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

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

Les composés hydrocarbonés non méthaniques (HCNM) jouent un rôle prépondérant dans la chimie de l'atmosphère puisqu'ils interviennent en tant que précurseurs de la formation de polluants secondaires comme l'ozone ou les aérosols organiques secondaires. Disposant d'une base de données conséquente de mesures systématiques de 46 HCNM sur trois sites du dispositif de Mesure des Retombées Atmosphériques (MERA), la démarche de recherche a combiné trois approches complémentaires: (1) l'analyse descriptive uni-variée et bi-variée pour une étude spatio-temporelle des teneurs, (2) l'application du modèle sources-récepteur PMF (Positive Matrix Factorization) pour identifier les signatures des sources et déterminer leur contribution, (3) l'adaptation du modéle récepteur orienté CF (Concentration Fields) visant à localiser les principales zones d'influence ayant un impact sur les sites étudiés. Cinq profils de sources communs aux trois sites ont été identifiés: les profils « chauffage résidentiel », « échappement automobile », « évaporation de carburants », « biogénique » et « sources lointaines ». Les contributions relatives de ces sources aux teneurs en HCNM sont cohérentes avec les donnée d'inventaire d'émissions et avec les résultats d'autres travaux. La contribution de ces profils de sources à la formation d'ozone montre que la part du profil biogénique tend à augmenter significativement alors que celles des protils anthropiques diminuent. De grandes zones urbaines (le Sud de l'Allemagne et dans une moindre mesure le Nord de l'Italie) ont pu être identifiées comme potentiellement à l'origine des HCNM anthropiques mesure sur les trois sites de fond français. / Non-methane hydrocarbons (HCNM) play a key role in atmosphere chemistry as precursors of secondary pollutants formation like ozone or secondary organic aerosols. This works presents the analysis of an important datas et of 46 HCNM measured in three rural sites belonging to the French network (MERA). Statistical tools are used and adapted in order to study the spatial and temporal behaviour ofthese species in rural area. The research approach combined three steps: (1) univariate and bivariate analysis to a spatial and a temporal studies of the concentrations, (2) the used of the source receptor model PMF (Positive Matrix Factorization) to identity and apport ion the source of HCNM in rural area, (3) the adaptation of the oriented receptor model CF (Concentration Fields) in order to localise the main areas which influence the studied sites. Five common profiles have been identified for the three sites: "residential heating", "vehicle exhaust"; "fuel evaporation", "biogenic", and "remote sources". The relative contributions are in good accordance with the emissions inventory data and with results of other studies. These contributions allowed distinguishing local and remote influences. The ozone formation contributions of the modelled factors show that biogenic sources trend to significantly increase while anthropogenic sources decrease. That may explain that background levels of ozone do not decrease in Europe despite the anthropogenic emission reduction. Large urban areas (South of Germany and North of Italy) have been identitied as potentially at the origin of anthropogenic NMHC measured on the three French sites

Les composés organiques volatils (COV) jouent un rôle majeur au sein du système atmosphérique en tant que précurseurs d’ozone troposphérique et d’aérosols organiques (AO) secondaires. En région méditerranéenne, les concentrations en polluants particulaires et gazeux sont généralement plus élevées que dans la plupart des régions d’Europe continentale, en particulier en période estivale. Cependant, la pollution de l’air dans cette région reste difficile à caractériser en raison d’un manque de mesures atmosphériques. Cette thèse permet de mieux comprendre les sources et le devenir des COV en région méditerranéenne orientale. Lors de la campagne de mesure intensive de Mars 2015 réalisée sur un site de fond chypriote, des mesures en continu d’un grand nombre de COV ont permis d’évaluer leurs teneurs, de mieux comprendre leurs principales sources dans la région et de décrire leurs variabilités et leurs origines potentielles. Une analyse factorielle a montré que les sources biogéniques et la pollution de fond régionale étaient les plus importants contributeurs aux concentrations en COV observées sur ce site. Bénéficiant de mesures d’AO en continu, un parallèle entre la composition en aérosol organique et la phase gazeuse a été réalisé. Les interactions des COV biogéniques avec des composés anthropiques peuvent influencer la formation et la croissance de nouvelles particules, induisant un renforcement de la fraction d’AO secondaire. Finalement, des mesures en continu de COV primaires ont été effectuées de Janvier 2015 à Février 2016 afin de mieux caractériser la variation saisonnière des COV et de leurs sources affectant la région méditerranéenne orientale. / Volatile organic compounds (VOCs) play a key role within the atmospheric system acting as precursors of ozone and secondary organic aerosols (OA). In the Mediterranean region, particulate and gaseous concentrations are usually higher than in most continental European regions especially during summertime. However, air pollution in this region remains difficult to characterize because of a lack of atmospheric measurements. This thesis provides a better understanding of the sources and fate of VOCs in the Eastern Mediterranean region. During the intensive field campaign held in March 2015 at a background site of Cyprus, real-time measurements of a large number of VOCs have been performed, allowing the evaluation of their concentration levels in ambient air, improving the understanding of their major sources in the area, and describing their variabilities and their potential origins. A factorial analysis (PMF) showed that the local biogenic sources and the regional background were found to be the largest contributors to the VOC concentrations observed at this site. Benefiting from real-time OA measurements, a parallel between organic aerosol and gas phase composition was conducted. Biogenic VOC interactions with anthropogenic compounds can influence formation and growth of newly particles, inducing a reinforcement of secondary OA fraction. Finally, on-line measurements of primary VOCs were performed from January 2015 to February 2016 to provide a better characterization of the seasonal variation in VOCs and their sources impacting the Eastern Mediterranean region.

Une organisation virtuelle (Virtual Organization, VO) est une organisation avec des éléments et des ressources organisationnelle non co-localisés et qui utilise l’espace virtuel pour les interactions entre ses personnels afin d’atteindre les objectifs organisationnels. L’objectif de cette étude est de développer un modèle d’excellence pour les organisations ainsi définies. A cette fin nous avons choisi comme point de départ le modèle de la «fondation européenne pour la gestion de la qualité » (European Foundation for Quality Management, EFQM) qui peut être considéré comme la plus récente expression du TQM, approche dominante de l’excellence. Pour créer un modèle complet, nous avons conçu tout d’abord un modèle conceptuel basé sur le même état d’esprit que l'EFQM. En seconde étape nous déterminons les facteurs, leurs poids et sous-critères. Nous avons développé le modèle d’Excellence pour l’Organisation Virtuelle en tant que feuille de route des VO pour l’excellence et en même temps pour être une aide aux entrepreneurs en vue de mesurer et améliorer la performance de leur entreprise. Ce modèle pourrait également être un outil pour les experts et analystes de cette nouvelle génération d'organisations. La dernière étape détermine les valeurs fondamentales et le cadre de mesure RADAR. / Purpose – Virtual Organization would be any organization with non-co-located organizational entities and resources, using virtual space for interactions between staff to achieve organizational objectives. The purpose of this thesis is to develop an Excellence model for Virtual Organizations. We chose “European foundation for productivity management model (EFQM)” as the latest expression of TQM which is the dominant approach of Excellence. To create a complete model we first designed a conceptual model in the same culture of EFQM. In the second step we determined factors, their weights and sub-criteria. We developed the Virtual Organization Excellence model as a roadmap for Virtual Organizations to move toward excellence and also being an aid for contractors in measuring and improving their business performance. This model also could be a tool for assessor to analyze this new generation of organizations. Last step was determining the fundamental values and RADAR measuring framework. Design/methodology – This study adopted a pluralist approach including, Extensive literature review, Field experiment, in depth interviews and Survey questionnaire to develop the Virtual Organization excellence model. Findings – The criteria and sub-criteria of the Virtual Organization excellence model were confirmed using empirical data, and the fundamental values and criterion weights were suggested. Value of study – As VOs are the future of firms, main benefit of the Virtual Organization excellence model (VOEM) is that it provides a productivity roadmap for a Virtual firms that developed and evaluated by Virtual Organization experts.

Ce travail de thèse a consisté à étudier la nature chimique, les origines, ainsi que les propriétés des aérosols en Afrique de l’Ouest. Nous avons en particulier recherché les liens entre la composition chimique des particules fines en surface et les propriétés optiques des aérosols. Notre étude s’est appuyée sur les mesures effectuées au cours de la campagne de terrain SHADOW sur le site de M’Bour (Sénégal) durant deux périodes d’observations intensives : mars à juin 2015 (POI-1) et novembre 2015 à janvier 2016 (POI-2). Un dispositif instrumental permettant une caractérisation chimique en ligne et à haute résolution temporelle des aérosols submicroniques (TEOM-FDMS, ACSM, aéthalomètre) a été mis en place, en parallèle d’instruments de mesure des propriétés optiques des aérosols en surface (aéthalomètre, néphélomètre) et sur la colonne atmosphérique par télédétection (photomètre, Lidar). Les données météorologiques couplées à différents outils statistiques ont permis de classer les espèces ayant une contribution locale et/ou régionale, et d’identifier les zones sources à l’origine des fortes concentrations. La modélisation sources-récepteur (PMF) a permis une analyse approfondie de la fraction organique des PM1, mettant en évidence une photochimie très active et l’influence d’activités anthropiques spécifiques (incinération de déchets, fumage de poisson). Nous avons pu caractériser, selon la saison, les types d’aérosols contribuant majoritairement à l’extinction des particules fines mesurée en surface à M’Bour, ainsi que mettre en évidence les liens/différences entre mesures de télédétection et propriétés chimiques/optiques des particules fines au cours des deux POI. / The aim of this thesis consists in studying the chemical nature, the origins as well as the optical properties of aerosols in West Africa. We focused on establishing the links between the chemical composition of fine particles at surface and aerosols optical properties. Our study is based on measurements acquired during the SHADOW field campaign, implemented on the M’Bour (Senegal) site during two intensive observation periods: March to June 2015 (IOP-1) and November 2015 to January 2016 (IOP-2). For this purpose, an instrumentation allowing online chemical characterization of surface PM1 (ACSM, TEOM-FDMS, aethalometer), at high time resolution, was implemented in parallel with instruments measuring aerosols optical properties at surface (aethalometer, nephelometer) and along the atmospheric column by remote sensing (Lidar, photometer). The coupling of meteorological data with statistical tools allowed determining the local and/or regional contribution of the different species, and identifying the source areas responsible for the high concentrations observed on site. The source receptor model (PM) allowed to further investigate the submicronic organic fraction, highlighting a fast photochemistry and the influence of specific anthropogenic activities (waste burning, fish smoking). We were also able to characterize, per season, the type of aerosols contributing to the fine particle extinction measured at surface, as well as to show links/differences between remote sensing and surface chemical/optical properties of fines particles during the two IOP.

L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer la représentation du cycle diurne des nuages convec- tifs dans les modèles de circulation générale atmosphérique grande-échelle. La sous-estimation des nuages bas, le déclenchement prématuré des précipitations convectives ainsi que leur arrêt prématuré en fin de journée sont des biais communs à la plupart des modèles de climat. L'amélioration de ces dif- férents aspects passe notamment par une représentation plus réaliste des mouvements convectifs de la couche limite atmosphérique. Pour cela, les processus en jeu dans la turbulence de couche limite, la convection sèche et nuageuse, peu profonde et profonde, sont d'abord étudiés à l'aide d'observations et de simulations haute résolution. Cela permet d'établir les hypothèses à la base de la paramétrisation que l'on souhaite développer. Pour essayer de prendre en compte toutes les échelles de turbulence observées dans la couche limite convec- tive, on combine à un schéma diffusif classique une paramétrisation en flux de masse représentant les structures cohérentes de la couche limite : le modèle du thermique nuageux. Le schéma est principale- ment testé dans une version unicolonne du modèle LMDZ, développé au Laboratoire de Météorologie Dynamique, sur des cas particuliers de convection continentale, sèche et nuageuse, peu profonde et pro- fonde, et évalué à partir d'observations et de simulations haute résolution. La représentation explicite d'un panache ascendant entraînant et détraînant, ainsi que d'une subsidence compensatoire dans l'en- vironnement, permet d'améliorer le cycle diurne de la couche limite et des cumulus qui se forment par beau temps. Cette meilleure représentation des nuages de couche limite a par ailleurs des répercussions sur le cycle diurne de la convection plus profonde associée aux orages et prise en compte par une para- métrisation indépendante. Le contrôle du déclenchement et de l'intensité de la convection profonde par les processus dits sous-jacents, de couche limite d'une part et liés à la formation de poches froides sous le système convectif précipitant d'autre part, permet de retarder le déclenchement des précipitations de plusieurs heures et de les maintenir plus tard dans la soirée. Enfin, les développements effectués sont adaptés à la représentation de la convection induite par les feux de biomasse dans les Tropiques. Initialisé par les caractéristiques des feux dans ces régions, le modèle du thermique nuageux devient celui du pyro-thermique nuageux, avec des panaches qui restent confinés dans la couche limite mais peuvent aussi percer jusqu'à la moyenne troposphère. Les différentes paramétrisations évoquées sont destinées à faire partie de la nouvelle version 3D de LMDZ, en vue des simulations climatiques à effectuer dans le cadre du prochain rapport du Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC).

Nous étudions la différence des erreurs de prévisions entre une représentation agrégée et désagrégée lorsque l'on s'intéresse à la prévision de la série agrégée. Pour ce faire, nous développons un modèle théorique qui étudie les erreurs de prévisions d'une représentation agrégée et désagrégée en unissant les théories de différents auteurs dans un même cadre analytique. Le modèle que nous avons développé démontre que la présence de racine commune est essentielle, mais est une condition non suffisante pour que le modèle agrégé ait une erreur de prévision plus faible que le modèle désagrégé. De plus, les simulations démontrent que la présence de racines communes aide à faire diminuer l'écart des erreurs de prévisions entre une représentation agrégée et désagrégée.

Des lacunes dans la représentation des processus physiques par un modèle atmosphérique peuvent avoir un impact sur le réalisme du climat simulé ainsi que sur sa variabilité. Il a été observé assez souvent que les climats simulés par les modèles diffèrent largement de celui réellement observé dû à la présence de biais. La qualité de la représentation des processus physiques peut être évaluée par l'équilibre entre ces processus dans les premiers instants d'une intégration utilisant comme conditions initiales une analyse. Cette dernière est réputée bien équilibrée car représentant l'état réel de l'atmosphère. Des déséquilibres entre ces processus sont un signe de défaillances du modèle quant à leur représentation. Des diagnostics sont donc nécessaires pour vérifier si les ajustements dans les paramétrisations des différents processus physiques et dynamiques tendent vers un état de l'atmosphère proche des observations. Les diagnostics utilisés sont ceux proposés par Rodwell et Palmer (2007). Ils sont basés sur les tendances systématiques initiales d'un modèle lorsque des analyses sont utilisées comme conditions initiales. Ces tendances déterminées pour les premiers instants de l'intégration sont équivalentes à l'incrément d'analyse moyen obtenu par un ensemble de cycles d'assimilation. Ce dernier, moyenné temporellement devrait être nul. Par conséquent, ces diagnostics peuvent apporter des informations très utiles sur la cohérence des processus physiques pendant que le modèle tend à retourner vers sa propre climatologie lors des premiers instants de l'intégration. D'autre part, il est bien connu que les analyses, elles-mêmes, engendrent des problèmes de spin-up et requièrent entre autres l'utilisation d'une initialisation aux modes normaux ou l'application d'un filtre digital pour supprimer les ondes de gravité artificielles. Dans leur étude, Gauthier et Thépaut (2001) ont montré que les analyses 4D-Var produisent des conditions initiales mieux équilibrées et ne nécessitent pas l'application de contraintes pour maintenir cet équilibre. Dans cette étude, en utilisant un modèle global très similaire à celui utilisé pour produire les analyses, il a été montré que la différence de l'impact sur les diagnostics des tendances initiales était significative dans les tropiques selon qu'on utilise des analyses 3D-Var ou 4D-Var. Cet impact est surtout observé dans l'activité convective de la zone de convergence inter-tropicale (ZCIT). On notera qu'une analyse vise à se rapprocher des observations sous la contrainte de demeurer près d'une ébauche obtenue d'une prévision à courte échéance produite par un modèle de prévision numérique. Ce dernier constitue une composante primordiale dans le système d'assimilation. D'autres expériences utilisant des systèmes d'assimilation différents ont montré, à travers ces diagnostics, que le modèle était très sensible aux conditions initiales utilisées. Finalement, ces diagnostics ont été évalués pour le modèle régional canadien du climat (MRCC) intégré sur la région de l'Amérique du nord avec les mêmes paramétrages que ceux utilisés dans le modèle global. Ces intégrations sont effectuées en utilisant des conditions initiales et aux bords provenant de deux systèmes d'assimilation différents. Les résultats ont montré de nettes différences indiquant que le modèle est mieux équilibré lorsque l'analyse et les conditions aux bords proviennent du système d'assimilation dans lequel le modèle utilisé est similaire à celui employé dans l'intégration. ______________________________________________________________________________

Les pays réforment leurs services publics de l’eau en introduisant un nouveau système de régulation, soit la gestion intégrée des ressources en eau gire par le haut (centralisation) ou par le bas (décentralisation) ou intermédiaire. Quelle est la dynamique derrière ce choix ?On étudiera les apports de la religion, du droit, de l’économie, de la science politique et de la gestion à la régulation qu’elle combine avec les apports des théories du courant néo-institutionnel et de la bureaucratie pour créer ses outils comme la yardstick competition, la ring fencing competition et la price-cap regulation.Seront ensuite étudiés le service public, la public utility et le service universel et les spécificités de l’eau, du gaz, de l’électricité et des télécommunications pour mettre en relief les caractéristiques du service de l’eau.Pour déceler la politique du choix d’un système de régulation dans le service public de l’eau, on adoptera une étude quantitative basée sur les grounded theories et sur la narration analytique. Appliquée à l’étude de cas approfondie du service public de l’eau dans deux pays à modèles de référence, dans six pays à modèles hybrides et à deux modèles hybrides de référence, on aura un modèle qualitatif avec des core et des ancillary dynamics. Les techniques quantitatives confirmeront/infirmeront cette dynamique. Un questionnaire sera testé sur une banque de données sur le service public de l’eau dans 106 pays et un modèle quantitatif en ressort.Enfin, la comparaison des deux modèles qualitatif et quantitatif produira le modèle final de la dynamique du choix d’un système de régulation dans le service public de l’eau qui sera argumenté théoriquement. / Countries are reforming their water public utilities in order to introduce a new regulatory system called Integrated Water Resources Management (IWRM). IWRM may be centralized, decentralized or in-between. What is the dynamic behind this rationale?We will examine the contributions of religion, law, economics, political science and management to regulation. These contributions shall be combined with those of neo-institutional and bureaucracy theories in order to create some regulatory tools such as yardstick competition, ring fencing competition and price-cap regulation.We will also study public service, public utility and universal service. We will also examine water, gas, electricity and telecommunications characteristics in order to highlight the water utility specificities.We will use grounded theories and analytic narrative elements in studying in-depth the water public utility regulation in two countries with reference models, in six countries with hybrid models and two international reference hybrid models. A qualitative model with core and ancillary dynamics will be sketched.Quantitative techniques will confirm/infirm this dynamic through a questionnaire that will be tested on a database consisting of 106 countries in order to produce a quantitative model of this dynamic.Finally, the qualitative and quantitative models will be compared in order to produce a final model of water public utility dynamics of regulation which will be theoretically discussed.