Nous avons étudié l'impact à moyen-terme du scalpage de l'horizon organique, de la fertilisation et de la pulvérisation d'herbicide, réalisés seuls ou combinés, sur la fertilité des sols et la croissance des plants de conifères. L'utilisation de la biomasse microbienne et du taux de minéralisation nette de l'azote comme indicateurs de la qualité des sols a permis d'identifier la pulvérisation d'herbicide comme étant le traitement le plus perturbateur. Ce traitement a entraîné une importante diminution des stocks d'éléments nutritifs et de l'activité enzymatique des horizons supérieurs du sol, ainsi qu'une augmentation de la croissance en hauteur et en diamètre des plants de conifère. L'augmentation de croissance pourrait s'atténuer dans les années à venir, en raison de la diminution des stocks dans les parcelles traitées. D'autre part, ce traitement, en uniformisant les conditions du milieu, a entraîné une diminution de la variabilité intrinsèque des sols et donc certainement une diminution de la biodiversité.

La dégradation de la qualité des eaux de surface par le phosphore (P) provenant de sources diffuses, surtout agricoles, a initié le développement d’outils de prédiction des risques de perte de P tenant compte des facteurs transport et source. Aux États-Unis, plusieurs indices de perte de phosphore (IPP) ont été mis au point. Ces IPP n'étant pas nécessairement applicables au Québec, une méthode d’indice modifiée a été proposée : l'Indice de Risque de Phosphore (IRP). L’objectif de ce projet de recherche était de valider et, possiblement, d’améliorer la méthode IRP en se basant sur les pertes de P mesurées sur neuf parcelles expérimentales situées sur la ferme de l’IRDA à Saint-Lambert-de-Lauzon. Les pertes de P par érosion hydrique, par ruissellement et par drainage souterrain ont été mesurées en continu durant deux années (2001-2002) par des systèmes automatiques de mesure et d’échantillonnage quantifiant les volumes d’eau ruisselée et drainée et leur concentration en P pour chaque parcelle. Les pertes de P total (PT) ont été en moyenne de 540 g ha-1, dont 95 % a été perdu par le drainage souterrain. Pour chaque parcelle expérimentale, l’indice de classe de risque sélectionné pour chaque composante de la méthode IRP a été multiplié par le poids de chaque composante pour obtenir une valeur pondérée. Les valeurs pondérées de chaque composante ont ensuite été additionnées pour donner la valeur finale de l’IRP. Les résultats montrent que les masses de PT perdues et les valeurs de l'IRP correspondantes sont corrélées à 0,63. Afin d’améliorer la relation entre les pertes réelles de P et les valeurs de l'IRP, l’algorithme Trust-region de la procédure de programmation non-linéaire (proc NLP) de SAS a été utilisée pour optimiser la valeur des poids et le classement de la valeur des composantes. L'optimisation a résulté en un ensemble de poids et de valeurs de classement ayant une corrélation de 0,92. Les changements apportés ont conservé la structure additive de la méthode IRP. Il faut souligner que les résultats ne sont valides que pour le site de Saint-Lambert. Une généralisation à l'ensemble du territoire agricole du Québec nécessiterait des sites expérimentaux couvrant un plus large éventail de conditions climatiques, édaphiques et agronomiques. Néanmoins, les résultats obtenus montrent la possibilité d'améliorer la capacité prédictive de la méthode IRP. Mots-clés : indice de risque de phosphore, perte de phosphore, optimisation, évaluation du risque, facteurs source, facteurs transport. / Surface water quality impairment is primarily caused by phosphorus (P) lost from surrounding agricultural fields. This knowledge triggered the development of P losses predicting tools taking into account transport and source factors. In the United States, a great number of P index (PI) approaches has been developed and adopted. Because these PIs are not necessarily applicable in the province of Québec, a P index specific to Québec has been developed : the Phosphorus Risk Index (PRI). The objective of this research was to validate and possibly improve the PRI method using P losses measured on nine experimental agricultural plots located on the IRDA farm in Saint-Lambert-de-Lauzon. For each plot, P losses and the amounts of water from runoff and tile-drainage were continuously measured during a two-year period (2001-2002) using automated systems. The total P losses were on average 540 g ha-1 from which 95% was exported via the subsurface drainage system. For each plots, the selected P loss value of each of the PRI components were multiplied by the weight assigned to each components and summed to obtain the final PRI value which is associated to one of the five P loss ratings (i.e. very low, low, medium, high and very high). Results indicate that the measured total P losses and PRI values showed a correlation coefficient of 0.63. In order to improve the relationship between P losses and the IRP, the Trust-region algorithm of the SAS none-linear programming (proc. NLP) was used to optimize weights and P loss potential values of the components. Optimization resulted in a correlation coefficient of 0.92. Modifications to the method kept the additive structure of the PRI method. Results were only valid for the Saint-Lambert plots. Generalization across Québec would require experiments on a range of soil, climate, and agronomic conditions. Results from this research indicated possible improvement in the predictive accuracy of the PRI method. Keywords: Phosphorus index, phosphorus losses, optimization, risk assessment, source factors, transport factors.

Titre de l'écran-titre (visionné le 18 avril 2023) / La connaissance et l'appréciation de la fertilité des sols agricoles passent par l'analyse au laboratoire pour connaitre la composition, la productivité, la durabilité, la santé, et la sécurité des sols agricoles. Or la qualité de ces analyses impacte fortement tout le système de diagnostic des sols et de recommandation des pratiques agricoles durables dont essentiellement la fertilisation et les amendements. Pour instaurer un système garantissant une qualité accrue de caractérisation des sols, cinq laboratoires du Québec dont trois accrédités et deux laboratoires de recherches non accrédités ont participé à cette étude. L'objectif général était d'identifier les sources principales de variations des résultats de caractérisation des sols, de quantifier leurs amplitudes et de proposer des recommandations pour les contrôler. Ainsi trois objectifs spécifiques ont fait l'objet de cette étude doctorale : i) Un premier objectif spécifique consistait à évaluer l'effet des techniques de préparation des échantillons de sols (TPÉ) de cinq laboratoires du Québec sur la reproductibilité inter-laboratoires de TPÉ, réplicabilité intra-laboratoire de TPÉ et répétabilité intra-laboratoire d'analyse des sols selon une ANOVA à structure nichée. Les résultats de ce premier objectif de recherche ont montré des variations significatives inacceptables du pHₑₐᵤ, P[indice M3], Al[indice M3], (ISP)[indice M3], Ca[indice M3], Mg[indice M3], MO, Mn[indice M3], K[indice M3] et Cu[indice M3] dues à la température de séchage et à la distribution granulométrique différentes d'un laboratoire à un autre. Cet objectif de recherche démontre qu'au Québec, les méthodes de préparation des sols avant analyse doivent être standardisées, sans quoi il ne sera pas possible d'obtenir des données fiables pour les plans agroenvironnementaux de fertilisation et de recyclage (PAEF et PAER); ii) Un deuxième objectif spécifique portait sur l'effet de la saisonnalité d'échantillonnage sur la représentativité des indicateurs de fertilité des sols agricoles. En se servant de deux outils : de statistiques descriptives et de décomposition des séries chronologiques, on a observé un effet saisonnier essentiellement, pour deux indicateurs P[indice M3] et (ISP)[indice M3]. Cet effet saisonnier a limité le calendrier d'échantillonnage aux cinq premières semaines du printemps jusqu'à la fin mai et à toute la période de l'automne, à partir du début septembre; et iii) Un troisième objectif spécifique proposait un outil intra-laboratoire de suivi de surveillance et de contrôle de qualité de 11 indicateurs de fertilité des sols. Les limites d'erreur intra-laboratoire de surveillance trouvées étaient de 6,9% pour P[indice M3]; 6,1% pour K[indice M3]; 4,6% pour Ca[indice M3] et Mg[indice M3]; 4,7% pour Al[indice M3]; 6,5% pour Mn[indice M3]; 6,6% pour Fe[indice M3]; 5,5% pour (ISP)[indice M3]; 1,5% pour pHₑₐᵤ 1,0% pour pH[indice SMP] et 7,5% pour MO. Les limites d'erreur intra-laboratoire d'action trouvées étaient de 9,2% pour P[indice M3]; 8,1% pour K[indice M3]; 6,1% pour Ca[indice M3] et Mg[indice M3]; 6,4% pour Al[indice M3]; 8,8% pour Mn[indice M3]; 8,9% pour Fe[indice M3]; 7,4% pour (ISP)[indice M3]; 2,0% pour pHₑₐᵤ 1,3% pour pH[indice SMP] et 10,1% pour MO. Pour ces 11 indicateurs de fertilité les limites intra-laboratoire sont inférieures aux limites inter-laboratoires établies par le CEAEQ. / The Knowledge and assessment of agricultural soil fertility require laboratory tests to determine agricultural soils' composition, productivity, durability, health, and safety. The accuracy of these analyses has a substantial impact on the whole system of soil diagnosis and recommendation of sustainable agricultural practices, mainly fertilization, and soil amendments. To establish a plan that would guarantee a higher standard of soil characterization, five Quebec laboratories, three of which are accredited and two non-accredited research laboratories, participated in this study. The general objective was to identify the primary sources of variation in soil characterization results, quantify their magnitudes, and propose recommendations to control them. Thus, three specific objectives were the focus of this Ph.D. study: i) The first specific objective was to evaluate the effect of soil sample preparation techniques (SPT) from five Quebec laboratories on the inter-laboratory reproducibility of SPT, intra-laboratory replicability of SPT, and intra-laboratory repeatability of soil analysis according to a nested structure ANOVA. This first research objective showed significant unacceptable variations in pH[subscript water], P[subscript M3], Al[subscript M3], (ISP) [subscript M3], Ca[subscript M3], Mg[subscript M3], MO, Mn[subscript M3], K[subscript M3], and Cu[subscript M3] due to drying temperature and different particle size distribution from one laboratory to another. This research objective demonstrates that soil preparation methods before tests must be standardized; otherwise, it will not be possible to obtain reliable data for the agro-environmental fertilization and recycling plans (PAEF and PAER); ii) A second specific objective focused on the effect of sampling seasons on the representativity of agricultural soil fertility indicators. Using two descriptive statistics and time series decomposition tools, a seasonal effect was observed for three indicators pH[subscript water], P[subscript M3] and (ISP)[subscript M3]. This seasonal effect limited the sampling time frame to the first five weeks of spring through the end of May and the entire fall period beginning in early September; and iii) A third specific objective was to propose an intra-laboratory monitoring and control tool for 11 soil fertility indicators. The monitoring intra-laboratory limits of error were found to be 6.9% for P[subscript M3]; 6.1% for K[subscript M3]; 4.6% for Ca[subscript M3] and Mg[subscript M3]; 4.7% for Al[subscript M3]; 6.5% for Mn[subscript M3]; 6.6% for Fe[subscript M3]; 5.5% for (ISP)[subscript M3]; 1.5% for pH[subscript water]; 1.0% for pH[subscript buffer]; and 7.5% for OM. The limits of intra-laboratory error of action were found to be 9.2% for P[subscript M3]; 8.1% for K[subscript M3]; 6.1% for Ca[subscript M3] and Mg[subscript M3]; 6.4% for Al[subscript M3]; 8.8% for Mn[subscript M3]; 8.9% for Fe[subscript M3]; 7.4% for (ISP)[subscript M3]; 2.0% for pH[subscript water]; 1.3% for pH[subscript buffer] and 10.1% for MO. For these 11 fertility indicators the intra-laboratory limits are lower than the inter-laboratory limits established by CEAEQ.

Les exploitations minières sont confrontées à des marchés concurrentiels difficiles, avec des prix des matières premières plutôt en décroissance sur le long terme et pour certains particulièrement instables. Ceci conduit les opérateurs à rechercher de nouvelles approches de l'exploitation, avec deux objectifs : d'abord tirer un meilleur profit de leur gisement; ensuite disposer d'une capacité de réaction, d'adaptation à des conditions changeantes.<br/>Ces deux objectifs conduisent à s'intéresser à la teneur de coupure. Ce paramètre essentiel définit la limite entre minerai et stérile. Il est utilisé au stade de l'étude du projet minier et sert alors à la définition des contours du gisement industriel.<br/>L'ide développée dans ce document repose sur le fait que lorsque ce paramètre est appliqué à un volume de petite dimension, il peut être ajusté à court terme et permet une sélection plus efficace (en ce sens qu'à un niveau équivalent de récupération de métal, il permet d'écarter un tonnage plus important de matière). Cette idée conduit à proposer un modèle, dérivé des modèles par étapes limitantes, de détermination de la teneur de coupure optimale pour ce type d'exploitation, qualifiées ici de sélectives. Les difficultés de la mise en œuvre, qu'il s'agisse de difficultés liées à l'estimation géologique ou à la planification à court terme de l'exploitation, sont également abordées.

Le radar géologique est souvent utilisé pour caractériser les propriétés physiques de la subsurface, telle que la teneur en eau. Nous avons développé un algorithme d'inversion des temps de première arrivée en puits. Il est basé sur la description en couches du milieu et, uniquement un nombre limité de paramètres sont inversés. Cette méthodologie a été mise en place pour des milieux avec d'importants contrates de vitesse. Dans un premier temps, nous déterminons la distribution de vitesse des ondes électromagnétiques entre deux puits. Dans un second temps, nous nous posons la question de la continuité des couches pour plusieurs panneaux tomographiques contigus. Cette méthodologie permet l'obtention d'un modèle de vitesse 2D du milieu compris entre des paires de puits successifs. Ce schéma d'inversion prend en compte différents types d'ondes dont la directe et la conique, générés par le fort contraste de vitesse. Cette méthode a ensuite été testée sur des données synthétiques puis sur des données réelles, acquises au niveau de la plaine alluviale de l'Adour.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Dans cette thèse, les travaux présentés s'appuient sur une démarche expérimentale utilisant, outre les mesures destructives habituellement mises en œuvre pour la caractérisation des matériaux cimentaires, les techniques non destructives exploitant la propagation des ondes ultrasonores à des fréquences comprises entre 50 kHz et 600 kHz. L'objectif est d'étudier les corrélations entre les propriétés hydrauliques et mécaniques de la pâte de ciment et les paramètres linéaires des ondes ultrasonores (vitesse et atténuation). L'étude concerne plus particulièrement les relations entre la porosité et la vitesse ultrasonore des différents types d'onde (ondes de volume et onde de Rayleigh). Les matériaux étudiés sont des pâtes de ciment à porosité variable, confectionnées avec différents rapports E/C et avec différents dosages en entraineur d'air. Afin de prendre en compte l'effet de la teneur en eau, les mesures sont effectuées à différents états de saturation : état saturée, 70% de saturation, 30% de saturation et l'état sec. Les données recueillies permettent la constitution d'une base des données expérimentale regroupant les caractéristiques physiques, mécaniques et ultrasonores de la pâte de ciment. Dans la dernière partie de cette thèse, les relations entre les vitesses ultrasonores et la porosité basées sur deux approches macroscopique et microscopique sont présentées et confrontées aux mesures

La première partie de ce travail est consacrée à une mise au point sur les méthodes d'extraction et d'analyses des corps gras. La seconde partie s'interesse aux Cucurbitacées des pays tempérés. Une présentation botanique générale de la famille est donnée ainsi que la composition chimique en faisant, en particulier, apparaître au niveau de la composition en acides gras, deux types d'huiles : alimentaires ou siccatives. Les résultats obtenus sur l'étude de cinq Cucvurbitacées tropicales des genres Lagenaria (calebasse bouteille et calebasse la gale), Luffa (pipangaille lisse et pipangaille à côtes), Mormodica (margoze) sont discutés dans la troisième partie. Les huiles Lagenaria sont du type palmitique-linoéique avec respectivement 71,5% et 81,5% d'acide linoéique pour les variétés bouteille et la gale. Les huiles du genre Luffa sont du type palmitique-oléique-linoéique avec respectivement 23,7%-16,9%-51,2% et 21,9%-55,3% pour les variétés à côtes et lisses. Le beurre du genre Momordica se distingue singulièrement des autres par la présence d'acides octadécatriénoïques conjugués (0,9% d'acides punicique, 57,8% d'acide alpha-éléostéarique et 0,9 d'acide béta-éléostéarique). La composition en acides gras des triacylglycérols est similaire à celle des huiles et du beurre obtenus pour les cinq espèces. Les teneurs en insaponifiable sont légèrement supérieures à celles généralement observées dans le règne végétal. L'analyse de la fraction stérolique révèle la présence de 5 delta-stérols classiques du type sitostérol, campestérol et stigmastérol et une richesse particulière en 7 delta-stérols avec la présence du stigmasta-7,22,25-trién-3béta-ol caractéristique de la famille des Cucurbitacées et de 7delta-stérols plus rares comme le stigmasta-7,22-dién-3alpha-ol. De même la composition en alcolls triterpéniques met en évidence la présence d'alcools couramment rencontrés comme l'alpha-amyrine et la béta-méthylènecycloartanol ou le lupéol mais aussi des alcools plus rares et spécifiques des Cucurbitacées comme le cucurbita-5,24-dién-3béta-ol. L'analyse des fractions saponifiable et insaponifiable a fait principalement appel aux techniques classiques de chromatographies liquides (CC,CLHP), gazeuses (CG) et de chromatographies gazeuses couplées à la spectrométrie de masse (CG/SM). L'identification des différents composés a été réalisée par spectrométrie de masse et par résonance magnétique nucléaire (RMN) du 1H et du 13C.

Le travail exposé dans ce mémoire est une approche pour la réutilisation d'un sous produit industriel: Le PHOSPHOGYPSE. Nous avons commencé par un rappel du cadre géo-politique de cette étude en précisant l'origine du matériau, son mode de stockage et son incidence sur l'environnement de la ville de SFAX (Tunisie). En deuxième partie, nous avons étudié la possibilité de l'utilisation du phosphogypse en remblai en effectuant une série d'essais géotechniques dont le paramètre principal est la teneur en eau. Nous avons placé cette étude dans le cadre climatique de la ville de SFAX. La troisième partie de ce travail est une étude préliminaire de la possibilité de la fabrication d'un clinker de ciment portland à partir de phosphogypse. Pour cela, nous avons effectué une série d'analyses pour déterminer les compositions, chimique et minéralogique, de ce matériau. Ceci nous a permis de proposer une composition corrigée d'un cru à base de phosphogypse qui tient compte de la présence des phosphates dans sa composition.

Le but de notre étude est de proposer comme information complémentaire un autre indicateur glaciologique, la teneur en gaz de la glace , qui dépend en particulier de la température et de la pression atmosphérique, donc de l'altitude du site de formation de la glace polaire. Cependant, la teneur en gaz dépend aussi d'autres paramètres dont la discussion nécessite une connaissance des processus de formation, de métamorphisme et de migration des inclusion s gazeuses (Chapitre I). La composition de ces inclusions fournit des indications précieuses sur ces processus (Chapitre II). Les mesures ont été effectuées sur une centaine d' échantillons provenant des sites de Camp Century (Groenland) et Devon Island (Territoires du Nord-Ouest, Canada) pour l'hémisphère Nord et de Byrd ainsi que de la station D 10 (Terre Adélie) pour l' Antarctique. Elles permettent de discuter la représentativité de la teneur en gaz de la glace polaire pour caractériser le site de formation (Chapitre Ill) et d'analyser la complémentarité des teneurs gazeuses et isotopiques pour distinguer les effets climatiques des effets rhéologiques (Chapitre IV). Une synthèse des résultats obtenus et des perspectives offertes par cette méthode est proposée en conclusion. .