La stratification thermique, caractérisée par la présence d'une thermocline, est un facteur clé structurant les communautés de plancton dans la zone pélagique des lacs. Les changements climatiques (vents forts, orages fréquents, sécheresses intenses) et les activités anthropiques près des lacs (déforestation) pourraient occasionner un abaissement de la thermocline dans les lacs tempérés. Les effets d'un tel abaissement sur la phénologie, la biomasse totale et la taille des individus du zooplancton dans le temps ont été évalués. La thermocline d'un bassin du Lac Croche (constitué de trois bassins), Québec, Canada, a été abaissée par mélange à l'aide d'une éolienne aquatique. L'échantillonnage a eu lieu sur une année contrôle (sans manipulation) et deux années expérimentales (avec abaissement). Le protocole statistique BACI a permis d'évaluer les effets de trois traitements différents, soit l'abaissement, l'abaissement+mélange et le mélange. Au printemps, certains effets des traitements ont été discernés indirectement par le réchauffement des sédiments, mais le climat semblait avoir une grande influence sur la dynamique des communautés de crustacés. Pendant l'été, les changements de la communauté de crustacés étaient principalement influencés par la profondeur de la thermocline. De plus, la biomasse de chlorophylle et celle des crustacées ont augmenté face aux traitements pendant l'été. Tropocyclops prasinus et Bosmina longirostris étaient plus abondantes lors de l'abaissement de la thermocline pendant l'été, ce qui a réduit significativement la taille individuelle de la communauté des crustacés. Les assemblages de rotifères étaient dominés par des espèces ayant des caractéristiques pour les protéger de la prédation. Cette étude suggère qu'un abaissement de la thermocline dans les lacs tempérés pourrait mener à une augmentation des productions primaire et secondaire, mais également à une réduction des proies zooplanctoniques pour les poissons suite à un changement dans la composition et la taille individuelle de la communauté. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : abaissement de la thermocline, zooplancton, phénologie, taille individuelle, biomasse totale, structure des communautés

La nécessité de simuler des systèmes complexes et multi-physiques est de plus en plus courante dans l'industrie, en particulier avec l'avènement de la conception mécatronique. Ce phénomène couplé à la pression économique poussant les industriels dans la voie de l'optimisation de leurs produits conduit à une augmentation forte des temps de simulation que les progrès techniques ne parviennent pas à compenser. Les travaux menés lors de cette thèse ont permis de proposer une approche hybride analytique/éléments finis pour la simulation temporelle de la dynamique des transmissions par engrenages en présence de non-linéarités de contact. Couplée à une réduction des modèles éléments finis, cette approche permet la résolution rapide de la dynamique d'un réducteur et offre ainsi la possibilité d'intégrer le réducteur comme composant d'un système complexe tel qu'un système mécatronique. La résolution de la dynamique du réducteur peut être menée en parallèle des autres physiques en prenant en compte des couplages forts. L'optimisation d'un tel système est abordée sur un exemple pour clore cette étude.

Présentement, les décisions reliées à la succession forestière sont prises par les aménagistes à partir du meilleur de leurs connaissances et des informations disponibles. Toutefois, dans un contexte de réduction des incertitudes dans le calcul de la possibilité forestière (CPE), la caractérisation de l'importance de la succession cyclique pour la forêt boréale continue du Québec constitue un premier pas pour combler le manque d'information sur l'évolution des peuplements. Pour l'instant, la succession directionnelle (c.-à-d. lorsque l'intervalle entre deux perturbations majeures est suffisamment long pour que les espèces de fin de succession qui se sont établies en même temps que les espèces pionnières remplacent celles-ci dans la canopée) est de facto supposée par les aménagistes. À l'opposé, la succession cyclique n'est pas un concept très bien défini dans la littérature scientifique. Plusieurs définitions circulent et il était nécessaire d'harmoniser les termes pour en clarifier les concepts. Nous avons défini la succession cyclique, comme étant le maintien de la dominance de l'espèce pionnière dans la canopée au-delà de la cohorte initiale. De plus, nous avons supposé que l'absence de gaules et de semenciers d'espèces de fin de succession dans un peuplement pionnier déjà bien établi était une indication d'un site soumis à la succession cyclique et donc, que la dynamique successionnelle cyclique était étroitement reliée à l'exclusion des espèces de fin de succession. L'étude a permis de vérifier s'il y avait une plus grande probabilité de succession cyclique dans une région donnée lorsque la sévérité et la fréquence des perturbations y étaient élevées ou si la probabilité était avant tout attribuable à des conditions écologiques locales (différenciation de niche) où à des facteurs régionaux (interaction climat et régime de perturbations). Notre étude visait à quantifier (1) la présence de peuplements pionniers dans le paysage de la forêt boréale de l'est du canada et (2) la proportion de ces peuplements qui montrent une succession cyclique. Selon nos analyses, les effets des facteurs locaux sur l'occurrence de la succession cyclique n'ont pas été observés, tandis que nous avons pu observer qu'il y avait une plus grande probabilité de succession cyclique dans une région lorsque la sévérité et la fréquence des perturbations y étaient élevées. Bien qu'il semble que des perturbations naturelles fréquentes et sévères, laissant peu de semenciers locaux et détruisant les banques de graines, peuvent conduire à une extirpation locale des espèces de fin de succession, nous avons remarqué que le chevauchement, sur une courte période de temps, de perturbations d'origine anthropique (c.-à-d. colonisation et exploitation) avec celles d'origine naturelle (c.-à-d. feux et épidémie) favorise davantage la mise en place d'une succession cyclique dans la sapinière. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : succession cyclique, forêt boréale, espèces pionnières, état stable alternatif, accident de régénération

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le travail concerne le comportement des plaques et coques soumises à des charges dynamiques dues à des explosions des mélanges gazeux. Des problèmes mécaniques d'apparition des fissures et d'endommagement ductile sont analysés. En introduction, la revue de la littérature a été présentée ainsi que les théories actuellement les plus souvent utilisées dans ce domaine. Une brève description des outils numériques qui ont servi dans l'étude a été également donnée. Les essais expérimentaux et les résultats des mesures ont été discutés dans la deuxième partie du mémoire. Ils ont permis d'identifier les paramètres matériels du modèle constitutif viscoplastique et d'endommagement nécessaires pour mener une analyse numérique du comportement des plaques, de faire la vérification des nombreuses simulations discutées à la fin du travail. Dans les conclusions, est présenté le bilan des modélisations en exposant surtout celles qui ont conduit à de meilleurs résultats.L'auteur discute les hypothèses utilisées, les limitations du modèle et esquisse desperspectives et l'évolution possible à l'avenir.

Nous nous intéressons dans ce travail à la dynamique des opérateurs de Schrödinger unidimensionnels, discrets, associés à un potentiel sturmien quasi-périodique. Le résultat principal de cette thèse est une borne supérieure pour les exposants de transport qui mesurent la vitesse de propagation du système. Cette borne, valide pour presque tous les potentiels sturmiens, est sous balistique pour une force de couplage suffisante. La validité de la borne est couplée à une condition diophantienne liée au nombre irrationnel qui définit le potentiel. Cette condition est vraie presque sûrement. Nous exhibons par ailleurs un exemple d'irrationnel pour lequel une borne supérieure sous balistique est impossible indépendamment de la force de couplage. Nous faisons l'étude de la dimension fractale du spectre de l'opérateur qui minore sous certaines conditions les exposants de transport. Nous obtenons une nouvelle borne inférieure pour la dimension de boîte du spectre grâce aux propriétés connues sur la forme du pseudo spectre. Les restrictions pour obtenir une borne dynamique à partir de notre résultat sont d'avoir une condition initiale cyclique standard et que le potentiel soit associé à un irrationnel à densité bornée. Enfin dans la dernière partie de ce travail, nous démontrons que le spectre de l'opérateur associé au nombre d'argent ß = [2, 2, . . . ] possède une structure hyperbolique. L'expression du pseudo spectre peut être vu comme un système dynamique. Nous conjuguons ledit système à une dynamique symbolique abstraite selon la méthode dite des partitions de Markov. Le système se comporte comme un fer à cheval de Smale. Nous dérivons de l'hyperbolicité des propriétés pour les dimensions fractales du spectre. Dimensions dont l'attrait dynamique a été rappelé dans la partie précédente. Nous déduisons notamment l'égalité des dimensions de Hausdorff et de boîte pour cet opérateur.

Dans le cadre du renouvellement du parc nucléaire, six modèles de réacteurs de 4ème génération ont été proposés, dont le Réacteur à Sels Fondus. Ce réacteur a la particularité d'utiliser un combustible à base de fluorures fondus, type LiF-ThF4. Pour développer ce concept, il est important de caractériser d'un point de vue structural ces mélanges de fluorures fondus, pour remonter aux propriétés physico-chimiques du combustible et optimiser ce procédé. Les systèmes fondus MF-ZrF4 (M = Li, Na, K), choisis comme modèle des systèmes au thorium, ont été étudiés expérimentalement par Résonance Magnétique Nucléaire et Absorption des Rayons X à hautes températures, ainsi que par calcul de dynamique moléculaire, en s'intéressant plus particulièrement aux environnements locaux du fluor et du zirconium. Afin d'interpréter les données RMN recueillies dans les milieux fondus, une étude préliminaire sur des halogénures de zirconium et des fluorozirconates de terres rares et d'alcalins solides a été menée par RMN du zirconium 91Zr et des corrélations structures/ paramètres RMN ont été établies. A haute température, dans les systèmes MF-ZrF4 on montre la coexistence de différents complexes du zirconium, avec des coordinences comprises entre 6 et 8, leurs proportions évoluant en fonction de la teneur en ZrF4 du mélange, et du type de l'alcalin. En fonction de la teneur en fluorure de zirconium, nous avons mis en évidence le rôle du fluor dans le bain fondu : fluor libre à faible teneur, il intervient progressivement dans la formation des complexes pour devenir pontant à plus haute teneur. Cette approche originale et innovante des systèmes fluorés fondus, combinant RMN et EXAFS à haute température, avec les calculs de dynamique moléculaire, s'avère particulièrement efficace pour leur description structurale, permettant ainsi de remonter à des données fondamentales, telles que leur spéciation ou leur fluoroacidité.

Abstract: Originally designed for the study of strong electronic correlations in model Hamiltonians, dynamical mean field theory (DMFT) has become, in combination with density functional theory (DFT), a powerful tool for ab initio simulations of real materials. At the heart of DMFT lies the solution of a quantum impurity problem. While only the continuous-time quantum Monte Carlo (CT-QMC) impurity solvers yield (statistically) exact solutions of a general impurity problem, they are quite complex and computationally expensive. Hence, in this thesis we are interested in improving the CT-QMC impurity solvers. After a short introduction to DMFT and its cluster extensions, we begin by reviewing two of the CT-QMC impurity solvers, the interaction expansion or “Rubtsov” solver (CT- INT) and the hybridization expansion solver (CT-HYB). Focussing on the latter, which is the algorithm of choice within real material simulations, we then show how to reduce a sign problem, allowing us to address the unusual criticality found in layered organic superconductors. With high-T c superconductivity as example, we further discuss how to ensure ergodicity of the CT-HYB solver in the context of broken symmetries. Finally, algorithmic optimizations of CT-HYB are presented and combined, leading to speedups of up to 500 within the context of real material simulations. // Résumé: Initialement conçue pour traiter les fortes corrélations électroniques dans des hamiltoniens modèles, la théorie du champ moyen dynamique (DMFT) est devenue, en combinaison avec la théorie de la densité fonctionnelle (DFT), un outil puissant pour la simulation de matériaux réels. Au cœur de la DMFT se trouve la solution d'un modèle d'impureté quantique. Seulement les solutionneurs d'impureté Monte Carlo en temps continu (CT-QMC) donnent des solutions exactes. En même temps, ces solutionneurs sont plutôt complexes et gourmands en temps de calcul. Le but de cette thèse est donc d'améliorer les solutionneurs d'impureté CT-QMC. Après une courte introduction à la DMFT et à ses extensions pour les amas, on commence par une revue de deux des solutionneurs CT-QMC, celui en développement d'interaction ou de "Rubtsov" (CT-INT) et celui en développement d'hybridation (CT-HYB). Mettant l'accent sur le dernier, qui est l'algorithme de choix dans le cadre des matériaux réels, on montre alors comment réduire un problème de signe, nous permettant ainsi de traiter la criticalité inhabituelle des organiques en couche. Avec la supraconductivité à haute température critique comme exemple, on discute ensuite comment assurer l'ergodicité du solutionneur CT-HYB dans le cadre des symétries brisées. Finalement, des optimisations algorithmiques sont présentées et combinées, amenant à des accélérations allant jusqu'à un facteur de 500 dans le contexte des matériaux réels.

Mémoire (M.Sc.A.)-- Université du Québec à Chicoutimi, 1988. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU