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Les serres nordiques: Une approche alternative à la sécurité alimentaire au Nunavik. Les communautés inuites font face à des changements socioculturels et environnementaux rapides ainsi qu’à plusieurs défis concernant la sécurité alimentaire. Récemment, plusieurs projets innovateurs ont pris forme pour pallier aux coûts élevés et la qualité discutable des aliments frais dans le Nord. Cette recherche s’est déroulée au Nunavik (la région inuite de la province de Québec, Canada) et a été élaborée en utilisant une approche de recherche participative. L’objectif de ce travail était de documenter et de participer au développement d’un projet pilote de serre dans le village de Kuujjuaq dans le but de développer un modèle de sécurité alimentaire alternative pour le Nord. Plusieurs personnes ont, de prime abord, remis en question la viabilité à long terme d’un projet de serre dans une communauté inuite. Pourtant, les résultats de cette recherche démontrent qu’il y a de l’intérêt et du soutien de tous les secteurs pour ce type d’initiative. Les résultats démontrent également qu’une stratégie d’approvisionnement local basée sur la serriculture est techniquement faisable et socialement acceptable. La conclusion générale de cette recherche est que les serres nordiques ont le potentiel de devenir des éléments clés dans une nouvelle stratégie alimentaire nordique, une stratégie qui sera plus résiliente que celle que nous connaissons aujourd'hui, et qui va contribuer de manière durable à l’essor de la capacité communautaire et au développement socioéconomique des villages nordiques. / Northern Greenhouses: An Alternative Approach to Food Security in Nunavik. Inuit communities are currently facing rapid sociocultural and environmental change as well as numerous food security issues. However, these issues are being addressed in increasingly innovative ways; notably through the implementation of alternative agricultural projects that address the high cost and questionable quality of fresh food in the North. This research took place in Nunavik (the Inuit region of the province of Quebec, Canada) and was elaborated using a Community-Based Participatory Research (CBPR) approach. The objective of this work was to participate in and document the development of a greenhouse pilot project in the village of Kuujjuaq and, through this process, develop a framework for an alternative type of northern food security initiative. While many initially questioned the long-term viability of a greenhouse project in an Inuit community, results of this research show that there is indeed interest in and concerted support from all sectors for this type of initiative. Results also show that a greenhouse-based local food strategy in Nunavik is technically feasible and can be developed in a manner that is culturally appropriate and socially acceptable. The overall conclusion drawn from this research is that northern greenhouses have the potential to become key elements in a new type of northern food strategy, a strategy that will be more resilient than the one that we know today and that will contribute in a sustainable manner to the building up of the community capacity and socioeconomic stability of northern villages.

Les effets négatifs des changements climatiques et des vulnérabilités auxquels font face les pays en voie de développement imposent des stratégies d’adaptation. Incidemment, les débats sur les changements climatiques n’ont pas épargné le Togo, petit pays situé en Afrique occidentale, avec peu de saisons variées. Sa vulnérabilité a donc poussé les décideurs à promulguer des lois dans le but d’atténuer les effets de ces changements climatiques et permettre au pays de respecter les documents nationaux et les accords internationaux, notamment la Convention-cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques (CCNUCC). Ce mémoire a pour mission d’évaluer la capacité du Togo à atteindre ses objectifs dans le domaine spécifique de l’agriculture. / The negative effects of climate change and the vulnerabilities faced by developing countries require adaptation strategies. Incidentally, the debates on climate change have not spared Togo, a small country located in West Africa, with few varied seasons. Its vulnerability has therefore prompted decision makers to enact laws with the aim of mitigating the effects of these climate changes and enabling the country to comply with national documents and international agreements, in particular the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). This dissertation aims to assess the capacity of Togo to achieve its objectives in the specific field of agriculture.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / L'accès à la nourriture reste un problème crucial en Afrique subsaharienne (ASS). En effet, 24,1 % de sa population souffre de sous-alimentation et la malnutrition touche plus d'un tiers des enfants de moins de cinq ans. Ce problème sera exacerbé, car la population de l'Afrique subsaharienne devrait doubler d'ici 2050. Pour résoudre ce problème, il est impératif d'améliorer considérablement l'accessibilité des fruits et légumes pour la population en réduisant les pertes avant consommation qui se chiffrent à 50 %. Il existe de nombreux domaines où des solutions peuvent être mises en place pour réduire ces pertes. Ces domaines sont : le stockage frigorifique, les méthodes de récolte et les traitements avant stockage, le conditionnement, le transport vers le marché, et la phase de commercialisation. La réduction des pertes alimentaire en ASS nécessite la mise en œuvre de bonnes pratiques dans tous ces domaines. Après analyse, il apparaît que l'emballage devrait susciter davantage d'intérêt en raison de sa relative facilité de mise en œuvre pour supporter d'autres technologies comme la chambre froide. Les produits emballés devraient être transporté dans des camions lourds, en effet, une analyse réalisée dans cette thèse montre que le camion lourd est le véhicule qui génère le moins de pertes et d'émissions de gaz à effet de serre par rapport aux autres véhicules utilisés pour le transport des fruits et légumes en Afrique subsaharienne tels que les camions légers et les motos. L'emballage qui donne les meilleurs résultats en ce qui concerne la réduction des pertes de fruits et légumes est l'emballage plastique. Les boîtes en plastique peuvent prévenir les pertes, mais la technologie pour les traiter ou les recycler après usage n'est pas disponible en Afrique subsaharienne. Le développement des emballages biosourcés, fabriqués à partir de matériaux locaux permettrait de faire face à l'enjeu environnemental que représente le traitement des emballages en plastique en fin de vie. Pour être efficaces en ce qui concerne la réduction des pertes alimentaires et la réduction des émissions de gaz à effet de serre, les emballages biosourcés doivent permettre une réduction des pertes entre 0 et 37 %, et des émissions d'au moins 80 % par rapport à la solution actuellement utilisée en Afrique subsaharienne, qui consiste à utiliser un camion lourd avec des emballages en bois et à traiter les déchets dans une décharge. Une alternative efficace à cette solution consisterait à utiliser des emballages biosourcés avec des camions lourds. Afin d'offrir de meilleurs résultats en ce qui concerne la réduction des pertes et des émissions, il serait mieux d'utiliser les pertes générées lors du transport pour alimenter un biodigesteur. / Access to food remains a crucial problem in sub-Saharan Africa (SSA). Indeed, 24.1% of its population suffers from undernourishment and malnutrition affects more than a third of children under five. This problem will be exacerbated as the population of sub-Saharan Africa is expected to double by 2050. To solve this problem, it is imperative to considerably improve the accessibility of fruits and vegetables for the population by reducing pre-consumption losses which amount to 50%. There are many areas where solutions can be put in place to reduce these losses. These areas are cold storage, harvesting methods and pre-storage treatments, packaging, transport to market, and the marketing phase. Reducing food losses in SSA requires the implementation of good practices in all these areas. After analysis, it appears that the packaging should arouse more interest because of its relative ease of implementation to support other technologies such as the cold room. The packaged products should be transported in heavy trucks, indeed, an analysis carried out in this thesis shows that the heavy truck is the vehicle that generates the least losses and greenhouse gas emissions compared to other vehicles used for the transport of fruits and vegetables in sub-Saharan Africa such as light trucks and motorcycles. The packaging that gives the best results in terms of reducing fruit and vegetable losses is plastic packaging. Plastic boxes can prevent losses, but the technology to treat or recycle them after use is not available in sub-Saharan Africa. The development of biosourced packaging, made from local materials, would make it possible to deal with the environmental challenge represented by the treatment of end-of-life plastic packaging. To be effective in reducing food losses and reducing green house gas emissions, bio-based packaging must allow a reduction of losses between 0 and 37%, and emissions of at least 80% compared to the solution currently used in sub-Saharan Africa, which consists of using a heavy truck with wooden packaging and treating the waste in a landfill. An effective alternative to this solution would be to use biosourced packaging with heavy trucks. To offer better results in terms of reducing losses and emissions, it would be better to use the losses generated during transport to feed a biodigester.

La lutte contre les changements climatiques est un combat qui doit être un combat mené par tous les pays. Partant de ce constat, cette étude maintient l'idée selon laquelle, en dépit du principe des responsabilités communes mais différenciées qui exige en premier la contribution des États développés générateurs de gaz à effet de serre de sources industrielles, une participation des États en développement dont certains génèrent des gaz à effet de serre de sources forestières est requise afin d'obtenir des résultats durables. Cependant, la contribution de ces derniers suppose des appuis financiers et techniques suffisants pour pallier les surcoûts. En ce sens, un mécanisme financier comme le REDD+ (réduction des émissions dues au déboisement et à la dégradation des forêts dans les pays tropicaux en développement, et le rôle de la conservation, de l'aménagement durable des forêts et du renforcement des stocks forestiers), constitue une innovation. Cela étant, les expériences du REDD+ ont permis à la communauté internationale de noter les faiblesses de son régime. La présente étude de la durabilité dans le mécanisme REDD+ vise à étudier comment le droit peut assurer que le REDD+ soit véritablement un mécanisme de développement durable. Fondée sur une analyse du cadre normatif du REDD+, cette étude se veut réalisable par une comparaison des dispositions relatives au REDD+ et ce, au vu de critères et de principes internationalement admis dont : l'impact, l'efficacité, la pertinence, l'acceptabilité, la viabilité, la participation du public, les responsabilités communes mais différenciées, l'intégration.

Ce mémoire de maîtrise utilise une approche désagrégée pour estimer les émissions de gaz à effet de serre (GES) liées à la mobilité des résidents de la région de Québec et pour mettre en évidence l'impact de différents déterminants sur ces émissions. Le bilan des émissions par répondant révèle des profils de mobilité différents suivant le lieu de résidence. En effet, nous montrons que les résidents des zones périphériques produisent plus du double d'émissions de GES que ceux des zones centrales. Différents modèles économétriques sont estimés pour évaluer l'impact sur les émissions des caractéristiques des répondants, des ménages, de la forme urbaine et de l'offre de transport en commun à proximité du domicile ainsi que du prix de l'essence. Les impacts de ces déterminants sont aussi évalués en fonction du motif de déplacement (travail, loisir, magasinage). Le sexe du répondant, son statut professionnel et la structure familiale de son ménage ont tous un impact significatif sur les émissions de GES liées à la mobilité. Par exemple, les femmes produisent en moyenne 24% moins d'émissions que les hommes. On constate également des économies d'échelles au sein des ménages, un couple ne produisant que 60% plus d'émissions qu'une personne seule. Les variables de forme urbaine testées ont un impact relativement modeste sur les émissions, indiquant que des changements majeurs dans l'aménagement territorial seraient nécessaires pour arriver à une réduction marquée des émissions liées à la mobilité. Par exemple, une augmentation de 10% de la densité de logements entraînerait une diminution d'environ seulement 1% des émissions; ce résultat est conforme aux conclusions d'études récentes. Quant au lieu de travail d'un répondant, chaque km le séparant de sa résidence implique 0,28 kg d'équivalent CO2. Selon nos résultats, l'étalement urbain mesuré par la distance entre le domicile et le centre-ville de Sainte-Foy affecte fortement les émissions, chaque km supplémentaire les séparant impliquant 0,23 kg d'équivalent CO2 de plus. Les mesures d'offre de transport en commun n'ont quant à elles pas d'impact significatif sur les émissions de GES. Pour ce qui est du prix de l'essence, son impact n'est pas statistiquement significatif, suggérant la faible élasticité de la mobilité automobile par rapport au prix de l'essence.

Cette thèse étudie l'interaction entre les stations d’épuration (STEP) et le changement climatique: soit en premier lieu la production ainsi que les émissions de gaz à effet de serre (GES), en particulier le protoxyde d’azote (N2O), généré à la STEP et en second lieu l’effet des pluies plus intenses dues aux changements climatiques sur la STEP. Des campagnes de mesure sur le terrain et la modélisation à échelle réelle ont été utilisées conjointement dans cette recherche. Une campagne de mesure d'une durée d’un mois a été réalisée dans une STEP traitant les eaux usées de 750,000 équivalents habitants, soit la STEP d’Eindhoven aux Pays-Bas. Des capteurs en ligne ont été installés dans la zone d'aération du bioréacteur. Une usine virtuelle de grande échelle, soit la STEP décrit par le Benchmark Simulation Model No.2 (BSM2), ainsi qu’une usine réelle de grande échelle, soit la STEP d’Eindhoven aux Pays-Bas, étaient incluses dans cette étude. Dans les deux cas, les modèles ont été modifiés afin de prendre en compte les GES, en particulier la production de N2O. Deux modèles de boues activées (ASM) ont été développés, soit l’ASMG1 et l’ASMG2d. En plus de la conversion de N2O par les bactéries hétérotrophes, les deux modèles sont en mesure de simuler la production de N2O par la dénitrification catalysée par les bactéries oxydant l'ammoniac (AOB). Les modèles décrivent aussi l'effet de l’oxygène dissous (OD) sur la cinétique de production de N2O par les AOB grâce à une modification de la cinétique d’Haldane. Les résultats montrent que les AOB produisent beaucoup de N2O tandis que les hétérotrophes en consomment considérablement. Les émissions de N2O augmentent lorsque les concentrations de NH4+ sont élevées et que les concentrations d’OD sont modérées (jusqu’à 2.5 mg O2/l dans cette étude). Ces conditions peuvent avoir été créées par le contrôle en cascade de NH4+-OD qui vise à réduire la consommation d'énergie en diminuant les concentrations d'OD lorsque la concentration de NH4+ est suffisamment faible. En outre, ce contrôleur en cascade est une stratégie de rétroaction à gain faible. C'est-à-dire, un retard significatif se produit entre la détection d'une augmentation de NH4+ et l'accroissement de l'aération. Toutes ces propriétés produisent des conditions favorables à la production de N2O par les bactéries AOB. Différents scénarios alternatifs ainsi que des stratégies de contrôle ont été comparés selon la qualité de l'effluent, le coût d’opération et les émissions de GES. Dans le cadre de BSM2, un bon équilibre entre la qualité de l'effluent, le coût d’opération et les émissions de GES a été obtenu avec à la mise en œuvre d'un contrôleur rétroactif pur de l’OD sur la première zone d'aération et d’un contrôleur en cascade de NH4+-DO sur les deux zones d'aération suivantes et en utilisant soit une stratégie d'alimentation étagée ou le contrôle du recyclage des boues afin de gérer les pics de débits. Mots-clés: Traitement des eaux usées par boues activées, contrôle de procédé, campagne de mesures en terrain, modélisation mathématique à échelle grandeur réelle, gaz à effet de serre, protoxyde d’azote, temps de pluie. / This PhD thesis studied the interaction between wastewater treatment plants (WWTPs) and climate change, i.e. the production and emission of greenhouse gases (GHGs), especially nitrous oxide (N2O), from WWTPs and the effect of the climate change induced more intense rain events on WWTPs. Both field measurements and full-scale modelling were pursued in this research. A one-month measurement campaign was performed by installing on-line sensors at the aeration zone of the bioreactor of a 750,000 person equivalents WWTP, i.e. the Eindhoven WWTP in the Netherlands. The models of a full-scale virtual plant, i.e. the Benchmark Simulation Model No.2 (BSM2), and a full-scale real plant, i.e. the Eindhoven WWTP in the Netherlands, were extended with respect to GHG emissions, especially the pathways involving N2O. Two types of extended Activated Sludge Models (ASM) were developed, i.e. ASMG1 for COD/N removal and ASMG2d for COD/N/P removal. Besides heterotrophic N2O production, both proposed models include N2O production by nitrite denitrification by ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and describe the DO effect on AOB N2O production by a modified Haldane kinetics term. Results showed that AOB are the major producer of N2O while the heterotrophs consume N2O considerably. The high N2O emissions occurred under high NH4+ and intermediate DO concentrations (up to 2.5 mg O2/l in this work). Such conditions can be created by NH4+-DO cascade control which aims at reducing energy consumption by lowering the DO concentrations when the NH4+ concentration is sufficiently low. Moreover, this cascade controller is a low-gain feedback control strategy, i.e. a significant delay will occur between the detection of a NH4+ increase and the increase in aeration. All these properties lead to conditions favourable to N2O production by AOB. Different alternative scenarios and control strategies were compared in terms of effluent quality, operational cost and GHG emissions. In the framework of BSM2, a good balance among effluent quality, operational cost and GHG emissions was realized by implementing a pure DO feedback controller in the first aeration zone and a NH4+-DO cascade controller in the following two aeration zones and using either step feed or sludge recycling control to deal with hydraulic shocks. Keywords: Activated sludge, wastewater treatment, process control, field measurements, full-scale mathematical modelling, greenhouse gases, nitrous oxide, wet weather conditions.

L’autopartage est un concept qui s’est développé en Europe au début des années 90. Ce service s'adresse à une clientèle (particuliers ou entreprises) qui utilise sporadiquement la voiture ou qui, par choix ou en raison de contraintes, ne possède pas de voiture. La voiture est "partagée" entre plusieurs abonnés qui peuvent l'utiliser suite à une réservation à l'heure ou à la journée. L’autopartage, est un phénomène émergent et en forte croissance, tant en Europe qu’en Amérique du Nord. En 2006, l’autopartage était disponible dans 600 villes de par le monde, avec près de 348 000 adhérents se partageant l’usage de 11 700 voitures. En 1994, Auto-Com inaugurait à Québec le premier service pérenne d'autopartage en Amérique du Nord. Devenue par la suite Communauto, cette société est maintenant bien implantée dans quatre régions urbaines du Québec (Montréal et sa banlieue rapprochée, Québec-Lévis, Gatineau et Sherbrooke), avec plus de 20 000 abonnés en 2010, dont 3 000 à Québec et une croissance annuelle d’environ 20% ces dernières années. Ce service disponible à ses débuts dans les centres-villes s’étend maintenant aux banlieues de première et de deuxième couronne. Ce phénomène mérite donc d’être étudié en regard de son impact sur la mobilité. Les choix de mobilité des usagers de l’autopartage sont-ils semblables à ceux des autres automobilistes? Les abonnés utilisent-ils plutôt cette forme d’accès à l’automobile en complément des transports collectifs et actifs? Les utilisateurs de l’autopartage doivent réserver une voiture, se déplacer pour y accéder et payer en fonction de son utilisation (coûts fixes compris). En comparaison, une voiture possédée est toujours disponible et seuls les coûts variables d’utilisation sont apparents (essence et stationnement). Les contraintes de temps, de distance et de coût associés à l'autopartage devraient ainsi se traduire par une plus grande utilisation des modes de transport complémentaires (marche, vélo, transport en commun et taxi). On peut donc anticiper que les abonnés à l'autopartage consomment moins d'énergie et émettent moins de GES (gaz à effet de serre) lors de leurs déplacements que les propriétaires d'automobiles. Par contre, certains abonnés au service d'autopartage n'avaient pas de voiture avant leur abonnement; leur mobilité pourrait être plus grande qu'auparavant ou par rapport à des personnes non motorisées habitant le même secteur. Pour vérifier si le bilan des émissions de GES des abonnés est supérieur ou inférieur à celui de la population en général, une enquête a été réalisée d’avril à juin 2009 auprès d’un échantillon d’abonnés de Communauto à Québec, afin de recueillir l’ensemble de leurs déplacements durant une semaine. Afin de minimiser les coûts d’une telle enquête hebdomadaire, une approche innovatrice a été utilisée en développant une enquête Web dans le cadre d’un projet du RCE GEOIDE et de financements du CRSH et du FQRSC. Les répondants devaient identifier leurs lieux d’activités sur une carte (application utilisant les fonctionnalités de Google Maps). Par la suite, les lieux localisés par le répondant étaient disponibles pour remplir un carnet de déplacements par l’intermédiaire de menus déroulants. Le défi pour élaborer cette enquête fut grand, car il n’existe que peu d’exemples de ce type. L’enquête devait aussi retenir l’adhésion des participants durant une semaine. Au final, 57 abonnés de Communauto de Québec ont complété l’enquête WEB sur la mobilité et les résultats ont été comparés à ceux d’un groupe témoin (122 répondants) déjà enquêté avec des méthodes classiques (questionnaires et entrevues) en 2002 et 2003 à Québec (projet PROCESSUS financé par le CRSH et GEOIDE). La comparaison des deux méthodes d’enquête montre l’excellent potentiel d’une approche par l’intermédiaire d’internet. L’expérience fut riche en enseignements et résultats qui intéresseront sûrement toute personne désirant développer une enquête WEB sur la mobilité. Ainsi, des différences significatives ont été mesurées dans l’utilisation des outils de localisation selon le genre et le niveau de scolarité. En termes de mobilité, les résultats de l’étude sont probants. Les parts modales des abonnés de Communauto sont très similaires à celles des ménages non motorisés du groupe témoin et le bilan des émissions de GES est significativement moindre que celui de la population témoin pour tous les secteurs de la région de Québec (centre-ville, anciennes banlieues et nouvelles banlieues). Des différences sont aussi perceptibles en fonction du degré de motorisation et de la localisation du lieu de résidence, donc de la structure urbaine. / Car sharing is a concept developed in Europe during the 1990’s. This type of service is used by people and enterprises using car sporadically or that do not own a car, by choice or due to constraints. Car use is share among subscribers who must make a reservation to use it on an hourly or daily basis. This phenomenon is emerging and rapidly growing in Europe and North America. In 2006, car sharing was implemented in 600 cities around the World, meaning more than 348 000 subscribers sharing usage of 11 700 cars. In 1994, Auto-Com was launching in Quebec City, the first still existing car sharing service in North America. This company, now called Communauto, is now well implemented in four urban regions in the Province of Québec (Montréal and its inner ring of neighbourhoods, Québec-Lévis, Gatineau and Sherbrooke), having more than 20 000 subscribers in 2010, among which 3 000 are living in Québec City. The yearly growth rate was close to 20 % during the last few years. At the beginning, this service was mostly available downtown, but it is now well implemented in the first and second ring suburbs. The impact of this phenomenon on mobility deserves research. Is the mobility behaviour of car sharing users similar to that of other car drivers? Conversely, are the subscribers using this type of access to car as a complement to public and active transportation modes? Car sharing users must make a reservation, walk or move to access the vehicle and should pay in consideration of usage (fixed costs included). In comparison, an owned car is always available and only variable costs are immediately perceived (gas and parking). In theory, time constraints, distance and costs of using a shared car, should advantage other transportation modes (walking, biking, public transportation and taxi). Therefore, we anticipate that car sharing users are consuming less energy and generate less greenhouse gases (GHG) emissions than car owners, for their travelling needs. However, some car sharing subscribers did not have car access prior to their membership; their overall mobility could have increased or be higher than that on non-motorised people living in the same neighbourhood. The main purpose of this research aim at testing if the GHG emission balance of car sharing users is higher or lower than in the general population. A survey was realised between April and June of 2009 in order to collect all trips made by a sample of Communauto’s subscribers for an entire week. In order to minimize costs of such a weekly survey, a novel approach based on the Web was developed, thanks to a NCE GEOIDE Network initiative, receiving complementary funding from SSHRC and FQRSC. Respondents were asked to locate their activity places on an electronic map using a custom application based on Google Maps. Afterwards, places geo-referenced by respondents were used to fill seven daily trip logbooks using drop down menus. This survey was highly challenging because there are very few existing trip surveys using the Web. Moreover, the survey had to retain interest of respondent during an entire week. Finally, 57 Communauto’s subscribers living in Québec City filled an entire week logbook using the Web interface. Results of these car sharing users were compared to those of a control group (122 respondents) previously surveyed using pen-and-paper methods, in 2002 and 2003, also in Québec City (PROCESSUS Network funded by SSHRC and GEOIDE). When making comparison of both methods, one can understand the excellent potential of the Web-based survey. The experiment was very informative and the results are of great interest for those who want to develop a Web survey on mobility. Significant differences were observed for the selection of location tools between genders and among education levels. Findings are convincing with strong differences in mobility behaviours between car sharing users and others. Modal shares of car sharing users are very similar to those of non-motorized people in the control group and the average GHG emissions balance of car sharing subscribers is significantly lower than that of the control group for all considered neighbourhoods in Quebec City (downtown, older suburbs, new suburbs). Differences can also be established based on motorization, residential location and the nature of urban fabric.

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 octobre 2023) / Au Québec, la production maraîchère en champ s'effectue en grande partie sur les sols organiques cultivés de la Montérégie. Ces sols deviennent cultivables à la suite du drainage de tourbières minérotrophes qui s'avèrent hautement fertiles, avec des taux de matière organique pouvant dépasser les 90 %. En revanche, l'abaissement du niveau de la nappe d'eau entraîne inexorablement un déclin des propriétés agronomiques et de la hauteur de sol cultivable causé par l'affaissement, l'érosion et la minéralisation de la matière organique. Ce dernier mécanisme cause la perte de carbone du sol vers l'atmosphère sous forme de CO₂. Dans le but de mettre sur pied une stratégie de conservation de ces sols, ce mémoire a pour objectifs de quantifier les émissions de CO₂ et d'identifier les paramètres édaphiques et météorologiques qui influencent leur intensité. À cette fin, cinq (5) sites en champ ont été sélectionnés en fonction de leur taux de matière organique (MO) pour représenter un large éventail du degré de composition du sol, soit F1 à 52.2 % MO, F2 à 56.7 % MO, F3 à 74.0 % MO, F4 à 77.4 % MO et F5 à 91.3 % MO. Tous les sites à l'exception de F3 étaient dépourvus de végétation alors que ce dernier avait une importante présence de miscanthus. Les émissions de CO₂ du sol furent mesurées avec des chambres statiques manuelles sur une durée d'un an (septembre 2021 à septembre 2022) à une fréquence bimensuelle. Les résultats montrent des pertes brutes de carbone annuelle de 4.94 Mg C-CO₂ ha⁻¹ an⁻¹ pour F1, de 5.47 Mg C-CO₂ ha⁻¹ an⁻¹ pour F2, de 15.30 Mg C-CO₂ ha⁻¹ an⁻¹ pour F3, de 7.62 Mg C-CO₂ ha⁻¹ an⁻¹ pour F4 et de 3.20 Mg C-CO₂ ha⁻¹ an⁻¹ pour F5. Les paramètres ayant influencé significativement et positivement ces flux sur toute la période étudiée furent les températures (du sol et de l'air), le carbone labile, l'azote total et le pH alors que la teneur en eau du sol a été corrélée négativement. Les pertes annuelles de carbone ont également été corrélées exponentiellement à l'activité microbiologique totale du sol, montrant l'importance de mesurer des paramètres biologiques pour étudier la minéralisation de la matière organique. Une expérience en serre a également été réalisée avec les mêmes cinq (5) sols. Cependant, dû à l'augmentation de la concentration en sel dans les sols, aucune conclusion n'a pu être retenue excepté la relation de toxicité entre la conductivité électrique, l'activité microbiologique totale et les émissions de CO₂. Ces données permettront d'aller plus en avant dans la modélisation de la dégradation des sols organiques cultivés afin de développer des solutions d'intervention pour la préservation de ces sols. / In Québec, agri cultura hortensis in agris maxima ex parte in solis organicis cultis Montérégie agitur. Hi soli cultibiles fiunt post drenationem paludibus mineralitrophicis, quæ valde fertilis sunt cum materia organica ultra 90% superare possit. Sed deminutio aquæ stagnantis altitudinis necessario causat decrementum proprietatum agronomicarum et altitudinis soli cultibiles per subsidium, erosionem et mineralisationem materiae organicæ. Ultimum mechanisma perdita carbonis soli in atmosphaeram sub formā CO2 efficit. Hoc opus, ut strategiam conservationis solium constituat, emittendi CO2 quantitatem determinare et edaphicos meteorologicosque parametros identificare intendit, qui eorum magnitudinem influunt. Quinque (5) loci in agris electi sunt propter quantitatem materiae organicæ (MO) ut varietatem compositionis soli repraesentent: F1 52.2% MO, F2 56.7% MO, F3 74.0% MO, F4 77.4% MO et F5 91.3% MO. Omnes loci excepto F3 vegetatu carent, F3 vero miscanthi copiosa præsentia est. Emittendi CO2 soli mensi sunt caminis staticis manualemensurati per annus spatium (Septembris 2021 ad Septembris 2022) bis vel ter hebdomade. Resultata ostendunt carbonis annuum brutum amissionem 4.94 Mg C-CO2 ha-1 an-1 pro F1, 5.47 Mg C-CO2 ha-1 an-1 pro F2, 15.30 Mg C-CO2 ha-1 an-1 pro F3, 7.62 Mg C-CO2 ha-1 an-1 pro F4 et 3.20 Mg C-CO2 ha-1 an-1 pro F5. Parametros, quae significanter influent haec fluxa per totum periodum studiatum, sunt temperatura (soli et aeris), humiditas soli, carbonis labilis, nitrogenium totale et pH. Carbonis amissiones annuæ etiam exponetialiter cum activitate microbiologica totali soli correlantur, ostendendo importentiam biologicos parametros metiendi ad materiae organicæ mineralisationem studiandam. Experimentum in vitro etiam est factum cum iisdem quinque (5) solis. Ceterum, ob salis concentationem in solis auctam, quæ respirationem microorganismorum inhibet, nullum conclusio potuit obtineri praeter toxicitatis relationem inter conductivitatem electricam, activitatem microbiologicam totalem et CO₂ emissiones. Hæ data progrediendo ad modelationem solium organicorum cultorum degradationis adiuvabunt, ut interventiones ad solium præservandum elaborentur.

L’efficacité de la biofiltration pour le traitement du lisier de porc motive la poursuite des recherches pour l’optimisation des conditions d’opération qui, selon les modalités usuelles, peuvent entraîner la production de gaz à effet de serre (GES) dont le protoxyde d’azote (N₂O) et le méthane (CH₄). Alors que la production de N₂O est amplement documentée, des expérimentations supplémentaires sont nécessaires pour caractériser la production de CH₄. À cet effet, certains aspects de la configuration du biofiltre à milieu organique (aération, milieux filtrants) ont été modifiés afin d’en vérifier l’impact sur la production de CH₄ et la performance épuratoire. Les conditions expérimentales ont impliqué un suivi de 391 jours de trois biofiltres pilotes (1,2 m x 0,13 m²) ayant des milieux filtrants différents. Ils ont été soumis, en alternance, à une aération continue et intermittente. Les charges appliquées en carbone (DCO) et en azote (N-NH₄⁺) sur chaque prototype ont été respectivement de 0,15 et 0,03 kg.m⁻².j⁻¹. Le débit d’air, appliqué à contre-courant, a été de 2,3 m³.m⁻².h⁻¹. L’effluent gazeux a été suivi deux (2) fois par semaine (N₂O, CH₄ et débits gazeux) tandis que les affluents et effluents liquides ont été analysés deux (2) fois par mois (pH, alcalinité, DCO, NTK et NO₃⁻). Les résultats des analyses liquides montrent une bonne efficacité d’épuration pour l’enlèvement de la DCO (92 %) et du NTK (99 %) pour les conditions d’opération testées. Quant à la production de CH₄, elle a varié entre les biofiltres, lesquels ont présenté des propriétés mécaniques différentes (compaction, pertes de charge). Les principaux facteurs susceptibles d’avoir affecté la production de CH₄ sont le pH, les fortes charges en carbone et en azote appliquées en tête de colonne, ainsi que la présence d’eau et de substances inhibitrices. Une interaction entre les composés impliqués dans les réactions de dénitrification (N₂O, NO₂, NO₃) et les bactéries méthanogènes semble également avoir influencé les dégagements de CH₄ observés. Par ailleurs, l’effet de l’aération sur l’émission de CH₄ n’a été observé que pour le biofiltre 1, les émissions étant supérieures sous aération continue par rapport à l’aération intermittente (800 versus 120 g C-CH₄/m³ de lisier traité). De plus, l’efficacité du processus de biofiltration, tant pour le traitement des lisiers que pour le traitement de l’air (des odeurs et des gaz), a conduit la recherche jusqu’à la mise en route d’essais laboratoires complémentaires portant sur l’utilisation de la biofiltration comme moyen de mitigation du CH4 impliqué dans la production porcine. Les capacités d’élimination en CH₄ pour deux types de milieux filtrants (organique et inorganique) ont été comparées dans ces expérimentations. Les résultats montrent que, dans la mesure où l’apport en nitrate (NO₃) est suffisant, des efficacités pouvant atteindre 90% et 80% d’élimination du CH₄ sont observées pour le biofiltre organique et inorganique respectivement. Par ailleurs, les caractéristiques du milieu filtrant inorganique ont rendu difficile le maintien des nitrates à l’intérieur du biofiltre, résultant à une grande variabilité des performances pour ce biofiltre.