à l'aide de dichlorométhane) ont été analysées par GC-MS et ont permis l'identification d'une multitude de produits présents dans les biocharbons. Les conditions spécifiques utilisées pour la pyrolyse, entre autres la convection forcée avec taux de chauffe rapide à 300 °C — N2 à l'aide du réacteur 1 glbatch, ont présenté des rendements et propriétés de biocharbon avantageux pour l'amélioration de la productivité du procédé de torréfaction (en comparaison avec des travaux rapportés, notamment ceux de Gilbert et al. [2009]). Les analyses des extractions de charbons de biomasse ainsi que des bio-huiles (par GC-MS), produites à l'aide du réacteur 25g/batch, ont permis d'observer des différences significatives dans les composés obtenus lors de l'usage de CO2 vs N2. Plusieurs composés observés dans les extraits de biocharbons, produits en atmosphère de N2, se retrouvent en quantités moindres dans les extraits de biocharbons produits en atmosphère de CO2 pour des températures communes. À titre d'exemple, le furfural, un composé aromatique commun provenant de la dégradation des glucides, s'est retrouvé uniquement dans les extraits de biocharbons en présence de N2 vs CO2, à 400 °C. Parmi l'ensemble des conditions étudiées (pour les 2 réacteurs), uniquement le naphtalène et des dérivés du naphtalène sont observés comme hydrocarbures aromatiques polycycliques, et ce, uniquement suivant les traitements à 500 °C. L'étude de l'usage du CO2 comme gaz d'entrée en réacteur mena à des différences significatives pour l'ensemble des températures étudiées, et ce, tant pour les biocharbons que pour les produits liquides et gazeux. À 300 °C, en environnement de CO2 comparé à N2, il est possible d'observer une production de bio-huile significativement plus faible (18,0 vs 24,6 %; CO2 vs N2 pour P<0,002), ce qui représente un résultat cohérent avec l'obtention de biocharbon au contenu en composés volatils significativement plus élevé obtenu aux mêmes conditions (0,29 vs 0,35 g composés volatils - biocharbotig biomasse originale; CO2 vs N2 pour P=0, I ). De plus, à 500 °C, un contenu en cendres de biocharbon significativement plus faible a été observé en environnement de CO2 vs N2 (P<0,06). [symboles non conformes]

Résumé : Ces travaux de thèse s'intéressent à l'étude du comportement d'une discontinuité dans un géomatériau sous sollicitations chemo-mécaniques à l'échelle du laboratoire. Des essais de traction-compression cyclique étudient la refermeture d'une fissure. Ils indiquent que les déformations inélastiques seraient gouvernées en partie par les frottements générés lors du ré-emboîtement des lèvres de la discontinuité, non correspondantes du fait des contraintes internes. Des joints rocheux altérés chimiquement sous sollicitation tangentielle sont étudiés au travers d'essais de cisaillement direct : le comportement des joints dégradés est profondément modifié du fait de la diminution des propriétés mécaniques du matériau de part et d'autre de la discontinuité et de l'accentuation de la non-correspondance des profils rugueux. Le comportement d'une discontinuité est modélisée par le couplage d'un modèle élasto-plastique endommageable continu avec une résolution discrète du problème de contact/frottement (code calcul aux éléments finis Cast3M). Les résultats numériques confirment les phénomènes constatés expérimentalement.//Abstract: To probate the technology of CO[indice inférieur 2] geological storage, the integrity of the site must be assure over time. This industruial problematic involves the study of the mechanical properties alteration of geomaterials in the presence of CO[indice inférieur 2]. The scenario at the origin of this thesis illustrates the possibility of a CO[indice inférieur 2] leakage on a fault located in the caprock. This geological problem is complicated by the many parameters to consider: in situ temperature and pressure, scale effect, heterogeneities of the geomaterial, geofluide composition, chemical reactions ... These works focus on the behavior of a discontinuity in a geomaterial solicited chemomechanically at the laboratory scale. They were realised in cotutelle between SIAME laboratory at the University of Pau and Pays de l'Adour (France) and the laboratory of rock mechanics and engineering geology from the University of Sherbrooke (Quebec, Canada). The first part of the experimental program was defined to characterize the reclosing of a crack under cyclic uniaxial stress. The second experimental campaign has studied the shear behavior of a rock joint chemically degraded. The data obtained were used to model the behavior of a discontinuity by the finite element method. The mechanical behavior of a crack under normal stress is assessed with cyclic tension-compression tests. Stress curve showed hysteresis during opening and closing cycles of a discontinuity in concrete, it indicated inelastic deformations The analysis of displacement field by image correlation indicated that theses deformations were partially governed by the friction generated during the closing of the discontinuity lips. Frictional phenomena are due to asperities mismatching induced by the internal stresses in the concrete. The shear behavior of a rock joint chemically damaged was studied through direct shear tests. Rough surfaces were immersed in acid solution during 6 hours at constant pH. Digitalization of these surfaces befor and after immesion, with a lase profilometer, indicates little modifications of the geometry induced by dissolution of material. Results of tests pointed out significant modifications for altered joints illustred by a of the peak shear strength and an increased of contractancy. They are induced by: 1) the mismatch enhancement of the rough profiles of the discontinuity and, 2) the degradation of the mechanical properties of the material on both sides of the discontinuity due to the chemical attack. Numerical contribution of the thesis lies in modeling the behavior of a discontinuity by the coupling of an continuous elastic-plastic damaged model with a discrete resolution of the contact/friction problem. The model is developed with the finite element code Cast3M. Geometries lips discontinuities are modeled directly from the roughness profiles from experimental scans. The numerical results correctly represent the friction phenomena observed experimentally. Finally, a model of the shear test altered joints is performed by coupling the mechanical model with chemical damage model.