Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'innovation technologique est une avenue à privilégier pour réduire les effets négatifs de l'agriculture sur l'environnement. Les technologies vertes requièrent des investissements et une prise de risque considérables. Pour favoriser leur développement et leur adoption en agriculture, l'appui des gouvernements est nécessaire. Ce mémoire propose une grille pour analyser les interventions gouvernementales qui soutiennent l'ensemble du processus d'innovation technologique verte en agriculture. Cette grille, qui reste exploratoire, est un premier pas vers une démarche structurée appuyant la prise de décision et la conception de stratégies gouvernementales pour favoriser les technologies vertes agricoles. À la base de cette grille d'analyse, un cadre conceptuel systématique et adapté au secteur agricole, a été développé. Ce cadre est inspiré d'écrits scientifiques qui ont fait école en matière d'innovation technologique verte (favorable à l'environnement). Il couvre l'ensemble du processus d'innovation, composé de cinq étapes interreliées : recherche, développement, adoption, formation de marchés, diffusion. Une revue rapide (*rapid review*), méthodologie employée dans des secteurs à changements rapides, a été réalisée pour examiner les interventions gouvernementales qui influencent positivement le processus d'innovation technologique. Vingt-deux documents scientifiques ont été sélectionnés, codés et analysés afin d'en tirer les concepts intégrés dans la grille d'analyse. La grille d'analyse se divise en trois sections. En premier lieu, des critères de succès de l'implantation d'une stratégie gouvernementale sont identifiés : prise en compte des particularités du milieu; temporalité, flexibilité et rigueur des interventions; cohérence des interventions entre elles et couverture de l'ensemble du processus d'innovation et des acteurs concernés. La deuxième section discute des différents types d'interventions gouvernementales (soutien monétaire, instruments économiques, réglementation, développement et transfert des connaissances, promotion de l'innovation, structures et partenariats) qui peuvent influencer positivement le processus d'innovation technologique, en précisant, entre autres, les acteurs (p.ex. entreprises, institutions) et les étapes du processus d'innovation que ces interventions visent. La troisième section de la grille met de l'avant l'importance d'assurer un suivi des effets des interventions et une rétroaction pour les améliorer en continu. / Technological innovation is a way to reduce the negative effects of agriculture on the environment. Green technologies require significant investments and risk-taking. To promote their development and adoption in agriculture, government support is necessary. This paper proposes a framework for analyzing government interventions that support the entire process of green technological innovation in agriculture. This exploratory framework is a first step towards a structured approach supporting decision-making and the design of government strategies to promote green agricultural technologies. At the core of this analytical framework lies a systematic conceptual framework adapted to the agricultural sector. This framework is inspired by scientific literature that has been influential in the field of green technological innovation (environmentally friendly). It covers the entire innovation process, consisting of five interconnected stages: research, development, adoption, market formation, and diffusion. A rapid review, a methodology employed in rapidly changing sectors, was conducted to examine government interventions that positively influence the technological innovation process. Twenty-two scientific documents were selected, coded, and analyzed to derive the concepts integrated into the analytical framework. The analytical framework is divided into three sections. Firstly, criteria for the success of implementing a government strategy are identified: consideration of environmental features, temporality, flexibility and rigor of interventions, coherence among interventions, and coverage of the entire innovation process and involved stakeholders. The second section discusses the different types of government interventions (financial support, economic instruments, regulation, knowledge development and transfer, innovation promotion, structures, and partnerships) that can positively influence the technological innovation process, specifying, among other things, the actors (e.g., businesses, institutions) and the stages of the innovation process these interventions target. The third section of the framework emphasizes the importance of ensuring monitoring of intervention effects and feedback for continuous improvement.

La spirale gravimétrique est un équipement de séparation très répandu dans l'industrie du minerai de fer, en raison de sa facilité d'utilisation et ses faibles coûts d'opération. Cependant, les phénomènes conduisant à la séparation des minéraux se produisant dans la spirale restent mal connus et sont souvent difficilement explicables. L'objectif principal de ce mémoire est d'améliorer la compréhension des phénomènes entourant le fonctionnement de la spirale par l'entremise de travaux expérimentaux d'évaluation des courbes de partage de minéraux de masse volumique variant entre 2,6 et 5,3 g/cm³. Les résultats obtenus permettront, dans de futurs travaux de recherche, de compléter et d'améliorer un modèle mathématique semi-fondamental de la spirale. Les travaux expérimentaux ont été réalisés grâce à un montage comportant une spirale industrielle opérée en circuit fermé. Le montage initial a été amélioré dans le cadre du projet afin de permettre le recyclage complet de l'eau de lavage pour réduire la consommation d'eau et minimiser l'empreinte environnementale des essais sur la spirale. Les données tirées de ces essais ont été analysées et réconciliées en utilisant la méthode de réconciliation avec reconstruction minérale développée dans ce mémoire, une étape nécessaire pour déterminer les courbes de partage des minéraux pour les essais. Les principaux résultats de cette étude ont permis de déterminer que les minéraux de masse volumique située entre celles de l'hématite (5,3 g/cm³) et du quartz (2,6 g/cm³), comme la goethite (3,8 g/cm³), possèdent une courbe de partage ayant la même forme, mais située à mi-chemin entre celles des deux autres minéraux. De plus, les résultats ont permis de confirmer la pertinence des ajustements apportés au modèle mathématique semi-fondamental développé pour la spirale afin d'inclure explicitement l'effet de la densité des particules. À terme, les résultats de ces travaux permettront d'améliorer le modèle mathématique semi-fondamental de la spirale développé. En effet, les résultats vont permettre de relier la récupération des particules minérales à leur masse volumique et à leur taille afin de prédire le comportement de particules mixtes (c.-à-d. hématite/quartz) avec des masses volumiques situées entre celles des particules libérées de quartz et d'hématite. / The gravimetric spiral is a widely used separation equipment in the iron ore industry, due to its simplicity and low operating costs. However, the phenomena leading to mineral separation occurring in the spiral remain poorly understood and are often difficult to explain. The main objective of this master's thesis is to improve our understanding of the phenomena surrounding spiral operation through experimental work evaluating the partition curves of minerals with densities varying between 2.6 and 5.3 g/cm³. The results obtained will enable future research to complete and improve a semi-fundamental mathematical model of the spiral. The experimental work was carried out using an industrial spiral operated in closed-circuit. The initial setup was improved within the scope of the project to enable complete recycling of the wash water and to reduce to a maximum the consumption of water. Thus, limiting the footprint of testing using the spiral setup. The data collected from these tests were analyzed and reconciled using the mineral estimation and reconciliation method described in this study, a necessary step in determining the mineral partition curves of the tests. The main results of this study determined that minerals with densities between those of hematite (5.3 g/cm³) and quartz (2.6 g/cm³), such as goethite (3.8 g/cm³), have a partition curve with the same pattern but halfway between the two minerals. In addition, the results confirmed the relevance of the adjustments made to the semi-fundamental mathematical model developed for the spiral to explicitly include the effect of particle density. With time, the results of this work will enable us to improve the semi-fundamental mathematical model of the spiral developed. Indeed, the results will make it possible to relate the recovery of mineral particles to their density and size, to predict the behaviour in a spiral of mixed particles (i.e. hematite/quartz) which have densities between those of liberated quartz and hematite particles.

Ce mémoire présente les démarches qui ont menées à l’obtention d’un modèle statistique pouvant prédire les propriétés d’une surface de fluoropolymère traitée en défilant entre les électrodes d’un système de décharge à barrière diélectrique (DBD) en caractérisant le procédé plasma utilisé. Le réacteur plasma utilisé ainsi que les différents moyens de caractérisation du procédé et de la surface y sont présentés. De plus, plusieurs voies de modélisation utilisant l’algorithme de régression par projection sur les structures latentes (PLS) sont présentées. Afin de modéliser le procédé, une étude de répétabilité en temps de celui-ci a été effectuée. Cette étude avait pour but de montrer que malgré l’apparition d’une couche de dépôt non désirée à la surface de l’électrode découverte du montage DBD, la caractérisation de la surface traitée restait inchangée. Par la suite, la modélisation par PLS est présentée. Avec celle-ci, il est possible d’identifier les facteurs du procédé ayant le plus d’impacts sur la modification de surface. Ces facteurs sont la nature du film de fluoropolymère utilisé comme substrat, la vitesse de défilement de ce film de polymère entre les électrodes de la DBD, le rapport cyclique du signal électrique servant à entretenir la décharge plasma, et le temps de résidence du gaz porteur et du précurseur dans la décharge. Connaissant ces facteurs principaux, des études de cas particuliers sont présentés. Avec ces derniers, il est montré que le modèle devient de moins en moins efficace plus le dépôt est important. Des effets non-linéaires observés sur différentes propriétés de la surface traitée sont aussi observés. / This master thesis contains the steps that lead to a statistical model able to predict the properties of a treated fluoropolymer surface circulating between the electrodes of a dielectric barrier discharge (DBD) system by characterization of the plasma process. The reactor used as well as different characterization apparatus of the plasma process and surface treatment are described. Moreover, different means of modelization using the projection to latent structure (PLS) algorithm are shown. To be able to model the plasma process, a preliminary study of the process repeatability in time has been made. Results of the study show that despite the apparition of an unwanted layer of deposition on the uncovered electrode during the plasma process, the surface treatment physicochemistry does not change. Subsequently, the plasma process modelization by PLS is shown. Using this technique, it is possible to identify and quantify the importance of the input factors in the model. The important factors that are highlighted are the nature of the fluoropolymer film, the line speed of the polymer film between the electrodes, the duty cycle of the electrical signal used to maintain the plasma discharge, and the carrier and precursor gas residence time in the discharge. Knowing these factors, specific case studies were made to assess the proficiency of the model to do predictions. It was observed that the model becomes less precise when the surface shows bigger change. Non-linear effects were also seen of different surface treatment properties.

Avec les émissions de gaz à effet de serre contribuant aux changements climatiques, les technologies de capture du CO₂ commencent à gagner en intérêt. Les contacteurs à membranes sont une alternative prometteuse aux contacteurs conventionnels pour l'absorption gaz-liquide du CO₂, permettant d'éviter les complications liées à la dispersion des phases tout en bénéficiant d'une modularité, d'un contrôle indépendant des débits de liquide et de gaz et d'une surface de contact plus élevée. Les deux inconvénients majeurs des contacteurs à membranes incluent l'usage de solvants coûteux et toxiques lors de la fabrication des membranes, ainsi que le potentiel de mouillage qui interfère avec l'absorption en augmentant la résistance au transfert de matière. Afin de remédier à ces deux obstacles, une méthode d'extrusion par fusion avec lessivage de sel a été développée dans notre groupe de recherche pour la fabrication de membranes à fibres creuses microporeuses hydrophobes, n'utilisant que du sel et de l'eau pour la formation des pores tout en générant une surface rugueuse et hydrophobe. L'objectif principal de ce projet est d'investiguer l'application de ce procédé d'extrusion par fusion avec lessivage de sel pour la fabrication de membranes planes. Les membranes ont été extrudées sous différentes conditions, en variant le type de polymère, la teneur en sel à l'alimentation, la méthode de d'alimentation, la méthode de figeage, la vitesse de rotation des vis et la vitesse de tirage à la sortie de l'extrudeuse. Lors de la fabrication des membranes, le contrôle de la structure poreuse est un défi important car le sel peut être sujet à des agglomérations. Toutefois, le cisaillement par la rotation des vis lors de l'extrusion et la désagglomération du sel par broyage peuvent aider à limiter les irrégularités dans la structure poreuse. Due à l'ajustabilité limitée de la filière utilisée pour l'extrusion, l'épaisseur des membranes a dû être ajustée en étirant les membranes à la sortie de l'extrudeuse, ce qui a comme effet secondaire d'altérer les propriétés de surface, menant à des angles de contact(105 à 115°) et des rugosités moyennes (20 à 150 nm) plus faibles que prévu. Par conséquent, l'usage d'une filière adaptée pour l'extrusion à des épaisseurs inférieures à 0,2 mm est recommandé pour la suite des travaux afin d'obtenir des membranes plates aux épaisseurs voulues et sans détériorer les propriétés de surfaces.

Dans ce travail, une technique efficace a été utilisée pour produire des membranes poreuses pour diverses applications (support de membrane, filtre, etc.). En particulier, le polyéthylène a été choisi pour la matrice en combinaison avec l'amidon pour une plage de concentrations entre 50 et 60% en poids d'amidon. La membrane de base a été produite par extrusion-calandrage en continu, puis l'amidon a été lessivé par immersion dans une solution aqueuse de 20% d'acide acétique à 80°C. Ensuite, une caractérisation des membranes a été faite en termes de morphologie, de propriétés mécaniques, de porosité moyenne (masse volumique) et de distribution de la taille des pores. Après une optimisation des conditions de procédé et de la formulation, les propriétés de transport des gaz à travers les membranes ont été déterminées sur la base de perméation de gaz purs. En particulier, les propriétés de transport des gaz (CH₄, CO₂, O₂ et N₂) ont été évaluées pour déterminer la viabilité de ces membranes en tant que des membranes support pour l'adoucissement du gaz naturel (CH₄ / CO₂) et pour la production d'air enrichi en oxygène(O₂ / N₂). Pour ce faire, on rapporte des valeurs de perméabilité et de sélectivité idéale pour une température de 25°C et une pression de 1,17 bar (17 psi). / In this work, an efficient technique was used to produce porous membranes for different applications (membrane support, filter, etc.). Polyethylene was chosen for the matrix in combination with starch for a concentration range between 50 and 60% by weight of starch. The base membrane was produced by continuous extrusion-calendering, and then the starch was leached by immersion in a 20% aqueous acetic acid solution at 80°C. Then, a characterization of the membranes was done in terms of morphology, mechanical properties, average porosity (density) and pore size distribution. After optimization of the processing conditions and formulation, the gas transport properties through the membranes were determined based on pure gas permeation. In particular, the gas transport properties(CH₄, CO₂, O₂ and N₂) were evaluated to determine the viability of these membranes as supporting membranes for natural gas sweetening (CH₄ / CO₂) and to produce oxygen-enriched air (O₂ / N₂). For this purpose, the ideal permeability and selectivity values are reported for a temperature of 25°C and a pressure of 1.17 bar (17 psi).

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

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Thèse en cotutelle: Université Laval Québec, Canada et Université Blaise-Pascal, Clermont-Ferrand, France / Les systèmes Spatial On-Line Analytical Processing (SOLAP) permettent de prendre en charge l’analyse multidimensionnelle en ligne d’un très grand volume de données ayant une référence spatiale. Dans ces systèmes, le vague spatial n’est généralement pas pris en compte, ce qui peut être source d’erreurs dans les analyses et les interprétations des cubes de données SOLAP, effectuées par les utilisateurs finaux. Bien qu’il existe des modèles d’objets ad-hoc pour gérer le vague spatial, l’implantation de ces modèles dans les systèmes SOLAP est encore à l’état embryonnaire. En outre, l’introduction de tels modèles dans les systèmes SOLAP accroit la complexité de l’analyse au détriment de l’utilisabilité dans bon nombre de contextes applicatifs. Dans cette thèse nous nous proposons d’investiguer la piste d’une nouvelle approche visant un compromis approprié entre l’exactitude théorique de la réponse au vague spatial, la facilité d’implantation dans les systèmes SOLAP existants et l’utilisabilité des cubes de données fournis aux utilisateurs finaux. Les objectifs de cette thèse sont donc de jeter les bases d’une approche de conception de cube SOLAP où la gestion du vague est remplacée par la gestion des risques de mauvaises interprétations induits, d’en définir les principes d’une implantation pratique et d’en démontrer les avantages. En résultats aux travaux menés, une approche de conception de cubes SOLAP où le risque de mauvaise interprétation est considéré et géré de manière itérative et en adéquation avec les sensibilités des utilisateurs finaux quant aux risques potentiels identifiés a été proposée; des outils formels à savoir un profil UML adapté, des fonctions de modification de schémas multidimensionnels pour construire les cubes souhaités, et un processus formel guidant de telles transformations de schémas ont été présentés; la vérification de la faisabilité de notre approche dans un cadre purement informatique avec la mise en œuvre de l’approche dans un outil CASE (Computed Aided Software Engineering) a aussi été présentée. Pour finir, nous avons pu valider le fait que l’approche fournisse non seulement des cubes aussi compréhensibles et donc utilisables que les cubes classiques, mais aussi des cubes où le vague n’est plus laissé de côté, sans aucun effort pour atténuer ses impacts sur les analyses et les prises de décision des utilisateurs finaux. / SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing) systems support the online multi-dimensional analysis of a very large volume of data with a spatial reference. In these systems, the spatial vagueness is usually not taken into account, which can lead to errors in the SOLAP datacubes analyzes and interpretations end-users make. Although there are ad-hoc models of vague objects to manage the spatial vagueness, the implementation of these models in SOLAP systems is still in an embryonal state. In addition, the introduction of such models in SOLAP systems increases the complexity of the analysis at the expense of usability in many application contexts. In this thesis we propose to investigate the trail of a new approach that makes an appropriate compromise between the theoretical accuracy of the response to the spatial vagueness, the ease of implementation in existing SOLAP systems and the usability of datacubes provided to end users. The objectives of this thesis are to lay the foundations of a SOLAP datacube design approach where spatial vagueness management in itself is replaced by the management of risks of misinterpretations induced by the vagueness, to define the principles of a practical implementation of the approach and to demonstrate its benefits. The results of this thesis consist of a SOLAP datacube design approach where the risks of misinterpretation are considered and managed in an iterative manner and in line with the end users tolerance levels regarding those risks; formal tools namely a suitable UML (Unified Modeling Language) profile, multidimensional schemas transformation functions to help tailored the datacubes to end-users tolerance levels, and a formal process guiding such schemas transformation; verifying the feasibility of our approach in a computing context with the implementation of the approach in a CASE (Computed Aided Software Engineering) tool. Finally, we were able to validate that the approach provides SOLAP datacubes that are not only as comprehensible and thus usable as conventional datacubes but also datacubes where the spatial vagueness is not left out, with no effort to mitigate its impacts on analysis and decision making for end users.