Fragmentation of the Atlantic forest is extensive and a major reason for biodiversity loss in the South American continent. Today only a fraction of the pre-Colombian forest cover is still left and predominantly represented by isolated fragments. In the highlands of southern Brazil the biome constitutes the eco-region Araucaria moist forest that has a unique plant composition and many endemic species. This study has focused on one small fragment of Araucaria moist forest within the state Rio Grande do Sul in southern Brazil. The study was performed as an inventory of the tree species present in the fragment to acknowledge its diversity and tree species composition. From this the origin and conservation status for the fragment could be concluded. The inventory demonstrated high species diversity for the fragment with a Shannon index of nearly 3,43. Also many similarities to natural Araucaria moist forest were evident with the occurrence of 12 of the 19 native species most represented in natural forests. A high percentage of dead trees were documented with nearly 6,5 % . Further the endemic species Dicksonia sellowiana and Nectandra megapotamica were recorded within the fragment, D. sellowiana is an endangered species in Brazil. These results indicated a fragment with natural origin as part of the mosaic composition in the eco-region rather than a result of human land use such as plantation or regrowth of agricultural land. Thus the fragment may be a remnant from the great Araucaria forest expansion occurring in the second part of the Late Holocene with an age of up to 1100 years. This study suggests that the surveyed Araucaria moist forest fragment has significant conservation status and deserves accurate conservation measures to be taken for the continuing existence of this unique and threatened eco-region.

GnRH peptides have been discovered in a wide variety of vertebrate and invertebrate organisms, and work is ongoing to characterize additional unique isoforms. This dissertation describes the investigation of reversed-phase chromatographic and mass spectrometric behavior of GnRH peptides, the development and application of an LC-MS/MS method for qualitative identification of GnRH peptides, and the comprehensive validation of an LC-MS/MS method for simultaneous, quantitative measurement of hydroxyproline9GnRH (Hyp9GnRH) and mammalian GnRH (mGnRH) in rat brain tissues. Chromatographic and mass spectrometric behavior of GnRH isoforms was characterized for six GnRH model peptides. Using reversed-phase high performance liquid chromatography (HPLC), nearly complete separation of the model GnRH peptides was achieved. Evaluation of electrospray source conditions indicated that certain parameters can be adjusted to affect the abundance of selected charge states and improve response. Using the conditions found to be optimal for GnRH peptides in general, a method was developed to facilitate characterization of novel GnRH isoforms or confirm the identity of known isoforms. Fragmentation patterns for six model GnRH isoforms were examined to determine what portion of the primary sequence could be elucidated by de novo sequencing, and a simple solid phase extraction protocol was developed to isolate the model GnRH compounds from tissue samples. Application of the method to rat brain samples resulted in successful isolation and structural confirmation of hydroxyproline9GnRH and mammalian GnRH. A quantitative method for the determination of concentrations of hydroxyproline9GnRH and mammalian GnRH in rat brain tissue was developed and rigorously validated. Guinea pig brains were found to be a suitable substitute matrix for rat brains, and accuracy and precision were determined after four validation runs. Stability of both peptides in samples over long-term storage and under experimental conditions were evaluated, and the LC-MS/MS method was compared to an enzyme-linked immunoassay. Thirty-one brains from Sprague-Dawley rats were analyzed using the LC-MS/MS procedure and compared to published results for Hyp9GnRH and mGnRH.

This dissertation investigates whether higher levels of “governmental fragmentation” in metropolitan statistical areas (MSA) leads to worse environmental outcomes. Fragmentation refers to the number of local governments in a given region or MSA as defined by the census. This research contributes to two bodies of literature, that of environmental federalism and that of urban growth and local government form. In the area of environmental federalism this dissertation extends the collective action model to include local governments. An empirical framework is developed that includes cross-sectional and panel data. In the urban growth and local government form literature, this dissertation comprehensively tests many existing measures of local government fragmentation within an environmental policy framework. It also modifies and extends some of the fragmentation variables. The results suggest that local government fragmentation does hinder MSAs from attaining the ozone standard. This dissertation extends the literature by examining the effect that local government fragmentation has on regional environmental quality. Six local government structure variables, jurisdiction count, special district dominance, central city dominance, county primacy, central city growth, and metropolitan power diffusion index are comprehensively tested to determine which might affect regional environmental quality. In addition, this research extends the use of the computationally complex measure of metropolitan power diffusion index to include additional local government expenditures as well as additional years of panel data. Two empirical estimation strategies were implemented, a cross-sectional approach and a panel data approach. The cross-sectional approach estimates the effects that long-term changes in local government structure have on attaining the ozone standard by measuring differences across MSAs. The panel data model’s primary purpose was that of a robustness check on the cross-sectional results. Three of the six tested fragmentation variables were found to have statistically significant effects on MSA attainment of the ozone standard in the cross-sectional model. Higher levels of metropolitan power diffusion index and jurisdiction count were found to hinder attainment of the ozone standard, while greater values of central city growth aided in reaching the attainment standard. Generally, the panel data results’ supported the results from the cross-sectional models. In addition, the panel model resolved some important estimation issues. Metropolitan power diffusion index was found to be correlated with unobservables in the random effects model, indicating that the cross-sectional results for metropolitan power diffusion index may be biased as well. This was not an issue for the variable jurisdiction count. Metropolitan power diffusion index and jurisdiction count are highly correlated with each other and this relationship was used to estimate a reasonable range for the effect metropolitan power diffusion index might have on the attainment of the ozone standard.

Pour contribuer à la compréhension des processus d'arrachement et de fragmentation de la roche par l'explosif en ciel ouvert, le travail de recherche présenté dans ce mémoire vise à affiner les techniques empiriques de prédiction de fragmentation existantes. Un programme expérimental conséquent réalisé en échelle réelle sur site minier apporte des données ainsi que de nouveaux éléments par rapport à l'existant dans la littérature. En particulier, une comparaison entre résultats de tirs de charge unique et résultats de tirs à plusieurs charges est faite. Dans le contexte roche/explosif du site test, les résultats démontrent que le bénéfice industriel d'une prédiction charge par charge est limité. Une approche numérique a été mise en œuvre en parallèle du travail expérimental ; elle met à contribution un modèle rhéologique d'endommagement développé spécifiquement pour l'étude de laf ragmentation par l'explosif (Rouabhi, 2004). Des calculs 2D avec réduction d'échelle ont été réalisés ; l'utilisation d'un tel modèle d'endommagement s'avère indispensable, et la nécessité de coupler dans le futur les effets des ondes de choc et des gaz d'explosion dans la modélisation est soulignée. On explique par ailleurs de manière originale les résultats d'une étude expérimentale en laboratoire (Miklautsch et al., 2002). En fin de mémoire, plusieurs méthodologies de prédiction charge par charge aisément reproductibles sont testées et ajustées aux résultats du programme expérimental. On finit par montrer que la meilleure méthode offre même davantage de précision lorsqu'elle est appliquée avec les paramètres moyens des tirs et non charge par charge.

Landscape fragmentation poses a major threat to biodiversity world-wide. The goal of my dissertation research was to determine the effects of landscape fragmentation on a lizard community in the Mescalero-Monahans shinnery sands, New Mexico and the extent to which conservation efforts might protect biodiversity in this ecosystem. My research relied heavily on data collected from a large-scale spatially-replicated comparative study. The purpose of this study was to evaluate the impacts of landscape fragmentation as a result of oil and gas development on the dunes sagebrush lizard (Sceloporus arenicolus). Results from analysis of lizard community structure indicate that fragmented sites are less diverse than non-fragmented sites. In particular, two species are found in lower density and occupancy in the fragmented locations (Holbrookia maculata and Sceloporus arenicolus). Analysis of landscape configuration at the scale of a trapping grid indicated that sand dune blowout shape and size differed between fragmented and non-fragmented locations. Differences in landscape pattern were associated with reduced lizard diversity. Because of this association between lower diversity and altered landscape pattern, extensive alterations to landscape pattern may cause disassembly at the ecosystem level. The maintenance of existing landscape pattern may be important to the maintenance of diversity in this ecosystem. Evaluations of habitat use patterns of the lizards in this community demonstrate that a few species have narrow preferences for certain habitats. In particular, H. maculata, Phrynosoma cornutum, and S. arenicolus all demonstrated narrow habitat use patterns. Effect size of fragmentation for each species indicated that the same three species showed a large effect when comparing their average abundances between fragmented and non-fragmented locations. Thus species that are most likely to benefit or be harmed by landscape fragmentation are those with the most specific habitat requirements. Umbrella species represent one of many approaches to conservation using surrogate species. I used data on ants, beetles, small mammals, lizards, and endemic species to test the use of the dunes sagebrush lizard (Sceloporus arenicolus) as an umbrella for endemism and biodiversity of the Mescalero-Monahans shinnery sands ecosystem. I applied a comparative approach at three spatial scales to examine how conservation practices at different scales may affect biodiversity and endemism in this ecosystem. At the largest scale, the frequency of occurrence for endemic species increased though no other patterns emerged because S. arenicolus was present at all sites and there were no relationships between relative abundances of S. arenicolus and the other taxonomic groups. At the smallest scale, both beetle species richness, diversity, and endemic species richness were higher in the presence of S. arenicolus. To protect biodiversity in this ecosystem, conservation efforts should focus on protection at the scale of the species distribution rather than on the small-scale placement of individual well pads.

Menées à l'Ecole des mines de Saint-Etienne, ces recherches ont pour objet de comprendre le rôle de la texture et de la structure des solides sur la comprimabilité de poudres pharmaceutiques. Un modèle de fragmentation et de déformation plastique des grains permet de comprendre les différences de compressibilité des poudres pharmaceutiques. Il s'avère aussi prédictif vis-à-vis de poudres métalliques. Il a été valide sur des séries de lactoses différant soit par leur structure (hydrate ou anhydre) soit par leur texture (taille des grains), et sur deux variétés d'un même principe actif différant de par la texture des grains: des caractérisations physico-chimiques ont permis de mieux cerner l'influence des principaux paramètres morphologiques ou structuraux sur les propriétés mécaniques des solides pharmaceutiques.

Les propriétés physiques, chimiques, mécaniques et rhéologiques des matériaux pulvérulents dépendent de manière notable de leur état granulaire. Ceci justifie la multiplicité des techniques granulométriques. Du fait de leur conception et de leur technologie, la plupart de ces techniques requièrent une préparation ou un prélèvement qui peuvent altérer l'état granulaire de l'échantillon. Une sonde granulométrique utilisable <i>in situ</i> présente donc un intérêt majeur, autant pour caractériser et contrôler en continu un procédé que pour obtenir des informations sur un mécanisme. C'est dans ce but que nous avons développé une sonde turbidimétrique spectrale. En effet, les mesures de turbidité sont réalisables par un capteur de petites dimensions utilisable <i>in situ</i> et relié à un ensemble spectrophotométrie. La distribution granulométrique d'une poudre en suspension est théoriquement accessible par le calcul à partir de son spectre de turbidité. Différents algorithmes et leurs logiciels correspondants ont été conçus ou mis au point Les possibilités et les limites de la turbidimétrie comme méthode granulométrique sont définies à partir de spectres mesurés ou simulés. Le domaine de sensibilité maximale ainsi déterminé est de [0.1-10 µm] pour les diamètres et inférieur à 10^-3pour la fraction volumique. Ces contraintes destinent la méthode aux applications en milieu peu chargé. La deuxième partie de ce travail est consacrée à l'étude particulière d'un phénomène de fragmentation de cristaux de suIfate de potassium dans un cristallisoir agité. L'objectif visé est double : prouver la faisabilité de la méthode pour suivre un processus réel dans un réacteur de type industriel et caractériser <i>in situ</i> un phénomène essentiel en cristallisation puisqu'il est responsable de la formation de la plupart des germes. Une telle étude en ligne n'a jamais été réalisée jusqu'à présent. Les paramètres du système sont la vitesse de rotation de l'agitateur, la nature du milieu liquide, le nombre et le diamètre des grains introduits initialement (grain "parents"). L'augmentation de la turbidité constatée expérimentalement est due à la production de petits fragments dont la taille est calculée grâce au logiciel évoqué plus haut. Dans l'éthanol, ces fragments microniques restent libres alors que dans une solution aqueuse saturée ils s'agglomèrent. Les influences de la plupart des paramètres sont expliquées. Le capteur turbidimétrique conçu et validé dans ce travail a été également appliqué avec succès à l'étude d'autres processus intervenant en cristallisation et en particulier la germination primaire, la germination secondaire et I'agglomération.

Cette thèse est consacrée à l'étude de systèmes subissant des coagulations et fragmentations succesives. Dans le cas déterministe, on travaille avec des solutions mesures de l'équation de coagulation - multifragmentation. On étudie aussi la contrepartie stochastique de ces systèmes : les processus de coalescence - multifragmentation qui sont des processus de Markov à sauts. Dans un premier temps, on étudie le phénomène de coagulation seul. D'un côté, l'équation de Smoluchowski est une équation intégro-différentielle déterministe. D'un autre côté, on considère le processus stochastique connu sous le nom de Marcus-Lushnikov qui peut être regardé comme une approximation de la solution de l'équation de Smoluchowski. Nous étudions la vitesse de convergence par rapport à la distance de type Wassertein entre les mesures lorsque le nombre de particules tend vers l'infini. Notre étude est basée sur l'homogénéité du noyau de coagulation $K$. On complémente les calculs pour obtenir un résultat qui peut être interprété comme une généralisation de la Loi des Grands Nombres. Des conditions générales et suffisantes sur des mesures discrètes et continues $mu_0$ sont données pour qu'une suite de mesures $mu_0^n$ à support compact existe. On a donc trouvé un taux de convergence satisfaisant du processus Marcus-Lushnikov vers la solution de l'équation de Smoluchowski par rapport à la distance de type Wassertein égale à $1/sqrt{n}$. Dans un deuxième temps on présente les résultats des simulations ayant pour objectif de vérifier numériquement le taux de convergence déduit précédemment pour les noyaux de coagulation qui y sont étudiés. Finalement, on considère un modèle prenant en compte aussi un phénomène de fragmentation où un nombre infini de fragments à chaque dislocation est permis. Dans la première partie on considère le cas déterministe, dans la deuxième partie on étudie un processus stochastique qui peut être interprété comme la version macroscopique de ce modèle. D'abord, on considère l'équation intégro-partielle différentielle de coagulation - multifragmentation qui décrit l'évolution en temps de la concentration $\mu_t(x)$ de particules de masse $x>0$. Le noyau de coagulation $K$ est supposé satisfaire une propriété de $\lambda$-homogénéité pour $lambda in (0,1]$, le noyau de fragmentation $F$ est supposé borné et la mesure $beta$ sur l'ensemble de ratios est conservative. Lorsque le moment d'ordre $lambda$ de la condition initial $mu_0$ est fini, on est capable de montrer existence et unicité d'une solution mesure de l'équation de coagulation - multifragmentation. Ensuite, on considère la version stochastique de cette équation, le processus de coalescence - fragmentation est un processus de Markov càdlàg avec espace d'états l'ensemble de suites ordonnées et est défini par un générateur infinitésimal donné. On a utilisé une représentation Poissonienne de ce processus et la distance $\delta_{\lambda}$ entre deux processus. Grâce à cette méthode on est capable de construire une version finie de ce processus et de coupler deux processus démarrant d'états initiaux différents. Lorsque l'état initial possède un moment d'ordre $lambda$ fini, on prouve existence et unicité de ces processus comme la limite de suites de processus finis. Tout comme dans le cas déterministe, le noyau de coagulation $K$ est supposé satisfaire une propriété d'homogénéité. Les hypothèses concernant la mesure $\beta$ sont exactement les mêmes. D'un autre côté, le noyau de fragmentation $F$ est supposé borné sur tout compact dans $(0,\infty)$. Ce résultat est meilleur que celui du cas déterministe, cette amélioration est due à la propriété intrinsèque de masse totale non-explosive que possède un système avec un moment fini d'ordre $\lambda$.

La première partie de ce travail est consacrée au développement d'un capteur granulométrique exploitant la rétrodiffusion de la lumière. L'intensité de la lumière rétrodiffusée est mesurée sur une large gamme de diamètre de particules (0,2 à 56 µm), indice de réfraction relatif <i>m</i> (1,09 à 1,94) et fraction volumique de solide Φ (10^-6 à 0,5). Les résultats expérimentaux sont comparés à trois approches théoriques : la méthode de rétrodiffusion simple qui décrit la rétrodiffusion dans des suspensions peu chargées, l'approximation de diffusion de la théorie du transfert radiatif qui est applicable pour des suspensions chargées et la méthode statistique de Monte Carlo qui peut être utilisée sur toute la gamme de fraction volumique. Il est démontré que le capteur de rétrodiffusion permet de déterminer - quand Φ et <i>m</i>. sont connus - le diamètre moyen des particules en suspension chargée. L'étendue de la gamme de mesure est d'environ 0,03 à 10 µm pour les diamètres et dépend de Φ et <i>m</i>. L'objectif de la deuxième partie est l'obtention d'une meilleure connaissance de l'agglomération de particules fines dans un écoulement turbulent. Dans ce but, la cinétique de l'agglomération est examinée sur une large gamme de Φ (2°10^-6 to 5°10^-3) dans une cuve agitée. Deux méthodes granulométriques <i>in situ</i> sont utilisées : la turbidimétrie et la rétrodiffusion. L'étude expérimentale montre que la croissance des agglomérats en cuve agitée est limitée par l'effet du cisaillement hydrodynamique : l'agglomération se poursuit au cours du temps jusqu'à atteindre un état stationnaire auquel correspond une taille limite d'agglomérat. Un modèle d'agglomération - fragmentation est présenté. Il permet de quantifier l'influence de la vitesse de cisaillement et de phi sur la cinétique de l'agglomération et la morphologie des agglomérats.

Depuis 15 ans, l'approche de la TRIADE, qui vise une division du territoire en trois aires d'utilisation a été proposée comme une alternative qui tend vers un aménagement durable de la forêt. De ce fait, l'objectif de la présente étude était de mieux comprendre les effets à long terme de différentes proportions allouées pour chacune des zones (conservation, aménagement écosystémique et intensif) sur la biodiversité et la récolte de la matière ligneuse en forêt boréale mixte. L'impact de six scénarios d'aménagement a été évalué par rapport à un scénario de perturbations naturelles en fonction de cinq indices de paysage ainsi que de la structure des classes d'âge et des volumes récoltés. Pour ce faire, un modèle spatialement explicite à l'échelle du paysage a été utilisé pour simuler un territoire de 390000 ha en Mauricie, au Québec pour une période de 490 ans. Les résultats obtenus indiquent que le pourcentage de vieilles forêts (100 ans ou plus) était principalement influencé par la proportion occupée par la zone d'aménagement écosystémique. De plus, tous les scénarios d'aménagement mènent à une augmentation importante de la fragmentation de la forêt. En comparaison avec le scénario de statu quo, tous les scénarios TRIADE présentent une baisse de volume à court terme. À long terme, les volumes varient selon les décennies, mais certains scénarios montrent des gains face au statu quo. De façon générale, les résultats confirment que les changements de patrons à l'échelle du paysage sont un processus très long et que la TRIADE est une option qui doit être considérée pour atteindre un aménagement durable de la forêt boréale mixte. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : TRIADE, Zonage fonctionnel, Aménagement durable de la forêt, Fragmentation, Forêt boréale mixte.