Les écosystèmes aquatiques sont de plus en plus reconnus pour leur rôle dans les cycles biogéochimiques locaux et globaux en raison de leur grand potentiel réactif. Les tourbières sont quant à elles des environnements relativement stables, mais qui participent aussi largement aux cycles biogéochimiques car elles accumulent de grandes quantités de carbone (C) et d’autres éléments dans leurs sols. À l’intérieur de certaines tourbières tempérées, de petites étendues d’eau se développent par la décomposition de la matière organique qui compose leur matrice, mais de larges pans de leur fonctionnement biogéochimique sont ignorés. La structure et la géographie de ces mares de tourbières, particulièrement l’interface eau-tourbe qui les caractérise, pourraient d’ailleurs en faire des écosystèmes d’un dynamisme peu commun. Le but de cette thèse est de déterminer en quoi la géographie particulière des mares de tourbières, à commencer par celle des régions tempérées, influence leurs patrons et processus biogéochimiques. Les résultats démontrent que les mares de tourbières sont des écosystèmes sans commune mesure parmi les milieux aquatiques. Les mares sont biogéochimiquement distinctes des autres milieux lentiques en raison de la structure du paysage qui les entoure, faisant d’elles des environnements où les concentrations en C organique dissous (DOC) sont plusieurs fois plus élevées et où le pH est 100 fois plus acide que dans les lacs. La biogéochimie des mares est par contre variable dans le temps et l’espace en fonction de paramètres morphologiques et climatiques. Par exemple, les concentrations en DOC sont plus élevées dans les mares les moins profondes et sous un climat moins humide, mais ces concentrations fluctuent rapidement au cours des saisons en fonction de variations météorologiques, faisant d’elles des sentinelles climatiques. Les patrons biogéochimiques observés dans les mares de tourbières semblent tirer leur origine de leur structure plutôt que d’une influence allochtone à plus grande échelle comme c’est le cas pour la plupart des lacs. Une expérience menée dans une tourbière ombrotrophe du sud du Québec montre ainsi que les processus de décomposition de la matière organique qui caractérisent les mares de tourbières varient spatialement en fonction de la profondeur des mares et de la composition chimique du matériel à décomposer. Au final, les résultats de la thèse démontrent que les patrons et processus biogéochimiques observés dans les mares de tourbières tempérées sont effectivement dirigés par leur géographie particulière, où les mécanismes fonctionnels sont en partie dictés par l’interface eau-tourbe. / Aquatic ecosystems are increasingly recognized for their contribution to local and global biogeochemical cycles because of their high reactivity potential. Peatlands are relatively stable ecosystems but that nonetheless play a large role in biogeochemical cycles because they sequester large amounts of carbon (C) and other elements. Within temperate peatlands, waterbodies may develop by the decomposition of the organic matter that forms the soil but their biogeochemical functioning remain largely ignored. Their structure and their geography, especially the water-peat interface, may thus make peatland pools ecosystems that are more dynamic than other aquatic environments. The goal of this thesis is to determine how the geography of temperate peatland pools influences their biogeochemical patterns and processes. Results show that peatland pools are biogeochemically distinct from other aquatic environments because of the structure of the landscape in which they develop, with dissolved organic C (DOC) concentrations being severalfold higher and pH being 100-fold more acidic than lakes. The biogeochemistry of peatland pools is, however, variable in both space and time in relation to morphological and climatic parameters. For example, DOC concentrations are higher in shallower pools and in arid climates, but these concentrations rapidly vary within and across seasons in relation to changes in temperatures and precipitation, highlighting their potential to act as climate sentinel. The observed biogeochemical patterns in peatland pools originate from their internal structure rather than from a broader-scale allochthonous influence like lakes. The influence of pool internal structure was revealed in an experiment we conducted in an ombrotrophic peatland of southern Québec that showed that organic matter decomposition processes vary spatially in relation to pool depth and to the chemical composition of the organic matter. Overall, the results demonstrate that temperate peatland pool biogeochemical patterns and processes are indeed controlled by their unique geography, and where functional mechanisms are partly driven by the water-peat interface.

Le climat organisationnel (ci-après, CO) a des effets notables sur les attitudes et comportements au travail. Or, son opérationnalisation demeure un enjeu non résolu au sein de la communauté scientifique. Les cadres théoriques limités, voire absents, pour orienter l’opérationnalisation du CO ainsi que l’utilisation de nombreux instruments de mesure ne reposant pas sur un processus de validation complet exacerbe cet état de fait. Pour combler ces manques, des chercheurs ont suggéré de considérer les valeurs organisationnelles comme bases conceptuelles du CO. De ce fait, certains chercheurs ont orienté leur attention sur le Competing Values Framework (ci-après, CVF; Quinn et Rohrbaugh, 1983), un cadre théorique issu de la littérature sur la culture organisationnelle. Toutefois, à notre connaissance, aucune étude ne démontre pleinement l’adéquation conceptuelle entre les dimensions du CO et les quadrants du CVF pour en justifier l’application. De plus, une analyse critique des instruments du CO, dont ceux basés sur le CVF, démontre plusieurs lacunes importantes de ces derniers, notamment quant à leur processus de création et de validation. Cette thèse vise à traiter de ce manque conceptuel et psychométrique en offrant une conceptualisation et une opérationnalisation du CO arrimées et cohérentes avec le CVF, en suivant les meilleures pratiques de validation. Le premier article de la thèse consiste en une étude conceptuelle qualitative, qui cherche à concrétiser un alignement conceptuel entre les dimensions du CO et les quatre quadrants du CVF. Pour ce faire, une revue de la documentation portant sur les dimensions du CO utilisées à travers la documentation scientifique fut réalisée. Une première analyse qualitative de contenu a permis de regrouper 403 dimensions du CO en 24 regroupements conceptuels différents. Une seconde étape d’analyse de contenu a permis d’évaluer l’adéquation entre ces regroupements et chacun des quatre quadrants du CVF. Cette première démarche a permis de démontrer que le CVF est un modèle théorique approprié pour opérationnaliser le CO. Le deuxième article de la thèse consiste en l’élaboration et la validation d’un nouvel instrument du CO basé sur le CVF, le Questionnaire multifacettes du climat organisationnel (QMCO), et ce, à partir des 24 regroupements formés lors du premier article. Deux études quantitatives constituent cet article. Suivant un processus rigoureux de création d’items, l’étude 1 (n = 151 travailleurs canadiens francophones) a permis de dégager une structure factorielle préliminaire pour la version expérimentale du QMCO par le biais d’analyses factorielles exploratoires, tout en offrant des preuves pour soutenir la validité convergente, divergente et critériée. Par la suite, l’étude 2 (n = 304 travailleurs canadiens francophones) a permis de confirmer l’adéquation de cette structure aux données, par le biais d’analyses factorielles confirmatoires. Cette étude a aussi permis d’étayer la validité convergente, divergente et critériée du QMCO. Les résultats des deux études suggèrent une structure à sept facteurs : 1) Les récompenses basées sur la contribution individuelle, 2) La performance et la profitabilité organisationnelle, 3) La formalisation des règlements et des attentes des employés, 4) La gestion de la rétroaction, 5) Le changement, l’innovation et la prise de risque, 6) L’orientation envers les employés, et 7) La latitude décisionnelle. Cette thèse contribue à répondre à plusieurs critiques et limites des études antérieures portant sur le CO en proposant à la communauté scientifique un cadre théorique applicable au CO et un questionnaire aux propriétés psychométriques clairement explicitées qui démontre un potentiel, avec des raffinements nécessaires. / Research has stated that organizational climate (OC) has notable effects on organizational attitudes and behaviours. However, the scientific community still struggles with its operationalization. The limited use or absence of theoretical frameworks to guide the operationalization of OC, as well as the use of many OC instruments that lack formal validation processes to support their use exacerbate this struggle. To fill these gaps, researchers have brought their attention to organizational values as a conceptual foundation for understanding OC, thus bringing their attention to the use of the Competing Values Framework (CVF), a theoretical framework which stems from organizational culture. Still, to our knowledge, studies have yet to fully demonstrate the conceptual fit between OC dimensions and the CVF’s quadrants to justify the use of this framework. Furthermore, a critical analysis of OC instruments based on the CVF reveals important limitations, namely in regards to the creation and validation processes employed. This thesis aims to address these conceptual and psychometric gaps by offering a conceptualization and operationalization of OC that are coherent with the CVF, by following best practices in scale validation. The first article of this thesis consists of a conceptual qualitative study which aims to provide a conceptual alignment between OC dimensions and the four CVF quadrants. To do so, we carried out a literature review of OC dimensions used across the OC body of literature. A first qualitative content analysis grouped 403 OC dimensions into 24 different clusters. A second step of qualitative content analysis allowed us to evaluate the fit between these clusters and each of the four CVF quadrants. This article demonstrates that the CVF is an appropriate theoretical model to operationalize OC. The second thesis article consists of the creation and validation of a new CVF-based OC instrument, the Multifaceted Organizational Climate Questionnaire (MOCQ), based on the 24 clusters from the first thesis article. Two quantitative studies constitute this article. By following a rigorous item creation process, Study 1 (n = 151 French-speaking Canadian workers) revealed a preliminary factor structure for the experimental version of the MOCQ with the use of exploratory factor analyses, all while offering proof of convergent, divergent and criterion validity. Next, Study 2 (n = 304 French-speaking Canadian workers) confirmed the established structure of Study 1 with the use of confirmatory factor analyses. Furthermore, the convergent, divergent and criterion validity of the MOCQ was established. Results of both these studies suggest the following seven-factor structure: 1) Rewards Based on Individual Contribution, 2) Organizational Performance and Profitability, 3) Formalization of Rules and Expectations of Employees, 4) Feedback Management, 5) Change, Innovation, and Risk-Taking, 6) Employee Orientation and 7) Decision-Making Latitude. This thesis contributes to addressing several criticisms and limitations highlighted in past OC studies by proposing to the scientific community a theoretical framework applicable to OC, as well as a questionnaire with psychometric properties that are clearly stated and that demonstrates clear potential, notwithstanding the necessary refinements.

Ce mémoire a comme objets la gouvernance internationale des changements climatiques et de la santé, la politique étrangère canadienne en Arctique, de même que le pouvoir d'influence des Organisations non-gouvernementales (ONG). L'observateur attentif des négociations internationales sur les changements climatiques (CC) aura remarqué que le gouvernement canadien dirigé par Stephen Harper tient deux discours différents. D'une part, il y a le scepticisme avoué qui caractérise la position de la délégation canadienne dans les négociations entourant la Convention cadre des Nations unies pour les changements climatiques (CCNUCC); d'autre part, le discours sur les CC dans le cadre de la politique arctique du gouvernement, qui est plus volontariste et témoigne d'une plus grande préoccupation. Au-delà des apparences, peut-on quantifier cette dichotomie discursive? En effet, à la suite d'une analyse de contenu des discours du gouvernement Harper faite à l'aide des logiciels informatiques QDA Miner et Tropes (Chapitre 4), il apparaît que ce dernier fait référence au concept de développement durable, à la santé environnementale et à l'urgence d'agir pour atténuer les CC 2,41 fois plus fréquemment dans le corpus Arctique que dans le corpus dit de gouvernance internationale des CC. L'analyse des co-occurrences révèle aussi que pour le corpus Arctique, le gouvernement Harper est plus volontariste, prend des engagements et mobilise un style narratif, alors que dans le corpus de la gouvernance internationale des CC, il se dégage de ses responsabilités, n'engage pas son gouvernement et apparaît comme plus prosélyte. Qu'est-ce qui peut bien pousser le gouvernement canadien à prononcer deux discours différents au sujet des changements climatiques? Au troisième chapitre, l'analyse de la genèse et de la nature du discours du Conseil Inuit circumpolaire (CIC) permettra d'apprécier les stratégies qu'il a déployées dans ses multiples entreprises internationales de lobbying, depuis sa création par Eben Hopson en 1977. Le développement du discours du CIC peut être divisé en deux phases. La première porte sur les revendications territoriales et la participation des Inuit à la gouvernance de l'extraction des ressources naturelles; la seconde, soit celle que nous étudierons dans ce mémoire, vise le respect de l'environnement arctique pour des raisons de santé publique. Pour cette deuxième phase du développement discursif du CIC, nous avons schématisé les quatre étapes de sa stratégie de lobbying, soit : 1) l'appui sur des conclusions scientifiques, 2) un argumentaire basé sur les droits de l'Homme et la santé publique, 3) l'utilisation des organismes internationaux afin de se faire entendre auprès des gouvernements visés et enfin, 4) les pressions sur le gouvernement canadien afin que ce dernier matérialise ses préoccupations de santé environnementale dans des textes de lois et des conventions internationales. Afin de montrer l'impact du CIC sur le discours du gouvernement, le cinquième chapitre fera le pont entre la dichotomie discursive mesurée quantitativement et qualitativement au chapitre 3, et les pressions discursives schématisées au chapitre 4. Pour y arriver, un cadre théorique de relations internationales élaboré à partir des cadres théoriques de Bas Arts (2003) et de Correll et Betsill (2001) sur le pouvoir discursif des ONG est employé. Ce cadre nous a permis d'évaluer que le niveau de pressions discursives sur le gouvernement canadien par le CIC est élevé, et d'affirmer que ce dernier a bel et bien exercé un pouvoir discursif sur le gouvernement.

Le rapide déclin actuel de la biodiversité est inquiétant et les activités humaines en sont la cause directe. De nombreuses aires protégées ont été mises en place pour contrer cette perte de biodiversité. Afin de maximiser leur efficacité, l’amélioration de la connectivité fonctionnelle entre elles est requise. Les changements climatiques perturbent actuellement les conditions environnementales de façon globale. C’est une menace pour la biodiversité qui n’a pas souvent été intégrée lors de la mise en place des aires protégées, jusqu’à récemment. Le mouvement des espèces, et donc la connectivité fonctionnelle du paysage, est impacté par les changements climatiques et des études ont montré qu’améliorer la connectivité fonctionnelle entre les aires protégées aiderait les espèces à faire face aux impacts des changements climatiques. Ma thèse présente une méthode pour concevoir des réseaux d’aires protégées tout en tenant compte des changements climatiques et de la connectivité fonctionnelle. Mon aire d’étude est la région de la Gaspésie au Québec (Canada). La population en voie de disparition de caribou de la Gaspésie-Atlantique (Rangifer tarandus caribou) a été utilisée comme espèce focale pour définir la connectivité fonctionnelle. Cette petite population subit un déclin continu dû à la prédation et la modification de son habitat, et les changements climatiques pourraient devenir une menace supplémentaire. J’ai d’abord construit un modèle individu-centré spatialement explicite pour expliquer et simuler le mouvement du caribou. J’ai utilisé les données VHF éparses de la population de caribou et une stratégie de modélisation patron-orienté pour paramétrer et sélectionner la meilleure hypothèse de mouvement. Mon meilleur modèle a reproduit la plupart des patrons de mouvement définis avec les données observées. Ce modèle fournit une meilleure compréhension des moteurs du mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique, ainsi qu’une estimation spatiale de son utilisation du paysage dans la région. J’ai conclu que les données éparses étaient suffisantes pour ajuster un modèle individu-centré lorsqu’utilisé avec une modélisation patron-orienté. Ensuite, j’ai estimé l’impact des changements climatiques et de différentes actions de conservation sur le potentiel de mouvement du caribou. J’ai utilisé le modèle individu-centré pour simuler le mouvement du caribou dans des paysages hypothétiques représentant différents scénarios de changements climatiques et d’actions de conservation. Les actions de conservation représentaient la mise en place de nouvelles aires protégées en Gaspésie, comme définies par le scénario proposé par le gouvernement du Québec, ainsi que la restauration de routes secondaires à l’intérieur des aires protégées. Les impacts des changements climatiques sur la végétation, comme définis dans mes scénarios, ont réduit le potentiel de mouvement du caribou. La restauration des routes était capable d’atténuer ces effets négatifs, contrairement à la mise en place des nouvelles aires protégées. Enfin, j’ai présenté une méthode pour concevoir des réseaux d’aires protégées efficaces et j’ai proposé des nouvelles aires protégées à mettre en place en Gaspésie afin de protéger la biodiversité sur le long terme. J’ai créé de nombreux scénarios de réseaux d’aires protégées en étendant le réseau actuel pour protéger 12% du territoire. J’ai calculé la représentativité écologique et deux mesures de connectivité fonctionnelle sur le long terme pour chaque réseau. Les mesures de connectivité fonctionnelle représentaient l’accès général aux aires protégées pour le caribou de la Gaspésie-Atlantique ainsi que son potentiel de mouvement à l’intérieur. J’ai utilisé les estimations de potentiel de mouvement pour la période de temps actuelle ainsi que pour le futur sous différents scénarios de changements climatiques pour représenter la connectivité fonctionnelle sur le long terme. Le réseau d’aires protégées que j’ai proposé était le scénario qui maximisait le compromis entre les trois caractéristiques de réseau calculées. Dans cette thèse, j’ai expliqué et prédit le mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique sous différentes conditions environnementales, notamment des paysages impactés par les changements climatiques. Ces résultats m’ont aidée à définir un réseau d’aires protégées à mettre en place en Gaspésie pour protéger le caribou au cours du temps. Je crois que cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur le comportement de mouvement du caribou de la Gaspésie-Atlantique, ainsi que sur les actions de conservation qui peuvent être prises en Gaspésie afin d’améliorer la protection du caribou et de celle d’autres espèces. Je crois que la méthode présentée peut être applicable à d’autres écosystèmes aux caractéristiques et besoins similaires. / The world is facing worrisome declines in biodiversity. Species extinction rates have increased as a direct consequence of human activities. Protected areas have been implemented around the world in an effort to counter biodiversity loss. Although protected areas are part of the solution, they should be designed systematically in a way to maximize their effectiveness. Enhancing functional connectivity between protected areas is one way to increase their effectiveness. Climate change is disrupting environmental conditions globally. It is a threat to biodiversity that until recently was not often integrated into protected area design. Climate change has been shown to impact species movements, and therefore landscape functional connectivity. Some studies have suggested that enhancing functional connectivity between protected areas can also help species cope with climate change impacts. My thesis presents a methodology to design protected area networks while accounting for climate change and functional connectivity. My study area is located in the natural region of Gaspésie in Québec (Canada). The endangered Atlantic-Gaspésie population of woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) was used as the focal species to define functional connectivity. This small population is in long-term decline due to predation and habitat change, but climate change may become an additional threat. First, I built a spatially explicit individual-based model to explain and simulate caribou movement. I used sparse VHF data available at the time of the study to select and parameterize a movement model using a pattern-oriented modeling strategy. My best model reproduced most of the movement patterns defined from the observed data. This model improved the understanding of the movement drivers for the Atlantic-Gaspésie caribou. It also provided spatial estimates of caribou landscape use in the Gaspésie region. I concluded that sparse data were sufficient to fit individual-based models when coupled with a pattern-oriented modeling strategy. Second, I estimated how climate change and conservation activities may impact caribou movement potential. I used the individual-based model to simulate caribou movements in hypothetical landscapes representing the impacts of various climate change scenarios and conservation activities. Conservation activities represented the implementation of new protected areas in Gaspésie, according to the scenario developed by the government of Québec, and the restoration of secondary roads inside protected areas. Climate change impacts on vegetation, as defined in my scenarios, reduced caribou movement potential. Road restoration was able to mitigate these negative effects whereas the implementation of the new protected areas did not improve caribou movement potential. Third, I presented a methodology to design effective protected area networks and proposed new protected areas to implement in Gaspésie to conserve biodiversity in the presence of climate change. I created a large sample of protected area networks expanding the existing network to reach an areal target of 12%. I then calculated an ecological representativeness index and two measures of functional connectivity over time for each network. Functional connectivity measures represented the overall access to the protected areas and the movement potential in them for the Atlantic-Gaspésie caribou. I used movement potential estimates for the current time period and for the future under different climate change scenarios to represent functional connectivity. The protected area network I proposed maximized the trade-off between the three network features I calculated. In this thesis I examined Atlantic-Gaspésie caribou movements under different environmental conditions, including climate change impacted landscapes. These results helped define new protected areas for the Gaspésie region that will protect the caribou population over time. I believe this thesis gives new insights on the Atlantic-Gaspésie caribou movement behavior, as well as on the management actions that could be taken in Gaspésie to improve conservation of caribou and of other species. I believe this methodology could be applied to other ecosystems with similar characteristics and needs.

Les changements climatiques ont des répercussions de plus en plus importantes à l’échelle planétaire, tout particulièrement pour plusieurs États insulaires qui font face à d’importantes dégradations environnementales. Dans certains cas, ceux-ci voient même leur existence menacée du fait de la montée du niveau de la mer. À l’heure actuelle, il n’existe toutefois aucun régime de protection spécifique en droit international pour les habitants de ces États qui doivent chercher refuge au sein d’États tiers. Cette recherche vise donc à démontrer que bien que certains domaines du droit international semblent en mesure d’offrir une protection à ces déplacés, celle-ci est incomplète et peu effective. Puisque le droit international ne traite pas de la problématique des déplacés environnementaux dans son ensemble, des pistes de solution sont explorées afin de développer un régime de protection plus complet pour ces déplacés.

La lutte contre les changements climatiques est un combat qui doit être un combat mené par tous les pays. Partant de ce constat, cette étude maintient l'idée selon laquelle, en dépit du principe des responsabilités communes mais différenciées qui exige en premier la contribution des États développés générateurs de gaz à effet de serre de sources industrielles, une participation des États en développement dont certains génèrent des gaz à effet de serre de sources forestières est requise afin d'obtenir des résultats durables. Cependant, la contribution de ces derniers suppose des appuis financiers et techniques suffisants pour pallier les surcoûts. En ce sens, un mécanisme financier comme le REDD+ (réduction des émissions dues au déboisement et à la dégradation des forêts dans les pays tropicaux en développement, et le rôle de la conservation, de l'aménagement durable des forêts et du renforcement des stocks forestiers), constitue une innovation. Cela étant, les expériences du REDD+ ont permis à la communauté internationale de noter les faiblesses de son régime. La présente étude de la durabilité dans le mécanisme REDD+ vise à étudier comment le droit peut assurer que le REDD+ soit véritablement un mécanisme de développement durable. Fondée sur une analyse du cadre normatif du REDD+, cette étude se veut réalisable par une comparaison des dispositions relatives au REDD+ et ce, au vu de critères et de principes internationalement admis dont : l'impact, l'efficacité, la pertinence, l'acceptabilité, la viabilité, la participation du public, les responsabilités communes mais différenciées, l'intégration.

Les enfants passent plus du tiers de leur journée à l'école où la plupart de leurs activités d'apprentissage se déroulent à l'intérieur. Au Québec, Canada, la plupart des écoles primaire sont atteint la fin d'un premier cycle de vie et doivent être rénovées pour assurer un environnement d'apprentissage de qualité. Ces rénovations offrent le potentiel de favoriser la réussite éducative et le bien-être des élèves et du personnel scolaire en améliorant la qualité de l'environnement visuel, thermique, olfactif et auditif. Au Québec, des variations saisonnières importantes influencent l'expérience de la nature et la relation entre les espaces intérieurs et extérieurs. Cette recherche vise à développer une approche de rénovation biophilique des écoles primaires québécoises qui tient compte de la diversité saisonnière. Dans le contexte de la rénovation des écoles québécoises pour améliorer l'expérience et le bien-être des occupants, cette thèse s'appuie sur l'évaluation post-occupationnelle et le design informé par les données probantes (evidence-based design) pour caractériser les déterminants mesurables et perceptuels de l'architecture biophilique en climat froid. Cette recherche vise à (1) recenser les études sur les relations entre le design biophilique et le bien-être, avec une attention particulière pour les écoles en climats froids, (2) diagnostiquer les qualités biophiliques des bâtiments existants avant de réaliser des visites de sites, (3) évaluer les expériences biophiliques lors de visites d'écoles dans une démarche d'évaluation post-occupationnelle et (4) examiner les configurations spatiales qui engendrent des expériences biophiliques et proposer une approche de conception pour les environnements d'apprentissage des enfants. Cette thèse développe des outils pour soutenir la réalisation de diagnostics et proposer des solutions à plusieurs échelles architecturales qui favorisent les expériences multisensorielles liées aux forces naturelles et aux organismes vivants (ex. lumière, vent, neige et végétation). Cette approche multiméthodes comprend des analyses de dessins d'architecture, des visites d'écoles et des mesures des conditions environnementales dans un échantillon d'écoles primaires québécoises. Dans une optique de recherche et développement, des analyses de précédents et des ateliers d'architecture ont permis d'étudier l'expérience multisensorielle des ambiances physiques dans des projets d'agrandissement d'écoles. Premièrement, l'outil diagnostique basé sur la géométrie spatiale des bâtiments utilise les éléments mesurables des dessins d'architecture pour évaluer le design biophilique. Une combinaison des critères de certification des bâtiments, des principes de conception bioclimatique et des stratégies de design biophilique offre un moyen simple d'analyser les qualités architecturales d'une école, ce qui s'avère bénéfique aux étapes préliminaires du diagnostic et de la conception. Deuxièmement, l'outil de représentation des expériences biophiliques (BERT) évalue subjectivement des caractéristiques environnementales (comme le soleil, la neige et la végétation) et décrit les sensations, les sentiments, la compréhension et l'affiliation à la nature que les espaces engendrent. Utilisé lors des visites de site, il permet aux architectes de confirmer ou d'infirmer les possibilités de design identifiées à l'aide de dessins d'architecture. BERT permet d'évaluer plusieurs espaces dans un court laps de temps tout en minimisant les perturbations pour les élèves et le personnel. Cet outil diagnostique a servi lors de visites d'écoles en hiver pour indiquer où les caractéristiques environnementales pourraient être améliorées pour favoriser le bien-être des occupants. Alors que les outils diagnostiques concernent des dessins d'architecture ou des expériences in situ, les outils d'aide à la conception développés dans la thèse intègrent ces deux aspects pour favoriser le bien-être en milieu scolaire. Le vocabulaire de design biophilique illustre les possibles expériences multisensorielles d'un espace. Il classe les éléments architecturaux et les espaces selon le degré d'intériorité - extériorité et de contiguïté. Les schémas de design biophilique complètent le vocabulaire de design biophilique pour aider les architectes à explorer les configurations spatiales qui engendrent des expériences biophiliques dans les écoles. Les 38 schémas proposés sont organisés par échelle architecturale et type d'espace (intérieurs, semi-fermés et extérieurs). Ces outils offrent une représentation visuelle simplifiée des expériences de la nature et une organisation des stratégies de design à diverses échelles du bâtiment. Les méthodes développées dans cette thèse aident à caractériser les opportunités et défis architecturaux pour les expériences biophiliques dans les écoles québécoises. Ces outils guident les architectes dès l'évaluation préliminaire d'un bâtiment, lors des visites de sites, à l'étape de la conception et dans l'évaluation post-occupationnelle des écoles rénovées. / Children spend over a third of their day at school where most of their learning activities occur indoors. In the province of Quebec, Canada, most primary schools have reached the end of a first life cycle and require renovations to ensure a quality learning environment. Renovating these buildings offers the potential to foster academic success and the well-being of students and school staff by enhancing the quality of the visual, thermal, olfactory and auditory environment. In Quebec, the relationship between interior and exterior spaces is a fundamental aspect in architectural design considering the important seasonal variations that generate different experiences of nature throughout the year. This research aims to develop an approach to the biophilic redesign of learning environments in Quebec schools by taking into consideration seasonal diversity. In the context of renovating Quebec schools to enhance occupant experiences and well-being, this thesis uses a post-occupancy evaluation and evidence-based design framework to characterise measurable and perceptual determinants of biophilic architecture in cold climates. This research aims to (1) review studies into the relationships between biophilic design and well-being, with particular consideration for schools in cold climates, (2) diagnose the biophilic qualities of existing buildings before site visits are carried out, (3) assess people's experiences of nature during building walkthroughs in post-occupancy evaluations and (4) examine the forms and spatial configurations that engender biophilic experiences and propose a design approach for children's learning environments. This thesis develops an ensemble of architectural tools to support the realisation of diagnoses and to identify solutions at several building scales that promote multisensory experiences of natural forces and living organisms (such as light, wind, snow and vegetation). This multi-method approach includes analyses of architectural drawings, school visits and measurements of environmental conditions in a sample of primary schools in Quebec. Within a research and development framework, precedent analyses and architectural design studios offer the opportunity to investigate visual, thermal, olfactory and auditory experiences in simulated school addition projects. Firstly, the diagnostic tool based on spatial geometry uses the measurable elements contained in architectural drawings to assess biophilic design. A combination of building certification criteria, bioclimatic design principles and biophilic design guidelines offers a simple means of assessing architectural qualities while considering the climatic context, which can be highly beneficial in the early diagnostic and design stages. Secondly, the Biophilic Experience Representation Tool (BERT) subjectively evaluates a selection of environmental features (such as sun, snow and vegetation) and describes the sensations, feelings, understanding and affiliation with nature that the settings engender. Used during site visits, it enables architects to confirm or disprove the design opportunities identified using architectural drawings. The value of using BERT lies in its ability to enable architects to evaluate multiple spaces in a short period of time while minimising disruptions for school children and staff. This diagnostic tool was used during school visits in winter to indicate where environmental features could be enhanced to foster the well-being of occupants. While the diagnostic tools focus on architectural drawings or in situ experiences, the design tools combine both aspects to offer a design approach that fosters experiences of nature in children's learning environments. The biophilic design vocabulary offers a common way of describing potential biophilic experiences. It categorises architectural elements and spaces in terms of spatial enclosure, adjacency, abiotic nature and biotic nature. The biophilic design schemas expand on the biophilic design vocabulary to help architects explore the spatial configurations that engender biophilic experiences in schools. Drawing on pattern thinking, the 38 schemas are organised across design scales and indoor, semi-enclosed and outdoor spaces. These design tools provide a simplified visual representation of experiences of nature and an organisation of design strategies throughout building scales in the preliminary design stages. The diagnostic and design methods developed in this thesis help to characterise current challenges and opportunities for biophilic experiences in Quebec schools. These tools therefore provide valuable guidance from the early assessment of a building, during site visits, in the design development process and in the post-occupancy evaluation of the renovated schools.

Dans le cadre de ce mémoire, nous documentons les interventions du ministère de l'Environnement du Québec (MF.NVIQ) pour trois enjeux liées aux contaminants atmosphériques soit les précipitations acides, l'appauvrissement de la couche d'ozone et les changements climatiques. Pour chacun de nos cas d'études, indiquons les instruments choisis par le MHNVIQ. Nous formulons également des hypothèses afin d'expliquer les variations observées au niveau du choix des instruments et, particulièrement, de leur degré de coercition. De plus, nous distinguons les instruments de détection, devant fournir des informations au Ministère concernant les causes et les conséquences des problématiques environnementales, et les instruments effectifs, dont l'objectif est de changer les comportements des groupes ciblés. Afin de réaliser notre recherche, nous utilisons abondamment les concepts développés par l'analyse des politiques publiques et, plus particulièrement, par les auteurs associés au paradigme du choix des instruments. Pour les cas que nous avons observés, nous concluons que plus l'étendue des activités qui causent un problème environnemental est perçue comme étant grande, moins les instruments choisis seront coercitifs. Par ailleurs, il semble y avoir un lien entre les ressources à la disposition du MFNVIQ et la mise en œuvre d'instruments coercitifs puisque durant les années où les ressources du Ministère étaient décroissantes nous pouvons observer un recours proportionnellement plus important à des instruments volontaires. Finalement, nous avons également observé que les entreprises régulés ont une préférence pour les instruments moins coercitifs (ex. ententes volontaires) alors que les groupes écologistes tendent à proposer la mise en œuvre d'instruments plus coercitifs (ex. taxes environnementales, réglementation, etc.). Nous terminons notre mémoire par une discussion des limites relatives à nos travaux ainsi qu'à l'application de la théorie du choix des instruments à l'étude des interventions gouvernementales.

Depuis plusieurs années, les pays du monde entier sont préoccupés par la question des changements climatiques et leurs impacts. En termes d’impacts, les pays qui les subiront le plus, sont les plus pauvres. En effet, ces pays sont déjà dans un état de fragilité que les changements climatiques contribueront à aggraver. Pour certains auteurs, pour que les efforts en termes d’adaptation soient concluant, il faut s’intéresser non pas aux impacts des changements climatiques en tant que tel, mais plutôt, aux impacts qu’ils ont sur ce qui a de la valeur pour les communautés qui les vivent. En effet, si les perceptions du bien-être déterminent les choix en matière de stratégie de subsistance par les individus et les ménages, et donc leurs priorités, les perceptions de la vulnérabilité aux changements climatiques détermineront les choix et les attitudes face aux changements dans le milieu. Cela est d’autant plus vrai dans le cas des pays en développement où le rapport à la nature revêt des aspects spirituels, psychologiques et culturels; sans oublier son rôle dans les activités de subsistance. Une grande partie de la population de ces pays dépendent de l’agriculture pour leur subsistance; et ces activités sont la plupart du temps dépendantes du climat. Haïti, pays insulaire, fortement exposé aux catastrophes climatiques, pauvre et dépendant de l’agriculture mérite une attention particulière. Cette étude vise à développer un cadre méthodologique qui permette d’analyser la question de la vulnérabilité aux changements sous différents aspects, à l’aide du cas du bassin versant de l’Artibonite. Elle part du constat que la plupart des études réalisées sur les changements climatiques dans le monde et en Haïti en particulier adoptent une approche descendante (peu holistique) et manquent surtout de considérer les aspects subjectifs, pourtant importants, que sont les perceptions des perceptions des personnes concernées par les changements. Cette recherche a utilisé une approche intégrée qui a tenu compte de l’échelle du locale (individus et ménages) que du régional (arrondissement); de données subjectives (perceptions) que de données plus « objectives ». Les méthodes de recherche utilisées sont les entrevues individuelles dirigées et non-dirigées, des entrevues de groupe non-dirigées, des guides d’entrevue et des questionnaires, ainsi que l’analyse statistique. Ainsi, elle a permis de montrer que la question des changements climatiques ne fait pas forcément partie des priorités des populations du bassin versant de l’Artibonite, contrairement à ce qu’on pourrait préjuger. Pourtant elles sont exposées aux changements et constatent des changements dans leur environnement. Elles n’attribuent pas forcément ces changements aux changements climatiques et cela se traduit par la quasi-inexistence de stratégies d’adaptation. Cependant, quand le lien est établi, elles décrivent avec précision les changements qu’elles vivent et identifient les facteurs qui selon elles influencent leur vulnérabilité. Ces facteurs sont le statut socio-économique, le clivage urbain/rural, le manque d’accès à certains biens et services. Tout cela rejoint les résultats issus du calcul d’un indice de vulnérabilité calculé de façon plus objective et à une échelle plus macro. La conclusion est que, pour que les efforts d’adaptation puissent être efficaces, il est important de tenir compte de ce qui importe le plus pour les populations concernées. Plus concrètement, il s’agira d’impliquer ces dernières dans les recherches visant à trouver des solutions à leurs problèmes et de se baser sur les ressources locales pour appliquer les solutions qui auraient été trouvées. De plus, dans un tel contexte de pauvreté, il est nécessaire que tout projet ou programme d’adaptation intègre le double objectif de réduction de la pauvreté et d’adaptation aux changements climatiques. Mots clés : eau, perceptions, représentations sociales, développement local, changements climatiques, vulnérabilité, vulnérabilité sociale, systèmes et moyens de subsistance, théorisation ancrée, SOLAP, bassin versant de l’Artibonite, Haïti et île d’Hispaniola. / For several years, countries around the world have been concerned about climate change and its impacts. In terms of impact, the countries that will suffer the most are the poorest. Indeed, these countries are already in a fragile state that climate change will contribute to worsen. According to some authors, that the efforts in terms of adaptation to be successful, we need to look not to the impacts of climate change as such, but rather, the impacts they have on what has value to communities lives. If perceptions of well-being determine individual and household livelihood choices and hence their priorities, perceptions of vulnerability to climate change will determine choices and attitudes to changes in the environment. This is especially true in developing countries where the relationship with nature is of spiritual, psychological and cultural; not to mention its role in subsistence activities. Much of the population of these countries depend on agriculture for their livelihoods; and these activities are most of time, climate dependent. Haiti, an island country, highly exposed to climate disasters, poor and dependent on agriculture deserves special attention. This study aims to develop a methodological framework to analyze the issue of vulnerability to changes in different aspects, using the case of the watershed of the Artibonite in Haïti. It starts from the observation that most of the studies on climate change in the world, and Haiti in particular, adopt a top-down and sectorial-based approach, and lack considering subjective aspects, yet important, as are the perceptions of people affected by the changes. This research used an integrated approach that took into account as much local (individuals and households) as regional; subjective data (perceptions) "objective" data. The research methods used are non-directed individual interviews and focus-group, and directed individual interviews. Thus, it has shown that the issue of climate change is not necessarily part of the watershed of the Artibonite population priorities, contrary to what one might anticipate. Yet, they are exposed to changes and experience changes in their environment. They do not necessarily attribute these changes to climate change and this is reflected in the virtual absence of adaptation strategies. However, when the link is established, they accurately describe the changes they live and identify which factors influence their vulnerability. These factors include socioeconomic status, urban / rural divide, lack of access to certain goods and services. All this joined the results from the social vulnerability index calculated more objectively and more at a regional scale. The conclusion is that, for adaptation efforts to be effective, it is important to consider what matters most to the people. More specifically, they should be involved in any research which aim to find solutions to their problems and; the implementation of any adaptation or coping strategy must rely on local resources. Moreover, in such a context of poverty, it is necessary that any adaptation project or program should integrate the dual objective of poverty reduction and adaptation to climate change. Keywords: water, perceptions, social representations, local development, climate change, vulnerability, social vulnerability, livelihoods, grounded theory, SOLAP, Artibonite watershed, Haiti and Hispaniola.

Cette thèse étudie l'interaction entre les stations d’épuration (STEP) et le changement climatique: soit en premier lieu la production ainsi que les émissions de gaz à effet de serre (GES), en particulier le protoxyde d’azote (N2O), généré à la STEP et en second lieu l’effet des pluies plus intenses dues aux changements climatiques sur la STEP. Des campagnes de mesure sur le terrain et la modélisation à échelle réelle ont été utilisées conjointement dans cette recherche. Une campagne de mesure d'une durée d’un mois a été réalisée dans une STEP traitant les eaux usées de 750,000 équivalents habitants, soit la STEP d’Eindhoven aux Pays-Bas. Des capteurs en ligne ont été installés dans la zone d'aération du bioréacteur. Une usine virtuelle de grande échelle, soit la STEP décrit par le Benchmark Simulation Model No.2 (BSM2), ainsi qu’une usine réelle de grande échelle, soit la STEP d’Eindhoven aux Pays-Bas, étaient incluses dans cette étude. Dans les deux cas, les modèles ont été modifiés afin de prendre en compte les GES, en particulier la production de N2O. Deux modèles de boues activées (ASM) ont été développés, soit l’ASMG1 et l’ASMG2d. En plus de la conversion de N2O par les bactéries hétérotrophes, les deux modèles sont en mesure de simuler la production de N2O par la dénitrification catalysée par les bactéries oxydant l'ammoniac (AOB). Les modèles décrivent aussi l'effet de l’oxygène dissous (OD) sur la cinétique de production de N2O par les AOB grâce à une modification de la cinétique d’Haldane. Les résultats montrent que les AOB produisent beaucoup de N2O tandis que les hétérotrophes en consomment considérablement. Les émissions de N2O augmentent lorsque les concentrations de NH4+ sont élevées et que les concentrations d’OD sont modérées (jusqu’à 2.5 mg O2/l dans cette étude). Ces conditions peuvent avoir été créées par le contrôle en cascade de NH4+-OD qui vise à réduire la consommation d'énergie en diminuant les concentrations d'OD lorsque la concentration de NH4+ est suffisamment faible. En outre, ce contrôleur en cascade est une stratégie de rétroaction à gain faible. C'est-à-dire, un retard significatif se produit entre la détection d'une augmentation de NH4+ et l'accroissement de l'aération. Toutes ces propriétés produisent des conditions favorables à la production de N2O par les bactéries AOB. Différents scénarios alternatifs ainsi que des stratégies de contrôle ont été comparés selon la qualité de l'effluent, le coût d’opération et les émissions de GES. Dans le cadre de BSM2, un bon équilibre entre la qualité de l'effluent, le coût d’opération et les émissions de GES a été obtenu avec à la mise en œuvre d'un contrôleur rétroactif pur de l’OD sur la première zone d'aération et d’un contrôleur en cascade de NH4+-DO sur les deux zones d'aération suivantes et en utilisant soit une stratégie d'alimentation étagée ou le contrôle du recyclage des boues afin de gérer les pics de débits. Mots-clés: Traitement des eaux usées par boues activées, contrôle de procédé, campagne de mesures en terrain, modélisation mathématique à échelle grandeur réelle, gaz à effet de serre, protoxyde d’azote, temps de pluie. / This PhD thesis studied the interaction between wastewater treatment plants (WWTPs) and climate change, i.e. the production and emission of greenhouse gases (GHGs), especially nitrous oxide (N2O), from WWTPs and the effect of the climate change induced more intense rain events on WWTPs. Both field measurements and full-scale modelling were pursued in this research. A one-month measurement campaign was performed by installing on-line sensors at the aeration zone of the bioreactor of a 750,000 person equivalents WWTP, i.e. the Eindhoven WWTP in the Netherlands. The models of a full-scale virtual plant, i.e. the Benchmark Simulation Model No.2 (BSM2), and a full-scale real plant, i.e. the Eindhoven WWTP in the Netherlands, were extended with respect to GHG emissions, especially the pathways involving N2O. Two types of extended Activated Sludge Models (ASM) were developed, i.e. ASMG1 for COD/N removal and ASMG2d for COD/N/P removal. Besides heterotrophic N2O production, both proposed models include N2O production by nitrite denitrification by ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and describe the DO effect on AOB N2O production by a modified Haldane kinetics term. Results showed that AOB are the major producer of N2O while the heterotrophs consume N2O considerably. The high N2O emissions occurred under high NH4+ and intermediate DO concentrations (up to 2.5 mg O2/l in this work). Such conditions can be created by NH4+-DO cascade control which aims at reducing energy consumption by lowering the DO concentrations when the NH4+ concentration is sufficiently low. Moreover, this cascade controller is a low-gain feedback control strategy, i.e. a significant delay will occur between the detection of a NH4+ increase and the increase in aeration. All these properties lead to conditions favourable to N2O production by AOB. Different alternative scenarios and control strategies were compared in terms of effluent quality, operational cost and GHG emissions. In the framework of BSM2, a good balance among effluent quality, operational cost and GHG emissions was realized by implementing a pure DO feedback controller in the first aeration zone and a NH4+-DO cascade controller in the following two aeration zones and using either step feed or sludge recycling control to deal with hydraulic shocks. Keywords: Activated sludge, wastewater treatment, process control, field measurements, full-scale mathematical modelling, greenhouse gases, nitrous oxide, wet weather conditions.