Les aérosols troposphériques influencent la composition chimique de l’atmosphère, le bilan radiatif terrestre et le climat. Après formation, les aérosols subissent des processus de vieillissement altérant leurs propriétés microphysiques et chimiques. L’étude de l’impact environnemental des aérosols à différentes échelles spatio-temporelles doit donc tenir compte des transformations physico-chimiques. Les objectifs poursuivis sont : (i) d’étudier par microscopie analytique électronique à balayage et en transmission la composition élémentaire et l'état de mélange des particules atmosphériques prélevées lors d'épisodes de charge élevée en aérosol ; (ii) d’analyser les effets des propriétés microphysiques sur les caractéristiques optiques mesurées et restituées par télédétection ; (iii) de proposer un paramétrage ainsi qu’une représentation de la composition et de la structure des particules dans les algorithmes de télédétection. Ces travaux portent sur des observations dans le Nord de la France et en Afrique de l’Ouest (Sénégal) dans le cadre du Labex CaPPA et des campagnes de terrain SHADOW. Sont inclues des analyses complémentaires de la composition chimique et de la structure de particules individuelles, de mesures in situ et par télédétection de particules urbano-industrielles, désertiques et de biomasse prélevées en surface et à différentes altitudes. Une série de simulations numériques ont été utilisées dans le but d'analyser la sensibilité des observations par télédétection à l’état de mélange des aérosols. Enfin, l'intégration d'un paramétrage de la structure en "core-shell" des particules dans les algorithmes de restitution est présentée en perspective. / Tropospheric aerosols play an important role in atmospheric chemistry, Earth’s radiative budget and climate. After their generation, aerosol can suffer ageing processes and altering their physicochemical properties. An accurate accounting for these processes requires observations of the aerosol properties on different temporal and spatial scales. The current thesis work is dedicated to: (i) study of physicochemical properties and mixing state of individual particles by means of analytical scanning and transmission electron microscopy for aerosols collected during episodes of elevated aerosol loading; (ii) analysis of the effect of microphysical properties on optical characteristics as measured and retrieved by remote sensing; and (iii) investigation of possible parameterization of aerosol composition and structure in remote sensing algorithms. The work presents observations conducted in northern France and western Africa (Senegal) as part of Labex CaPPA project and SHADOW field campaigns. It includes simultaneous analyses of collected individual particles composition and structure, remote sensing and in situ observations of urban/industrial, Saharan dust and biomass burning particles near the surface and on different altitudes. A series of numerical simulation devoted to an analysis of sensitivity of remote sensing observations to aerosol mixing state is conducted. Insights on possible parameterization of aerosol core-shell structure in retrieval algorithms are finally presented.

L'acide nitreux (HONO) est un composé atmosphérique qui influe sur la variation temporelle et l'amplitude de la formation du smog photochimique. Il est la principale source de OH le matin. Les puits et sources de HONO sont encore mal connus. Son importance dans la chimie troposphérique conduit à mieux vouloir connaître les différents processus qui font varier le bilan de l'acide nitreux atmosphérique ainsi que son implication exacte dans la capacité oxydante de l'atmosphère. L'objectif de ce travail impose (i) le développement d'un instrument de mesure de HONO (système NitroMAC), (ii) la caractérisation de l'atmosphère du milieu urbain ciblé, (iii) des campagnes de mesure dédiées à la mesure de HONO dans ces milieux et (iv) la modélisation des différents processus de production/destruction de HONO pour en étudier l'impact sur l'atmosphère. NitroMAC a été développé et calibré et possède une limite de détection entre 1 et quelques pptv. Une campagne de mesure a été lancée afin de caractériser l'atmosphère beyrouthine. Elle présente des concentrations très faibles en HONO. Par contre, la campagne de mesure effectuée à Vitry-sur-Seine présente des concentrations très élevées de HONO allant à plus de 5 ppbv. Une approche par modélisation 0D a été entreprise à la suite des deux campagnes. Les sorties de modèle montrent une surestimation de la concentration mesurée à Beyrouth. La formation excessive par voie gazeuse a causé cet écart. Tandis que dans le cas de l'agglomération parisienne, le modèle sous-estime les concentrations observées. La combinaison de trois sources supplémentaires ajoutées au schéma chimique est nécessaire pour remonter aux concentrations mesurées. Sur cette base, l'impact de l'acide nitreux sur la capacité oxydante de l'atmosphère a été abordé. Notre étude montre qu'une amélioration de la prise en compte de la concentration de HONO en milieu urbain conduit à une augmentation de la concentration des radicaux OH et de l'ozone de 95% et 12% respectivement. / Nitrous acid (HONO) is an atmospheric pollutant which influences the temporal variation and magnitude of the photochemical smog. HONO is a major precursor of atmospheric hydroxyl radicals in the lowest layer of the troposphere in the morning. Despite its importance in atmospheric chemistry, the mechanisms leading to HONO formation are still not completely understood at present. Therefore, the implication of HONO in the OH budget and the different mechanisms that vary the HONO concentrations in the troposphere are studied. The objective of this work is (i) to develop an instrument for the measurement of HONO (NitroMAC), (ii) to characterize the urban atmosphere of the measurment sites, (iii) to conduct field campaigns to measure HONO and (iv) to study the impact of the different mechanisms responsible of HONO formation by a modelling approach. NitroMAC was developed and calibrated. Its detection limit vaires from 1 to several pptv. A field campaign was conduced to characterize the atmosphere of Beirut. Weak concentrations of HONO were observed. Unlike Beirut, Vitry-sur-Seine (surrounding of Paris) showed high concentrations of nitrous acid (up to 5 ppbv). A box model was used in an attempt to explain the observed HONO concentrations at both sites. The model overestimated the concentrations in Beirut by overestimating the gas phase source. In the Vitry-sur-Seine scenario, the concentrations were underestimated. Three ONO sources were added to the model to counterbalance the underestimation. The impact of HONO over the OH and ozone budget was studied. Results show that by adding these three sources to correctly simulate HONO concentrations, OH and ozone concentrations increased by 95 and 12% (over 24 hours) respectively

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

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

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

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

Dans les dernières années, un grand nombre d’inondations ont touché le Québec et ont eu des effets tant sur les populations que sur l’environnement bâti. Certaines populations sont d’ailleurs plus vulnérables aux impacts d’une inondation que d’autres. Pour évaluer cette vulnérabilité, deux dimensions peuvent être analysées, soit la sensibilité et la capacité à faire face. La capacité à faire face constitue souvent le maillon faible dans le processus d’évaluation de la vulnérabilité, en particulier lorsqu’on souhaite évaluer cette vulnérabilité sur un vaste territoire pour une échelle relativement fine. Parmi le nombre limité d’indicateurs disponibles de la capacité à faire face, la majorité concerne des indicateurs d’accessibilité et de proximité à des services. Ce manque de connaissances théoriques et pratiques sur la capacité à faire face rend l’analyse de la vulnérabilité incomplète étant donné qu’une population peut réduire sa vulnérabilité en améliorant sa capacité à faire face. Ainsi, ce mémoire vise à diversifier et proposer de possibles indicateurs de la capacité à faire face de la population québécoise aux inondations afin d’améliorer l’évaluation de la vulnérabilité de ces populations. Dans le but d’identifier ces indicateurs, une revue de littérature ainsi qu’un sondage auprès de professionnels du domaine de la sécurité incendie, des mesures d’urgence, de l’aménagement du territoire et autres s’appuyant sur la méthode de la cartographie conceptuelle ont été réalisés. À terme, les résultats du sondage ont permis d’identifier les indicateurs qui semblent déterminants pour la capacité à faire face aux inondations. Parmi ceux-ci, on retrouve la proportion d’espaces verts, le taux de possession automobile, la mise en place d’un plan de mesures d’urgence et d’un système d’alerte, la désignation d’un coordonnateur en mesures d’urgence, etc. Nos recherches ont toutefois démontré que certaines données nécessaires à l’élaboration de ces indicateurs sont indisponibles, inexistantes ou confidentielles. Ce mémoire met ainsi en évidence la pertinence d’approfondir la réflexion à ce sujet et de diversifier les indicateurs de la capacité à faire face aux inondations.

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

Parce qu'elles concentrent plus de la moitié de la population et l'essentiel de l'activité économique mondiales, les villes sont des acteurs majeurs des problématiques environnementales globales. Les politiques de transport, d'urbanisme et de logement sont ainsi reconnus comme des moyens nécessaires et efficaces d'action pour réduire les émissions ainsi que pour réduire la vulnérabilité aux impacts du changement climatique. Jusqu'à présent, malheureusement, il n'y a pas de consensus sur ce qui doit être fait, et encore moins sur comment le faire. Trois difficultés, au moins, expliquent cela. Tout d'abord, les politiques climatiques interagissent avec les autres objectifs des politiques urbaines, comme la compétitivité économique ou les problèmes sociaux, entrainant des synergies et des conflits. Ensuite, les inerties sont un facteur-clef à prendre en compte : les modifications structurelles des villes s'opèrent très lentement. Si l'on veut que les villes soient adaptées au climat de la fin du XXIème siècle, il est indispensable de commencer à agir dès maintenant. Enfin, les effets des politiques urbaines dépendent de nombreux facteurs exogènes, et inconnus au moment où la décision doit être prise : les changements démographiques, socio-économiques culturels politiques et technologiques vont jouer un rôle majeur. Ces trois difficultés ne sont cependant pas insurmontables, et nous illustrerons comment une modélisation intégrée peut permettre de répondre à une partie de ces problèmes / Because they are home to more than half of the world population, and because most of the world economic activity takes place within them, cities are at the forefront of global environmental issues. Land use planning, urban transport and housing policies are now recognized as major tools for the reduction of both greenhouse gases emissions and vulnerability to climate change impacts. So far, however, how to use these tools efficiently remains unclear. At least three main difficulties explain this, and play a key role in urban climate policies analysis. First, urban climate policies are also not developed or implemented in a vacuum; they interact with other policy goals, such as economic competitiveness or social issues, giving rise to both synergies and conflicts. Second, inertia is a key factor when designing optimal climate policies : structural modifications in cities occur slowly over a long time horizon. Some immediate actions are required if cities are to be adapted to a different climate or to help reduce greenhouse gases emissions within a few decades. Third, the evolution of a city depends on several external factors, on which local policy-makers do not generally have much influence : demographic, socio-economic, cultural, political and technological changes will play a major role. This uncertainty has to be taken into account, and climate policies have to be robust against future possible global evolutions is important. These three difficulties are not, however, impossible to overcome, and we will illustrate how integrated city modelling can help address these issues

Les villes sont de plus en plus au cœur d’enjeux contradictoires. D’un côté le e-commerce a considérablement augmenté les flux circulant en ville. D’un autre côté on aspire à créer des espaces de vie agréables et piétons, dans lesquels les véhicules de marchandises sont souvent proscrits. L’approvisionnement est pourtant indispensable pour conserver l’attractivité de la ville.Face à cela, la logistique urbaine est apparue, visant à organiser le dernier maillon de la chaine logistique en élaborant des solutions dont les aires de livraison, la réglementation ou encore les Centres de Distribution Urbaine (CDU). Il s’agit d’une plateforme de mutualisation logistique, localisée à proximité du centre-ville et des grands axes routiers. Sa mission est de consolider le fret à destination de la ville afin de réduire le nombre de camions et d’utiliser des modes de livraison doux tel le véhicule électrique ou le triporteur.Pourtant les CDU peinent à atteindre une zone d’équilibre économique. L’objectif de cette thèse est d’identifier si un CDU peut être rentable dans une ville européenne de taille moyenne. Nous montrerons que oui mais sous certaines conditions que nous préciserons et testerons.Pour cela, nous avons développé deux modèles, l’un économique basé sur les coûts opérationnels du CDU, et l’autre physique basé sur les temps du processus de livraison. Ce dernier présente l’intérêt d’identifier des leviers pour améliorer la performance économique du CDU et de pouvoir tester leur impact. Nous avons illustré certains leviers dans une étude de cas au cours de laquelle l’impact de la morphologie, le type de véhicules ou encore le prix de vente, par ex., ont été testés. / The supply of freight inside cities is the last link of global logistics. Cities are actually in the middle of contradictory issues. On one hand the e-commerce revolution has significantly increased the ingoing flow inside the city. On the other hand people yearn to create pleasant pedestrian spaces of life in which vehicles are not welcome. Yet, freight supply is required to keep the attractiveness of city. It is necessary to provide solutions meeting all these needs.A lot of solutions have been studied to face city logistics issues. Among them, we focus our research on a flow pooling solution exploiting an Urban Consolidation Centre (UCC). It consists of a centralization platform for the distribution of freight intended for the city centre. The purpose is to pool freight from different carriers to limit the use of resources in urban areas. This kind of project is particularly designed to avoid semis from entering the city. Thus, the warehouse is located as close as possible to city centres as well as being as accessible as possible for carriers.Despite the enthusiasm for the UCC concept, this type of solution has not shown much success until now. That is why we choose to concentrate our approach on the observation and assessment of logistics costs to operate a UCC in real life with the aim to answer the question: Can an UCC be viable in a middle size European city? Particularly, we show this is the case but with some specific conditions that we present in details.To do so, we developed two models: the first one is an economical model based on operational costs and the second is a physical model based on the study of process ‘times. The combination between both models gave the opportunity to highlight some levers. Then we tested these levers on case studies and we suggest some improvement of the performance thanks to a new logistics organisation called « Physical Internet ».