À cause du caractère torrentiel de la plupart des rivières de la Plaine de la Moldavie, on a encore des difficultés pour gérer le risque associé à l'écoulement maximal, spécialement sur les affluents des cours d'eau principaux. Constamment, il y a des risques associés à l'écoulement maximal et aux ruissellements sur les pentes, même si le bassin de Jijia, le principal cours d'eau qui traverse la Plaine de la Moldavie, a de nombreuses accumulations réalisées entre les années 60 et 90 et même s’il est un des plus aménagés rivières, avec dizaines de kilomètres de digues et régularisations. L’intention de réaliser une thèse de doctorat ayant le titre « Les aléas associées aux précipitations et les inondations dans la Plaine de la Moldavie » est apparue comme une nécessité d’identifier les risques naturels et d’évaluer les actions anthropiques de la perspective risque – bénéfice, afin de gérer de manière efficiente les ressources naturelles ou d’élaborer des projets de développement durable. Même si les crues sont des phénomènes normaux, répétables, qui font partie du processus d’écoulement dans le lit d’une rivière, les inondations représentent, à notre époque, l’une des causes principales des pertes matérielles et humaines. La Plaine de la Moldavie se situe au nord-est du Plateau de la Moldavie, entre le couloir de Prut et les plateaux de Suceava et Bârlad. Enregistrant une altitude moyenne de 125 m et une altitude maximale de 265 m dans la Colline Cozancea, la Plaine de la Moldavie a été, le long du temps, très bien étudiée par des géographes réputés. Le sens de plaine est lié à l’usage agricole, à l’altitude, aux tchernosiomes, à la végétation de forêt et de steppe, au régime d’écoulement des eaux, etc. Afin de réaliser une analyse réelle et exacte de la distribution spatiale des quantités de précipitations, on a utilisé les données issues des observations pluviométriques pendant la période 1960 – 2011 dans 32 stations météorologiques ou postes pluviométriques (9 stations météorologiques et 23 postes pluviométriques), localisées à l’intérieur de la Plaine de la Moldavie, mais aussi dans son immédiate proximité. En ce qui concerne la vulnérabilité de la Plaine de la Moldavie face à l’intensité des pluies d’été, on observe que la moitié nord de la plaine présente une vulnérabilité intermédiaire, et que la moitié sud est fortement vulnérable. Dans la Plaine de la Moldavie, le degré de vulnérabilité donné par l’intensité des pluies d’été monte sur la direction générale ONO – SSE. Les pluies torrentielles ont une grande contribution pluviométrique qui, cumulée au niveau d’un mois, nous a donné la possibilité d’enregistrer entre 172,1 mm en juillet 1991 à Botosani et 277,2 mm en juin 1985 à Iasi. L’intervalle mai – septembre reste avec les plus fortes probabilités que des pluies torrentielles déversant grandes, voire, parfois, exceptionnelles quantités de précipitations tombent. L’analyse statistique de l’écoulement maximal dans la Plaine de la Moldavie a été réalisée à base des données enregistrées dans la période 1950-2011, aux principales stations hydrométriques. La variabilité multi annuelle des débits maximaux met en évidence le fait que, au niveau des bassins hydrographiques de la zone analysée, on a enregistré des années dans lesquelles se sont produits les débits maximaux les plus élevés (1954, 1969, 1975, 1980, 2008, 2010) et, aussi des années quand les valeurs des débits maximaux ont été un peu plus basses (1959, 1963, 1964, 1986). Entre 1960 et 2011, les crues les plus significatives enregistrées dans la Plaine de la Moldavie se sont produites, généralement, pendant l’été, dans les mois de juin et juillet. Après une analyse spatiale basée sur les SIG, plus précisément, d’intersection entre les bandes d’inondabilité (à différentes probabilités de dépassement) et les contours des localités situées dans la Plaine de la Moldavie, on peut identifier les localités potentiellement affectables par les crues. / One of the major challenges of this century is represented by climatic changes and their influence upon the environment. In the case of Romania, the orographic barrier plays the most important role in the delineation of surplus or deficient areas as refered to humidity. In the western and central regions of Romania, with oceanic influences, there is an surplus of humidity, while in the southern, south-eastern and eastern regions, with continental influences, there is a deficient humidity that generates dryness phenomena and drought. Non-the-less, we notice, in the last years, contrast situations with particularities in those regions affected by dryness and drought where there is an surplus of humidity. Climatic change at global or local level represent a major problem and induce concern among researchers from various disciplines (meteorology, climatology, geomorphology, ecology, hydrology, biology, medicine, sociology etc.) in consideration of change that might produce major setbacks in all the life domains and the socio-economic activities. In this respect, knowledge, research and investigation at detailed level of local and regional meteorological conditions that induce triggering situations for atmospheric hazards generating risks, human and economic losses, sometimes hard to estimate, develop in significant and full of concern attitudes in contemporary times. In the Moldavian Plain, due to the torrential character of most of the rivers, maximum discharge risk management is still difficult for the tributary/secondary streams. Even if the Jijia watershed, with the main stream of the Moldavian Plain, dispalys numerous water storages since 1960 to 1990, being one of the most systematized hydrographic basins, with tens of kilometers of dams and enbankments, the risks of maximum channel discharge and hillside discharge is still present. The intention of realizing a doctoral study on the Atmospheric precipitations, water discharge and inundations in the Moldavian Plain comes as a result of concerns in this respect and need to identify the natural risks and to evaluate the human activities as a perspective of risk – benefit for the efficient management of natural resources or in the attempt to favour sustainable development. Although floods are natural phenomena, with time repetability, as discharge processes along riverbeds, inundations represent, in modern times, one of the main causes of human and material losses. The analyses of the obtained maps regarding annual precipitations quantities in the Moldavian Plain reveal the decreasing trend from west to east, along with the decrease in overall altitudes and lower frequencies of humid air masses to the east (drier air masses), compared to more humid, Atlantic, air masses to the west. Torrential rains are atmospheric phenomena with short duration influence but with great intensity, upon the environment via erosion and flooding. They consist in increased precipitation quantities on short time intervals, sudden change of intensity along with extension of duration. As far as the vulnerability of the Moldavian Plain to the suumer rains we notice that the northern half displays an intermediate vulnerability while the southern half diplays a higher vulnerability. We also notice that for the whole space east, south-east and south of the Carpathians is vulnerable to an apreciable extent to torrential rains with intermediate and high intensities. In figure 5.32 we also observe that in those areas where oceanic influences predominate, rains have a less violent character and in those areas where continental influence pedominate (as the case of the Moldavian Plain) torrentail rains have a more violent character. In the Moldavian Plain the degree of vulnerability of torrential summer rains increases from WNW to SSE. Torrential rains bring a great pluviometric input that can reach a monthly quantity of 172.1 mm in July at Botosani and 277.2 mm in June 1985 at Iasi.

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

Les matériaux de construction des monuments historiques, tels que les pierres naturelles, sont soumis à des conditions environnementales agressives, comme la variation de la température ou de l'humidité, la pluie, ou encore les polluants atmosphériques. Cela peut provoquer des modifications au sein de la structure même des matériaux. Ces variations peuvent engendrer de fortes contraintes mécaniques aboutissant à des altérations macroscopiques importantes et diverses comme des fissures, des desquamations ou des désagrégations granulaires.La pierre étant un matériau poreux hétérogène, la connaissance de la microstructure, les caractérisations minéralogique et physique sont indispensables à la compréhension du comportement hydromécanique du matériau lors de dégradations. Parmi les différentes conditions environnementales responsables d'altération au sein de matériaux de construction, nous nous intéressons au phénomène de gel-dégel de différents types de pierres calcaires. L'objectif de ces travaux de recherche est de corréler les propriétés microstructurales et minéralogiques de pierres calcaires saines et leurs évolutions, avec leurs propriétés mécaniques au cours de la fissuration sous l'effet des cycles de gel-dégel. Cinq calcaires, aux propriétés microstructurales et mécaniques variées, ont été sélectionnés pour cette étude : les pierres de Massangis, de Lens, de Migné, de Savonnières et de Saint-Maximin.L'évolution de l'endommagement des pierres calcaires est suivie au cours du vieillissement accéléré par la mesure des propriétés suivantes : la vitesse des ondes P, les modules d'Young dynamiques et statiques, la résistance à la compression uniaxiale, la ténacité, la porosité totale et la distribution de la taille d'accès des pores. Le comportement thermo-mécanique des pierres est également étudié par des mesures des déformations et de la température (en surface et au centre des échantillons) pendant les cycles de gel-dégel.Ces recherches ont montré que l'évolution de la microstructure des pierres altérées et leurs propriétés mécaniques intrinsèques comme la ténacité, paramètre déterminant dans l'amorçage et la propagation de fissures, sont liés. En effet, la résistance des pierres aux contraintes provoquées par les cycles de gel-dégel dépend autant de leurs performances mécaniques initiales que de leurs porosités, notamment la part de leurs porosités naturellement accessible à l'eau par immersion et de leurs degrés de saturation naturelle. / Building materials of historical monuments, such as natural stone, are subject to aggressive environmental conditions, such as changes in temperature or humidity, rain, or air pollutants. This can cause changes in the structure of materials. These variations can lead to high mechanical stress resulting in significant and diverse macroscopic alterations as cracks, flaking or granular disintegration.The stone is a heterogeneous porous material, the knowledge of the microstructure, the mineralogical and physical characterizations are essential to understanding the hydro-mechanical behavior of the material during degradation. Among the different environmental conditions of alteration responsible in building materials, we are interested in freeze-thaw cycle of different types of limestone. The objective of this research is to correlate the microstructural and mineralogical properties of fresh limestone and their evolution, to their mechanical properties in cracking under freeze-thaw cycles. Five limestones of varying microstructure and mechanical properties were selected for this study: Massangis, Lens, Migné, Savonnières and Saint-Maximin stones.The evolution of the degradation of limestone is followed during accelerated aging by measuring the following properties: P-wave velocity, dynamic and static Young's modulus, resistance to uniaxial compression, toughness, total porosity and distribution of pore size access. The thermo-mechanical behavior of rocks is also studied by measurements of deformation and temperature (at surface and at center of the sample) during the freeze-thaw cycles.This research has shown that the evolution of the microstructure of weathered stones and their intrinsic mechanical properties such as toughness, determining parameter in the initiation and propagation of cracks are related. Indeed, stones resistance to stresses caused by freeze-thaw cycles depends as much on their initial mechanical performance as their porosity, especially from their pores naturally accessible to water immersion and their degrees of natural saturation.

Les systèmes géothermiques de surface extraient l’énergie du sol via un fluide caloporteur circulant dans un échangeur pour une profondeur ne dépassant pas 200 m. Deux typologies d’échangeurs sont généralement utilisées : les systèmes avec échangeurs verticaux, principalement affectés par les conditions géologiques ; et les échangeurs horizontaux, plus proches de la surface du sol, impactés essentiellement par les conditions climatiques. Dans le sol, les échanges thermiques sont majoritairement des transferts de chaleur par conduction. Ainsi, les propriétés thermo-physiques du sol influencent la quantité d’énergie extraite par les échangeurs. Afin de quantifier les propriétés thermo-physiques d’un sol sous l’influence des conditions géologiques et climatiques, deux dispositifs expérimentaux sont élaborés, conçus, instrumentés et validés au sein de notre laboratoire. Les résultats expérimentaux enrichissent les connaissances scientifiques sur le comportement hydrique d’un sol soumis à des événements pluvieux et l’impact de la contrainte verticale sur les propriétés thermo-physiques d’un sol. De plus, une étude numérique, à partir d’une modélisation 2D par éléments finis d’un échangeur airsol, évalue les performances énergétiques de ce dernier en fonction de différentes humidifications du sol et différents scénarios de pluie. Les résultats numériques révèlent ainsi l’intérêt d’utiliser un sol d’enrobage très humide pour accroître significativement les performances énergétiques d’un échangeur air-sol. / Surface geothermal systems extract energy from the ground via a fluid circulating in an exchanger at a depth not exceeding 200 m. Two typologies of exchangers are generally used: systems with vertical exchangers, mainly affected by geological conditions; and horizontal exchangers, closer to the surface of ground, impacted mainly by weather conditions. Thermal exchanges in the soil are mainly conduction heat transfers. Thus, thermo-physical properties of soil influence, mostly, energy extracted by exchangers. In order to quantify influence of geological and meteorological conditions on thermo-physical properties of soil, two experimental devices are developed, designed, instrumented and validated. The experimental results provide more appropriate scientific knowledge on hydric behavior of a soil subjected to rain events and influence of compactness on thermal properties of soil. In addition, one numerical study, based on a finite element 2D modeling of an earth-air heat exchanger, evaluates their energy performance under different soil moisture conditions and rain scenarios thus revealing the utility of water to significantly improve its performance.

Les problématiques environnementales (conservation de l’environnement et lutte contre la pollution), économiques (demande d’énergie de plus en plus forte pour un développement socio-économique) et politiques (démocratisation de l’accès à l’énergie) mondiales actuelles imposent un changement de comportement en matière de consommation énergétiques afin de ne pas compromettre la qualité de vie des générations futures. A cette fin, l’utilisation des énergies renouvelables, dont l’énergie solaire photovoltaïque, se présente comme une des solutions les plus prometteuses. Néanmoins, du fait de leurs intermittences, il peut s’avérer nécessaire de recourir à des dispositifs de stockage de l’énergie. Ceux-ci sont généralement utilisés dans le cas des sites isolés du réseau électrique mais de plus en plus de travaux de recherches portent sur l’intégration d'unités de stockage dans les systèmes photovoltaïques connectés aux réseaux électriques (« intelligents »). La mise en œuvre des moyens de stockage ainsi permet d’optimiser la production et d’améliorer la rentabilité de l’électricité produite tout en permettant de lisser les appels en puissances de pointe du réseau. Pour les endroits difficilement accessibles, le stockage de l’électricité permet d’assurer une autonomie énergétique en ajustant la production aux besoins de consommation et inversement. Ceci entraine un processus continu de charges et décharges des unités de stockage qui peut modifier profondément les propriétés physico-chimiques et électriques des systèmes de stockage avec comme conséquence la réduction de la durée de fonctionnement de l’installation. Généralement, les caractéristiques techniques des unités de stockage sont déterminées par les constructeurs dans des conditions idéales de fonctionnement, notamment à courant et température constants. Aussi, lorsque le fonctionnement a lieu dans des conditions climatiques austères, telles que celles des pays du Sahel, la durée de vie réelle de ces systèmes peut s’avérer très différente des prévisions se basant sur les données du constructeur. Ces pays, grands gisements solaires, sont caractérisés par des sols arides et de grandes étendues désertiques. Il y fait très chaud et les populations sont clairsemées en petits hameaux, ce qui fait des systèmes photovoltaïques autonomes les meilleurs candidats pour satisfaire les besoins énergétiques. Pour un dimensionnement approprié et une mise en œuvre efficace, il est important de connaître le comportement des constituants du système dans les conditions climatiques des sites cibles. Il y a lieu en effet de connaître les impacts de celles-ci sur la durée de vie et les caractéristiques des composants, de déterminer le besoin éventuel de dispositifs de conditionnement et d’envisager les études scientifiques et techniques de leur mise en œuvre. Les travaux de recherche envisagés ont pour but de répondre à ces multiples questions en s'appuyant sur une plate-forme expérimentale et des modèles, et de produire à termes des outils informatiques d’aide à la décision / Environmental issues (environmental conservation and the fight against pollution), economic (energy demand increasingly high for socio-economic development) and political (democratic access to energy) current global impose a change in energy consumption-related behavior in order not to compromise the quality of life of future generations. To this end, the use of renewable energies, including solar PV, is as one of the most promising solutions. However, because of their intermittent, it may be necessary to use in energy storage devices. These are generally used in the case of isolated sites of the electricity grid but more and more research work focuses on the integration of storage units in photovoltaic systems connected to electricity networks ( "smart"). The implementation of the storage means and to optimize production and improve the profitability of electricity while enabling smooth network calls in peak powers.For hard to reach areas, the electricity storage ensures energy independence by adjusting production to consumer needs and vice versa. This causes a continuous process of charging and discharging of the storage units that can profoundly change the physicochemical properties and electrical storage systems with consequent reduction in operating life of the installation. Generally, the technical characteristics of storage units are determined by manufacturers under ideal operating conditions, including current and constant temperature. Also, when the operation takes place in austere weather conditions, such as those of the Sahel, the real life of these systems can be very different predictions based on the manufacturer. These countries, large solar fields, are characterized by arid soils and large stretches of desert very hot and the people he makes are scattered in small hamlets, making stand-alone photovoltaic systems the best candidates to meet energy needs. For proper design and effective implementation, it is important to know the behavior of the system components in the climatic conditions of the target sites. It must indeed know the impact of these on the life and characteristics of components, to determine the possible need for conditioning devices and consider the scientific and technical studies of their implementation. The proposed research aim to answer these many questions based on an experimental platform and models, and produce terms of IT tools for decision support