Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Le but de cette étude est de comprendre l’effet d’une irrigation par les eaux usées et /ou de la fertilisation par les engrais chimiques sur la productivité aérienne et souterraine d’une plantation de saule Salix miyabeana SX67 en CICR dans un contexte de filtre végétal. Nous avons d’une part évalué l’impact de diverses doses d’eau usées et/ou de la fertilisation minérale sur les rendements en biomasse ligneuse d’une culture de saules au cours d’un cycle de croissance de deux ans. D’autre part et pour la même période nous avons comparé le développement racinaire (biomasse, morphologie et distribution dans le sol) suite aux divers traitements. Les résultats ont montré qu’au terme de deux ans de croissance, les traitements par les eaux usées aussi bien que celle par les engrais a permis l’augmentation des rendements de la biomasse aérienne de notre culture de saules avec un effet plus prononcé suite au traitements des eaux usées qu’à celui du fertilisant chimique. Nous avons mesuré des productivités en biomasse aussi élevées que 39,4 Mg ha-1 et 54,7 Mg ha-1 et ce pour les parcelles qui ont reçu la plus grande quantité d'eaux usées, respectivement pour les saules non fertilisé et fertilisé (D3-NF et D3-F). La majeure partie du système racinaire était en superficie avec 92-96% des racines (racine fine et racine grosse) concentrées dans les premiers 40 cm de sol et nous avons trouvé que la biomasse des racines fines était comprise entre 1,01 et 1,99 Mg ha-1. Généralement la fertilisation chimique n’a pas eu d’effet sur les rendements en biomasse des racines totales et/ou fines. Bien que l’irrigation par les eaux usées ait entraîné une réduction statistiquement significative de la biomasse racinaire, néanmoins cette réduction n'était pas linéaire (avec une réduction de la biomasse de D0 à D1, une augmentation de D1 à D2 pour réduire de nouveau de D2 à D3). Cette tendance porte à penser qu'au-delà d'une certaine quantité d'eau et de nutriments (suite à l’irrigation par les eaux usées), le développement du système racinaire des saules est affecté négativement, et bien que la biomasse aérienne soit restée élevée sous le traitement D3, nous pensons que le développement de la plante a été quelque peu déséquilibré. Aucun changement significatif n'a été constaté dans les traits morphologiques liés à l'irrigation par les eaux usées. / The aim of this study was to understand the effect of both wastewater and/or mineral fertilisation on above- and belowground biomass of a Salix miyabeana SX67 willow SRC in a filter vegetation context. We firstly assessed the impact of various doses of wastewater and/or mineral fertilization on biomass yield after two season growth. On the other hand and during the same period we estimated root production and assessed vertical root distribution and roots morphology in response to various treatments doses. The results showed that after two years of growth both mineral fertilization and wastewater sewage fertilization enhanced willow aboveground biomass yields, with a more accurate effect due to wastewater irrigation than the mineral fertilization. We recorded high biomass yields such as 39.4 Mg ha-1 and 54.7 Mg ha-1 respectively for unfertilized and fertilized plants plots which benefits with the largest amount of wastewater (D3-NF and D3-F). We found that most of the roots were contained in top soil layers with 92-96% of the total roots (including fine and coarse roots) concentrated within the first 40 cm of soil depth, fine root biomass ranged between 1.01 and 1, 99 Mg ha-1. Neither mineral fertilization nor wastewater sewage irrigation showed an effect on total or fine roots biomass yields. Although we found a statistically significant decrease prior to wastewater treatments, this reduction was not linear (with a decrease of the biomass from D0 to D1, increased from D1 to D2 to go down again from D2 to D3). This pattern suggests that beyond a certain amount of water and nutrients (due to irrigation with wastewater) the development of the willow root system is negatively affected, and although the aboveground biomass remained high in the D3 treatment, we believe that the development of the plant was somewhat unbalanced. No significant changes were found in the deep morphological traits related to irrigation with sewage wastewater.

Le but de cette étude est de mieux comprendre l’effet d’une fertilisation en lisier de porc sur la productivité d’une plantation de saule tout en évaluant les risques d’impact négatif sur l’environnement. Nous avons évalué la réponse des plants à des quantités croissantes de lisiers en plus de la comparer à celle d’une fertilisation minérale. Nous avons aussi vérifié l’impact du lisier sur les teneurs nutritionnelles du sol ainsi que sur les concentrations en nitrates et phosphore de la solution du sol. Bien que l’azote du lisier soit moins efficace que celui des engrais minéraux, les résultats de notre étude montrent que le lisier est un bon engrais pour les plantations de saules. En effet, les rendements sur deux ans des parcelles ayant reçu les quantités croissantes de lisier étaient de l’ordre de 30,3 à 32,9 t/ha. Nous avons observé l’augmentation des teneurs en nitrate, cuivre et zinc dans le sol en fonction des apports croissants de lisier. Ces teneurs ont d’ailleurs diminué lors de la deuxième saison de croissance, ce qui pourrait être dû au prélèvement par les saules. Les concentrations printanières des eaux de lysimètres indiquent que la quantité maximale de lisier telle que testée lors de nos essais comporte un certain facteur de risque de lessivage des nitrates. Nous n’avons pas analysé la solution du sol des parcelles fertilisées avec des quantités plus faibles de lisier, mais nous pouvons croire qu’elles auraient induit des concentrations en nitrate comportant moins de risque de lessivage tout en assurant une productivité considérable. / The aim of this study is to investigate the effect of the use of pig slurry as fertilizer on the productivity of a willow plantation, while evaluating the risk of a negative impact on the environment. We evaluated plant response to increasing slurry amounts and compared this response to the effect of mineral fertilization. We also verified the impact of slurry on soil nutritional content as well as on nitrate and phosphorus concentrations in the soil. Although slurry nitrogen was less efficient than mineral fertilizer, the results of our study show that slurry constitutes an effective fertilizer for willow plantations. In fact, yields over two years on plots that received increasing amounts of slurry were on the order of 30.0 to 32.9 t/ha. We observed an increase in soil levels of nitrates, copper and zinc as a function of increasing slurry amounts. These levels actually decreased during the second growing season, possibly due to uptake by the willows. Springtime concentrations of water in lysimeters indicated that the maximum amount of slurry tested in our experiments was accompanied by a certain risk of nitrates leaching into the soil. We did not analyze the soil solution of plots fertilized with lower amounts of slurry, but it seems likely that these nitrate concentrations would have had a lower risk of leaching while still ensuring considerable productivity.

Le cycle du carbone (C) est, depuis la révolution industrielle, déstabilisé par l’introduction dans l’atmosphère de C autrefois fossilisé. Certaines mesures de mitigation prometteuses impliquent la séquestration accrue du CO2 atmosphérique dans les sols via le développement du réseau racinaire des arbres. Ce projet de recherche visait à : 1) quantifier la biomasse racinaire ligneuse produite annuellement par unité de surface par le Salix miyabeana cultivé en régie intensive à courtes rotations, 2) doser la concentration en C et en N des racines de saule en fonction de leur profondeur et de leur diamètre et 3) déterminer l’influence des propriétés pédoclimatiques du milieu sur la séquestration du carbone organique (Corg) par les racines. Pour y arriver, six souches de saules ont été excavées à partir de huit sites (n=48) et neuf carottes de recolonisation ont été implantées à cinq sites (n=45) pour évaluer la productivité racinaire fine. Les échantillons séchés ont été pesés pour quantifier la biomasse racinaire produite, et ont été analysés pour le C et le N. La productivité en biomasse racinaire ligneuse du saule en plantation pour tout le réseau d'échantillonnage varie de 0,7 – 1,8 Mg/ha/an. La proportion de C dans la biomasse racinaire s’étend de 31,3% à 50,4% et sa variance dans les tissus est expliquée par le diamètre racinaire et par les conditions environnementales des sites de provenance. Les conditions climatiques constituent la principale influence sur la production de biomasse racinaire. La variance de la biomasse racinaire est significativement contrôlée (p :0,004) par la quantité de précipitation de l’été et de l’année qui contrôlent ensemble 83,4 % du r2 ajusté. La précipitation de l’été est inversement liée à la productivité racinaire puisque les protéines expansines des racines sont stimulées par les carences hydriques du sol. La production de racines fines des plantations (1,2 à 2,4 Mg/ha/an) est, elle, plus fortement contrôlée par les conditions pédologiques du site qui expliquent 36,5% de la variance de productivité des racines fines contre 37,5% de la variance expliquée par les facteurs pédoclimatiques. Le P et le N du sol ont des rôles prépondérants sur la production de racines fines. Une disponibilité en P accrue dans le sol stimule la biomasse racinaire fine alors qu’une quantité supérieure de N dans le sol limite la croissance racinaire tout en favorisant la croissance des parties aériennes de la plante. Ce projet a permis d’améliorer notre compréhension des conditions pédologiques et climatiques qui engendrent, au Québec méridional, une productivité et une séquestration en Corg accrue dans le réseau racinaire du saule. / The carbon cycle has gone through notable changes since the industrial revolution, with the introduction of once fossilized C into the atmosphere. A number of promising mitigation solutions have been explored, including enhanced sequestration of atmospheric CO2 into soils by promoting the development of shrub trees’ root system. This research aims at: 1) quantifying total root biomass produced per unit surface per year from the short rotation coppice (SRC) of shrub willow (Salix Miyabeana), 2) obtaining the C and N concentration of roots according to diameter and depth and 3) determining the influence of pedoclimatic properties on underground C productivity. In order to achieve these goals, six willow trunks were excavated by hand from eight sites (n=45) and nine ingrowth cores were installed at five sites (n=45) to evaluate fine root productivity. The dried samples were weighted to quantify their total biomass and analyzed, for C and N content. Measured coarse root productivity at the sites varies from 0.7 to 1.8 Mg/ha/an. The C stock in the coarse root biomass varies (31.26% - 50.35%) and its variance is mainly explained by root diameter and the environmental caracteristics of the site of origin. Climatic constraints are the main influence over coarse root biomass production. Its variance is controlled (significant p: 0.004) by yearly and summer precipitations, controlling together 83.4% of the adjusted r2. Summer precipitation is negatively correlated to coarse root growth because the expansin protein content and activity within the roots is stimulated in dry environments. Fine root productivity (1.2 to 2.4 Mg/ha/year) is, however, controlled by a mix of climatic constraints and pedological constraints. There is 36.5% of the variance that is attributable to the pedological constraints and 37.5% of the variance explained by pedoclimatic constraints. The soil P and N contents have critical roles in the determination of fine root productivity. A large soil P stock stimulates fine root growth, whereas a large soil N stock limits the growth of the roots and stimulate aboveground biomass growth. This research allowed a better understanding of the conditions leading to enhanced productivity for willow SRC in the southern region of Quebec.

En 2011, cinq (5) cultivars de saules ont été sélectionnés pour leur rendement en biomasse. Ils ont été plantés sur quatre sites de la province du Québec et ont été maintenus selon le protocole de la culture intensive sur courtes rotations (CICR) afin de déterminer leur potentiel pour la bioénergie dans des environnements contrastés. La composition et l’anatomie du bois de ces cultivars ont été caractérisées et comparés en fonction des conditions environnementales caractéristiques de chaque site. La hauteur et le diamètre à la base des plantes diffèrent selon les sites. Ainsi, les cultivars répondent de façon spécifique aux conditions pédoclimatiques dans lesquelles ils sont cultivés. L’effet de l’environnement n’a pas été mis en évidence sur la teneur en lignine des cultivars. Cependant, un effet génotypique a pu être constaté soulignant l’importance de la sélectivité des cultivars. La densité du bois a étonnamment conservé la même hiérarchie génotypique entre les sites. À l’opposé, l’anatomie du bois présente des différences notamment au niveau des caractéristiques des fibres et des vaisseaux. Une forte teneur en polyphénols ainsi que des fibres moins larges et des vaisseaux plus nombreux ont été observés sur le site dont le bois est le plus dense supposant l’effet probable d’un stress abiotique. De plus, deux fois plus de fibres gélatineuses, fibres riches en cellulose, ont été identifiées sur ce site montrant un intérêt pour la production de bioéthanol. / In 2011, five (5) willow cultivars were selected for biomass yield. They were planted according to SRC (Short Rotation Coppice) protocol on four sites in Quebec (Canada) to determine their bioenergy potential in contrasting environments. Wood composition and anatomical traits were characterized and compared between both genotypes and environmental growing conditions. Tree height and stem diameter differed between sites, and pedoclimatic conditions more favorable for willow growth were identified. However, each cultivar showed a specific response to its environment. While no significant variation in lignin content was observed between sites, a clonal effect confirms the importance of cultivar selection. Surprisingly, the pattern of genotype variability in stem density was the same on all sites. Wood anatomy differed on fiber and vessel traits between high and low wood density sites, which suggests a probable effect of an abiotic stress. Furthermore, twice as many cellulose-rich G fibers were also found at the most dense site, evidence of potential for use in bioethanol production.

We develop a composite multiphysics model of excitation-contraction coupling for a rat ventricular myocyte under voltage clamp (VC) conditions to: (1) probe mechanisms underlying the response to Ca2+-perturbation; (2) investigate the factors influencing its electromechanical response; and (3) examine its rate-dependent behavior (particularly the force-frequency response (FFR)). Motivation for the study was to pinpoint key control variables influencing calcium-induced calcium-release (CICR) and examine its role in the context of a physiological control system regulating cytosolic Ca2+ concentration and hence the cardiac contractile response. Our cell model consists of an electrical-equivalent model for the cell membrane and a fluid-compartment model describing the flux of ionic species between the extracellular and several intracellular compartments. The model incorporates frequency-dependent calmodulin (CaM) mediated spatially heterogenous interaction of calcineurin (CaN) and Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase-II (CaMKII) with their principal targets and accounts for rate-dependent, cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-mediated up-regulation. We also incorporate a biophysical model for cardiac contractile mechanics to study the factors influencing force response. The model reproduces measured VC data published by several laboratories, and generates graded Ca2+-release with high Ca2+ gain by achieving negative feedback control and Ca2+-homeostasis. We examine the dependence of cellular contractile response on: (1) the amount of activator Ca2+ available; (2) the type of mechanical load applied; (3) temperature (22 to 38ºC); and (4) myofilament Ca2+ sensitivity. We demonstrate contraction-relaxation coupling over a wide range of physiological perturbations. Our model reproduces positive peak FFR observed in rat ventricular myocytes and provides quantitative insight into the underlying rate-dependence of CICR. The role of Ca2+ regulating mechanisms are examined in handling induced Ca2+-perturbations using a rigorous cellular Ca2+ balance. Extensive testing of the composite model elucidates the importance of various direct and indirect modulatory influences on the cellular twitch-response with wide agreement with measured data on all accounts. We identify cAMP-mediated stimulation, and rate-dependent CaMKII-mediated up-regulation of Ca2+-trigger current (ICaL) as the key mechanisms underlying the aforementioned positive FFR. Our model provides biophysically-based explanations of phenomena associated with CICR and provides mechanistic insights into whole-cell responses to a wide variety of testing approaches used in studies of cardiac myofilament contractility.

Le but de cette étude est de mieux comprendre l’effet d’une fertilisation en lisier de porc sur la productivité d’une plantation de saule tout en évaluant les risques d’impact négatif sur l’environnement. Nous avons évalué la réponse des plants à des quantités croissantes de lisiers en plus de la comparer à celle d’une fertilisation minérale. Nous avons aussi vérifié l’impact du lisier sur les teneurs nutritionnelles du sol ainsi que sur les concentrations en nitrates et phosphore de la solution du sol. Bien que l’azote du lisier soit moins efficace que celui des engrais minéraux, les résultats de notre étude montrent que le lisier est un bon engrais pour les plantations de saules. En effet, les rendements sur deux ans des parcelles ayant reçu les quantités croissantes de lisier étaient de l’ordre de 30,3 à 32,9 t/ha. Nous avons observé l’augmentation des teneurs en nitrate, cuivre et zinc dans le sol en fonction des apports croissants de lisier. Ces teneurs ont d’ailleurs diminué lors de la deuxième saison de croissance, ce qui pourrait être dû au prélèvement par les saules. Les concentrations printanières des eaux de lysimètres indiquent que la quantité maximale de lisier telle que testée lors de nos essais comporte un certain facteur de risque de lessivage des nitrates. Nous n’avons pas analysé la solution du sol des parcelles fertilisées avec des quantités plus faibles de lisier, mais nous pouvons croire qu’elles auraient induit des concentrations en nitrate comportant moins de risque de lessivage tout en assurant une productivité considérable. / The aim of this study is to investigate the effect of the use of pig slurry as fertilizer on the productivity of a willow plantation, while evaluating the risk of a negative impact on the environment. We evaluated plant response to increasing slurry amounts and compared this response to the effect of mineral fertilization. We also verified the impact of slurry on soil nutritional content as well as on nitrate and phosphorus concentrations in the soil. Although slurry nitrogen was less efficient than mineral fertilizer, the results of our study show that slurry constitutes an effective fertilizer for willow plantations. In fact, yields over two years on plots that received increasing amounts of slurry were on the order of 30.0 to 32.9 t/ha. We observed an increase in soil levels of nitrates, copper and zinc as a function of increasing slurry amounts. These levels actually decreased during the second growing season, possibly due to uptake by the willows. Springtime concentrations of water in lysimeters indicated that the maximum amount of slurry tested in our experiments was accompanied by a certain risk of nitrates leaching into the soil. We did not analyze the soil solution of plots fertilized with lower amounts of slurry, but it seems likely that these nitrate concentrations would have had a lower risk of leaching while still ensuring considerable productivity.

La présente thèse étudie le lien entre la capacité à construire un monde de paix et la place accordée aux femmes dans la société. Elle étudie plus particulièrement les instances dont la charge principale de sauvegarder la paix leur a été confiée par la Communauté Internationale - les Nations Unies et le Comité International de la Croix-Rouge et du Croissant-Rouge - que ce soit au sein de leurs systèmes propres, qu’au sein des programmes et missions conduits par ces dernières à travers le monde. Cette thèse cherche à montrer en quoi la paix est un concept qui ne se caractérise pas uniquement par l’absence de conflit et de destruction entre des nations et des peuples, mais aussi par la construction et le développement de sociétés modernes, libérées, justes, ainsi plus sûres. Et en quoi les inégalités qui touchent les femmes dans l’ensemble des sociétés, le non-respect de leurs droits, ainsi que leur marginalisation dans les milieux de pouvoir, politique et militaire, sont en contrepartie de réels facteurs d’instabilité, d’insécurité et un risque pour la paix mondiale. / This thesis studies the link between peacebuilding throughout the world and women’s position in society. It studies more particularly the main institutions which were entrusted the responsibility of protecting peace by the International Community – the United Nations and the International Committee of the Red-Cross and the Red-Crescent – within their own system and within programs and missions worldwide. This thesis tries to demonstrate that peace is a concept which is not only characterized by the absence of conflict and destruction between nations and people, but also by the development of modern, freed, right, equal, then safer, societies. And in what, as the disparities between women and men and the disregard of women’s rights, as their marginalization in the political and military circles of powers, threaten world stability and security, and constitute a risk for international peace.

Avant les Conventions de Genève de 1949, seuls les conflits armés internationaux étaient réglementés par le droit de la guerre. Ce dernier ne pouvait s’appliquer dans les guerres civiles qu’après la reconnaissance des forces rebelles comme partie belligérante. Or, depuis la Seconde guerre mondiale on a assisté à une multiplication des conflits armés non internationaux. Mais les Conventions de Genève de 1949 leur ont consacré seulement l’article 3 commun ; puis le Protocole II additionnel de 1977 est venu le compléter. Ces deux textes comportent de nombreuses lacunes, notamment l’absence de définition des « combattants » et des « civils », rendant ainsi difficile le respect du principe de distinction pourtant essentiel à la protection des populations civiles. Ces dispositions ne réglementent pas non plus les moyens et méthodes de guerre. Outre les lacunes normatives, il y a des problèmes matériels qui compliquent la mise en œuvre efficace des règles pertinentes. Il s’agit notamment de la participation des populations civiles aux hostilités, y compris les enfants-Soldats et les mercenaires. L’absence du statut de combattant dans les conflits armés non internationaux apparaît comme le problème principal compromettant l’efficacité du DIH. Celle-Ci ne contribue-T-Elle pas au non respect de ce droit par les groupes armés ? Faudrait-Il conférer ce statut à ces derniers en vue de les amener à appliquer le droit international humanitaire ou envisager d’autres moyens ? Lesquels ? / Before the Geneva Conventions of 1949, only the international armed conflicts were regulated by the law of the war. This last one could apply in the civil wars only after the recognition of the rebel forces as belligerent party. Now, since the Second World War we attended an increase in non-International armed conflicts. But the Geneva Conventions of 1949 dedicated them only the common article 3; then the additional Protocol II of 1977 came to complete it. These two texts contain numerous gaps, in particular the absence of definition of the "combatants" and the "civilians", making so difficult the respect for the principle of distinction nevertheless essential for the protection of the civil populations. These rules do not regulate either the means and the war methods. Besides the normative gaps, there are material problems which complicate the effective implementation of the relevant rules. It is in particular about the participation of the civil populations in the hostilities, including the children-Soldiers and the mercenaries. The absence of combatant's status in the non-International armed conflicts appears as the main problem compromising the efficiency of the international humanitarian law. Does not this one contribute to the non compliance with this law by the armed groups? Would it be necessary to confer this status to these last ones to bring them to apply the international humanitarian law or to envisage the other means? Which one?