In-Storage-Psychrophilic-Anaerobic-Digestion (ISPAD) is a technology which allows livestock producers to operate an anaerobic digester with minimum technological knowhow and for the cost of a conventional storage cover. Nevertheless, the system is exposed to ambient temperatures and biogas production is expected to vary with climatic conditions. The objective of the present project was therefore to design an automated biogas composition monitoring system for ISPAD and analyse the biogas composition produced during the time span of the project. The challenges in designing this monitoring system were: respecting the concentration range expected for CH4 and CO2, building air-tightness gas lines to prevent contamination and corrosion of the electronic devices inside the metallic box housing the monitoring system and; automating the gas line flushing operations. In the laboratory, the system was designed, calibrated and validated using gas samples of known CO2 and CH4 concentrations. Once connected to a field ISPAD system treating grower hog manure, the system was further validated by feeding CO2 and CH4 mixtures of known composition and by sampling the ISPAD biogas for gas chromatography analyses. Both in the laboratory and field, the automated system read CO2 and CH4 concentrations with a maximum error of 16 and 9%, respectively. Although a monthly calibration is recommended, the sensors demonstrated very little drift over a period of up to 55 days. Once validated, the automated monitoring system was able to measure biogas CO2 and CH4 concentrations and fluctuations respecting fully all ISPAD operations. / La Digestion-Anaérobie-Psychrophile-En-Stockage (DAPES) est un concept permettant aux éleveurs agricoles d'opérer un digesteur anaérobie nécessitant un minimum de connaissance techniques et pour un prix comparable à une couverture de fosse à lisier conventionnelle. Néanmoins, le system anaérobique est assujetti à la température ambiante et la production de biogaz peut varier au gré des conditions climatiques. L'objectif du présent projet était donc de concevoir un système automatique d'analyse de la composition de biogaz pour le concept DAPES et d'analyser les résultats obtenus durant la période du projet. Les défis rencontrés lors de la conception du système étaient : le respect de la plage de concentration prévue pour le CH4 et le CO2; la calibration précise des senseurs; l'étanchéité du système afin de prévenir la contamination et la corrosion des instruments électroniques à l'intérieur de la boîte métallique abritant le système d'analyse; et l'automatisation du système de purge de la ligne d'alimentation en biogaz. En laboratoire, le système fut conçu, calibré et testé en utilisant un gaz ayant une concentration de CH4 et de CO2 connue. Une fois connecté au système DAPES traitant du lisier porcin, le système était à nouveau testé afin de vérifier l'exactitude des données en utilisant un gaz ayant une concentration de CH4 et de CO2 connue et en échantillonnant du biogaz du système DAPES pour l'analyser à l'aide d'un chromatographe à phase gazeuse. Tant au laboratoire qu'au site de recherche, le système a permis d'obtenir des lectures de concentration de CO2 et de CH4 ayant une erreur maximale de 16 et 9%, respectivement. Bien qu'une calibration mensuelle soit recommandée, les senseurs n'ont démontré qu'une petite dérivation des lectures sur une période atteignant 55 jours. Une fois calibré, le système d'analyse automatique pouvait mesurer des fluctuations de la concentration de CO2 et de CH4 durant toutes les étapes d'opération d'un système DAPES.

Sustained developments in light emitting diode (LED) technology have brought their irradiance to a suitable level for being considered as a replacement to traditional high pressure sodium (HPS) lamps in hydroponics growth environments. LED lamps are anticipated to replace HPS lamps in most applications due to their reduced electricity consumption, improved quality of light and the possibility for customization of the light spectrum for increased yields. While equipment costs are still high, as is the case with most new technologies, greenhouse growers across the world stand to substantially decrease their energy use which directly translates into reduced costs and reduced carbon emissions from the energy stand point. We have compared the effects of LED lamps (LED Innovation Design, TI-SL600) made by LED Innovation Design (Terrebonne, Quebec) against HPS lamps (ballast: Philips Advance Model 71A85F5; Bulb: General electric, model LU600X0PSLT40) used at HydroSerre Mirabel (Mirabel, Quebec) for the growth of Boston lettuce (Lactuca sativa var. capitata) for both biomass yields and nutrient content. The light treatments were applied for eight hours after sunset to extend the photoperiod to sixteen hours. Wet and dry masses of plants and roots were weighed on a weekly basis during the course of the experiment. On average, optimum HPS light treatment produced statistically similar masses compared to optimum LED light treatment even though the LED lamps provided roughly half the amount of moles of light per meter2 compared to the HPS lamps at final harvest time (71.3moles/m2 for HPS and 35.8moles/m2 for LED over four weeks).There was no statistical difference between the samples taken from LED and HPS optimum light treatments, regular HPS greenhouse levels and control (no supplemental light) treatment for both wet and dry masses. However, LED light treatments showed improved homogeneity of plant mass across the entire area while HPS light treatment showed potential for elevated production in limited areas. Dry ratios of plant mass (in grams) by artificial irradiation (in moles per plant) normalized by the percentage of supplemental light versus total light were of 0.54 g/mol/plant and 0.35 g/mol/plant for both HPS experimental replications and of 0.59 g/mol/plant and 0.26 g/mol/plant for both LED experimental replications. This indicates that while there is an intensity difference between both light treatments, plant mass production remained similar. Health benefits are linked with increased consumption of β-carotene and other phytochemicals present in vegetables, such as lettuce. Photomorphogenesis may enable increased concentrations of those healthy compounds at little cost to the growers. However, contrary to expected results, chemical analysis of LED-treated samples showed the smallest concentrations of β-carotene, chlorophyll a and b, neoxanthin, lutein, antheraxanthin and violaxanthin. Both control replications are significantly more concentrated in xanthophylls and chlorophylls than the samples taken from the HPS plots, which were also more concentrated than the samples harvested from LED plots. Additional research needs to be performed to optimize the LED-based photomorphogenesis process. / Les développements récent et continus dans la technologie des lampes à Diodes Électro-Luminescentes (DEL) ont permis à leur intensité d'atteindre un niveau suffisant pour être considéré comme un remplacement pour les lampes traditionnelles au sodium à haute pression (HPS) dans les environnements de croissance hydroponique. On anticipe que les lampes DEL remplaceront les lampes HPS dans la plupart des applications à cause de leur consommation réduite en électricité, de l'augmentation de la qualité de la lumière et pour les possibilités de modification du spectre lumineux pour augmenter les rendements. Bien que les coûts d'équipement soit encore élevés, comme il est le cas avec les nouvelles technologies, les producteurs en serres à travers le monde pourront réduire de façon importante leur consommation d'énergie; ce qui se traduit par une réduction des coûts et des émissions de gaz à effet de serre.Nous avons comparés des lampes DEL (LED Innovation Design, TI-SL600) faites par LED Innovation Design (Terrebonne, Québec) avec des lampes HPS (Ballaste: Philips Advance Model 71A85F5; Bulbe: General Electric, modèle LU600X0PSLT40) utilisées chez HydroSerre Mirabel (Mirabel, Québec) pour la croissance des laitues Boston (Lactuca sativa var. capitata) dans le but de déterminer le rendement de biomasse ainsi que le contenu nutritionnel des plantes. Les traitements lumineux ont été appliqués pendant huit heures après le coucher du soleil pour étendre la photopériode jusqu'à seize heures. Les masses humides et sèches des plantes et des racines ont été pesées à chaque semaine pendant l'expérience. En moyenne, le traitement optimal HPS à produit des masses statistiquement similaire à celle produite par les traitements DEL même si les lampes DEL ont produit approximativement la moitié des moles de lumières par mètre carrés comparativement aux lampes HPS (71.3moles/m2 pour HPS et 35.8moles/m2 pour DEL pendant quatre semaines).Il n'y avait pas de différence statistique entre les échantillons prélevés des traitements DEL et HPS optimaux, HPS niveau régulier et contrôle (pas de lumière supplémentaire) pour les masses sèches et humides. Par contre, le traitement DEL a démontré une homogénéité accrue de masses de plante au travers de toute la section du bassin traitée pendant que le traitement HPS a démontré un potentiel pour une production supérieure pour de petites sections localisées. Les ratios secs de masse de plante (en grammes) par l'irradiation artificielle (en moles par plante) normalisée par le pourcentage de lumière supplémentaire par rapport à la lumière totale étaient de 0.54 g/mol/plante et de 0.35 g/mol/plante pour les deux réplications HPS expérimentales et de 0.59 g/mol/plant et 0.26 g/mol/plante pour les deux réplications DEL expérimentales. Ceci indique que bien qu'il existe une différence d'intensité entre les deux traitements, la production de masse végétale reste semblable.Des bénéfices pour la santé sont reliés à la consommation de β-carotène et d'autres produits phytochimiques présent dans les légumes comme la laitue. La photomorphogenèse pourrait permettre d'augmenter la concentration de ces composés bénéfiques à peu de coûts pour les producteurs. Par contre, contrairement aux résultats attendus, l'analyse chimique des échantillons traités aux DEL démontre la plus faible des concentrations de β-carotène, chlorophylle a et b, noexanthine, lutéine, anthéraxantine et violaxanthine. Les deux réplications de contrôle sont beaucoup plus concentrées en xanthophylles et en chlorophylles que les échantillons des parcelles traitées aux lampes HPS qui étaient aussi plus concentrés que les échantillons des parcelles traitées aux lampes DEL. Des recherches additionnelles sont donc requises pour optimiser le processus de photomorphogenèse à base de lampes DEL.

Marine protected areas (MPAs) are essential elements of marine conservation strategies, but since commercial, sport and subsistence fisheries are inevitably influenced by MPAs (and vice versa), stakeholder participation in decision-making is recognized as being critical to the success of MPAs. If the goals of protected marine resources are to be served in the long run, it is essential that participation be carefully assessed and reviewed. This thesis reviews the outcomes of fisher participation in decision-making for the Barbados Marine Reserve (BMR), and examines the history of the reserve and of the processes of participation that contributed to such outcomes. For the 108 stakeholders interviewed (55 fishers and 53 non-consumptive resource users or "NonCons" for short, e.g., government employee, diver, academic, boat operator), results were mixed. Stakeholder involvement in BMR changed with the times. The stages of stakeholder participation in decision-making for the BMR included: a) largely neglecting and marginalizing fishers during its inception (late 1970s/early 1980s), b) later isolated attempts by a "policy entrepreneur" (Mascia 2000) at including fishers, and c) pointedly seeking out and including fishers in representative-based stakeholder round tables (RTs) during its review (late 1990s/early 2000s). During the latest stage, the BMR review, the process of including fishers in decision-making varied in its quality. In general, both fishers and NonCons who had attended the RTs felt the facilitators' performance was acceptable. Although facilitators seemed to have made a great effort to include fishers, only a few attended, and so the impact was limited. Those who did attend the RTs felt they had had been provided discussion opportunities and had been treated equally. These positive aspects were hindered by facilitators paying insufficient attention to procedural details of stakeholders' participation as well as to details about the stakeholders' history, culture and socio-economic factors. These factors led to less than optimal outcomes.Most stakeholders believed in the potential of an MPA and the theory behind it, and seemingly acted to take advantage of its benefits (i.e., fished on the edge of the reserve to benefit from spillover and/or leakage). Moreover, fishers who had participated in the latest participation process for the reserve (i.e., the RTs) had more positive opinions and views of the BMR than those who had not participated. On the other hand, despite their presence at the RTs, most participants (both fishers and NonCons) felt they had not been involved in any decision-making for the BMR. So despite their progression from the late 1970s, the BMR's poor beginnings were not forgotten and its recent improvements appeared insufficient. This analysis showed that in structuring stakeholder participation for MPA management, special attention must be paid to the quality and procedural detail of participation. / Les aires marines protégées (AMP) sont des éléments essentiels des stratégies de conservation marine, mais comme elles ont une incidence inévitable sur la pêche commerciale, sportive et de subsistence (et vice versa), la participation des intervenants dans la prise de décision est essentielle à leur réussite. À long terme, l'atteinte des objectifs de protection des ressources marines doit essentiellement passer par une évaluation et une révision rigoureuses de la participation. La présente thèse évalue les résultats de la participation des pêcheurs dans la prise de décision pour la Réserve marine de la Barbade (RMB) et se penche sur l'histoire de la réserve et sur les processus liés à la participation qui ont contribué à ces résultats. Pour les 108 intervenants qui se sont livrés à un entretien (55 pêcheurs et 53 utilisateurs rationnels (UR) des ressources, comme des employés du gouvernement, des plongeurs, des chercheurs et des conducteurs de bateaux), les résultats sont mitigés. L'implication des intervenants à l'égard de la RMB a changé au fil des années. Les étapes d'implication des intervenants dans les prises de décisions à l'égard de la RMB comprennent : a) négliger et marginaliser en grande partie les pêcheurs pendant sa création (fin des années 1970 et début des années 1980), b) effectuer des tentatives isolées subséquentes par l'entremise d'un « entrepreneur en stratégies » (Mascia 2000) d'inclure les pêcheurs et c) s'adresser directement aux pêcheurs pour les inclure dans les tables rondes (TR) demandant la participation des intervenants au cours de l'évaluation (fin des années 1990 et début des années 2000). Au cours de la dernière étape, le processus d'inclusion des pêcheurs dans la prise de décision a fluctué en termes de qualité. En général, les pêcheurs et les UR qui ont participé aux TR ont trouvé le rendement des facilitateurs acceptable. Même si les facilitateurs semblent avoir fait des efforts considérables pour inclure les pêcheurs, seuls quelques-uns ont participé, ce qui a diminué l'impact de leur présence. Ceux qui ont participé aux TR ont indiqué qu'ils avaient eu des occasions de discuter et qu'ils avaient été traités équitablement. Toutefois, ces aspects positifs ont été amoindris par des facilitateurs qui n'ont pas porté une attention suffisante aux éléments de procédure de la participation des intervenants, de même qu'à leurs facteurs historiques, culturels et socio-économiques, ce qui a mené à des résultats insuffisants. La plupart des intervenants croient au potentiel d'une AMP et à la théorie qui s'y rattache, et semblent avoir agi pour tirer profit de ses avantages (c.-à-d. qu'ils ont pêché aux limites de la réserve pour profiter des déversements ou des débordements). De plus, les pêcheurs qui ont participé au dernier processus d'implication pour la réserve (c.-à-d. aux TR) avaient des opinions et des avis plus favorables à propos de la RMB que ceux qui n'avaient pas participé. Par contre, malgré leur présence aux TR, la plupart des participants (les pêcheurs comme les UR) avaient l'impression qu'ils n'avaient pas été impliqués dans la prise de décisions relatives à la RMB. Donc, malgré le progrès effectué depuis la fin des années 1970, les débuts difficiles de la RMB n'ont pas été oubliés et les récentes améliorations semblent insuffisantes. Cette analyse a démontré que dans le cadre de la structuration de la participation des intervenants dans la gestion des AMP, une attention spéciale doit être portée à la qualité et aux éléments de procédure de la participation.

Two sites, situated approximately 60 kilometers apart in southern Quebec, were studied to determine what nutrients were most limiting and to compare growth variation on microsite (3-9m) and landscape scales (100-1000m). One site was found to be 20% more productive than the other growing at 6.9 m3 ha-1 in its fifth year of growth. Principal component analysis found no nutrients to be limiting at the more productive site while the other site appeared to be N and K limited. Microsite scale variation was found to be at least as important as landscape scale variation in explaining measures of productivity in most cases. Potential problems posed by microsite scale variation could be addressed using an indicator species analysis. Empirical distribution function analysis revealed that some species present in hybrid poplar plantations (e.g. Fragaria spp. and Polytrichum spp.) may be good indicators of low and high productivity sites respectively. / Deux sites de plantations situés approximativement 60 kilomètres l'un de l'autre ont été étudiés afin de déterminer quels nutriments était les plus limitants et de comparer la variance à l'échelle de 3-9m (microsite) à la variance à l'échelle de 100-1000m. Un site était 20% plus productif que l'autre avec un taux de croissane de 6.9 m3 ha-1 dans ça cinquième année. L'analyse de la composante principale a dévoilé que aucun des nutriments n'était limitant tandis qu'à l'autre site le N et la K parassait être limitants. La variance à l'échelle 3-9m semble être au moins aussi importante que la variance à l'échelle 100-1000m dans son explication des mesures de productivité, dans la majorité des cas. Le potentiel de problèmes rencontrés dans l'échelle de variation des microsites peut être expliqué en se servant d'une analyse d'espèces indicatrices. L'analyse de la fonction de distribution empirique a révèlé que certaines espèces présentes dans les plantations de peupliers hybrides (e.g. Fragaria spp. et Polytrichum spp.) pourraient être de bons indicateurs de sites à productivité élevé ou basse.

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