La présente thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet stratégique sur les arénas financé par le CRSNG (Conseil de Recherche en Faculté des sciences Naturelles et en Génie du Canada) qui a pour but principal le développement d'un outil numérique capable d'estimer et d'optimiser la consommation d'énergie dans les arénas et curlings. Notre travail s'inscrit comme une suite à un travail déjà réalisé par DAOUD et coll. (2006, 2007) qui a développé un modèle 3D (AIM) en régime transitoire de l'aréna Camilien Houde à Montréal et qui calcule les flux de chaleur à travers l'enveloppe du bâtiment ainsi que les distributions de températures et d'humidité durant une année météorologique typique. En particulier, il calcule les flux de chaleur à travers la couche de glace dus à la convection, la radiation et la condensation. Dans un premier temps nous avons développé un modèle de la structure sous la glace (BIM) qui tient compte de sa géométrie 3D, des différentes couches, de l'effet transitoire, des gains de chaleur du sol en dessous et autour de l'aréna étudié ainsi que de la température d'entrée de la saumure dans la dalle de béton. Par la suite le BIM à été couplé le AIM. Dans la deuxième étape, nous avons développé un modèle du système de réfrigération (REFSYS) en régime quasi-permanent pour l'aréna étudié sur la base d'une combinaison de relations thermodynamiques, de corrélations de transfert de chaleur et de relations élaborées à partir de données disponibles dans le catalogue du manufacturier. Enfin le couplage final entre l'AIM +BIM et le REFSYS a été effectué sous l'interface du logiciel TRNSYS. Plusieurs études paramétriques on été entreprises pour évaluer les effets du climat, de la température de la saumure, de l'épaisseur de la glace, etc. sur la consommation énergétique de l'aréna. Aussi, quelques stratégies pour diminuer cette consommation ont été étudiées. Le considérable potentiel de récupération de chaleur au niveau des condenseurs qui peut réduire l'énergie requise par le système de ventilation de l'aréna à été mis en évidence.

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

La présente étude intègre le concept d'éco-efficacité (l'efficacité avec laquelle on produit des biens et des services qui répondent aux besoins humains tout en réduisant progressivement les impacts écologiques) à l'aménagement forestier, au moyen d'une évaluation de différents scénarios de gestion du territoire (aménagement forestier traditionnel et différentes stratégies de zonage du territoire). Jusqu'à présent, le concept d'éco-efficacité n'a pas encore été appliqué à l'aménagement forestier. Notre objectif était d'évaluer si le zonage fonctionnel du type Triade (aménagement qui divise les territoires en trois zones, chacune conçue pour traiter un ensemble spécifique des objectifs et des priorités) est une option éco-efficace, en fonction des innovations et des changements proposés dans les pratiques d'aménagement forestier réalisées de façon traditionnelle où l'ensemble du territoire est aménagé plus ou moins de la même façon. L'analyse coûts-avantages a été retenue afin d'établir l'efficacité économique et environnementale des stratégies. Cette analyse s'appuie sur la comparaison de quatre scénarios : trois de zonage Triade, comportant différents pourcentages de superficies ou zones données à trois types d'aménagement (conservation, aménagement écosystémique et production forestière), et un, représentant l'aménagement traditionnelle et ne tenant pas compte de l'implantation des aires de conservation, ni des plantations à rendement élevée (ligniculture). Les coûts d'aménagement forestier ainsi que ceux de la voirie forestière ont été évalués. Nous avons effectué l'analyse sur un horizon de 80 ans, divisé par périodes quinquennales. L'aire d'étude est l'UAF 042-51 qui se trouve au Québec, en Mauricie. Nos résultats suggèrent que la stratégie de zonage d'aménagement forestier : conservation 11 %, aménagement écosystémique 69 % et production forestière 20 %, s'avère la plus éco-efficace car elle procure les meilleurs résultats afin de répondre aux besoins de l'industrie et du maintien de l'écosystème forestier, grâce à l'équilibre donné par les pourcentages de superficies accordés à chacune de ces zones. Les scénarios Triade produiront autant de bois que la stratégie d'aménagement traditionnelle à moindre coût, car ils sont plus efficaces dans deux postes principaux : la sylviculture (traitements sans récolte) et la voirie forestière. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : éco-efficacité, zonage fonctionnel, Triade, analyse coûts-avantages, aménagement forestier, calcul de possibilité.

L'analyse architecturale et l'analyse statistique de la morphologie des pousses annuelles ont permis de caractériser les modes de croissance (préformation, néoformation et polycyclisme) et de ramification des Noyers au cours de leur développement. Les Noyers étudiés sont Juglans regia, Juglans nigra et de deux de leurs hybrides interspécifiques, Juglans major 209 x Juglans regia et Juglans nigra 23 x Juglans regia. Au cours du développement des Noyers, l'évolution des valeurs des paramètres de croissance et de ramification s'effectue de manière précise selon des gradients morphogénétiques connus. Les variations morphologiques interspécifiques reposent essentiellement sur la répartition des rameaux sur les pousses annuelles végétatives et sur la direction de croissance des branches sur le jeune arbre. Elles sont dues à la structure des modules et au moment d'expression de la réitération immédiate, processus déterminant l'édification de la cime, sur l'arbre adulte. Les facteurs du milieu modifient de manière quantitative les étapes de différenciation morphologiques spécifiques. La connaissance de critères morphologiques susceptibles d'être sous contrôle génétique est essentiel en amélioration et sélection des arbres. Les caractèristiques morphologiques des pousses annuelles évoluent de manière précise et ordonnée en fonction de la position architecturale et au cours de l'ontogènie des arbres. Ces résultats peuvent être la base d'une meilleur connaissance des bases physiologiques de l'architecture de l'arbre.

Une étude inter-annuelle (2000-2003) de la distribution de l’abondance, la biomasse et la composition des espèces phyto-planctoniques couplée aux facteurs environnementaux et le méta zooplancton a été réalisée dans cinq bassins de la saline de Sfax avec un gradient de salinité croissant. Les résultats indiquent une similarité inter-annuelle concernant les caractéristiques physiques de l'eau à savoir la température et la salinité. Les concentrations des éléments nutritifs diminuent avec l'augmentation de la salinité. Nous avons enregistré une nette variation spatiale de la communauté phytoplanctonique. Ainsi, les diatomées dominent dans les premiers bassins A1, A16 et C2-1, suivies par les dino flagellés. Les chlorophycées dominent dans les bassins hypersalésM2 et TS. Les cyanobactéries ont été relativement abondantes dans les bassins M2 et TS. Les abondances et les biomasses phytoplanctoniques les plus élevées ont été enregistrées dans les bassins hyper salés dues à la prolifération de la chlorophycée Dunaliella salina. En raison de la stabilité des facteurs environnementaux,l'étude inter-annuelle de la succession du phytoplancton dans la saline de Sfax a montré des différences légères.Compte tenu du stress salin important, la communauté phytoplanctonique demeure au stade pionnier juvénile.Afin de mieux comprendre les interactions entre les paramètres abiotiques et biotiques, plusieurs analyses statistiques (Test de corrélation Pearson, ANOVA, ACP, Co- inerties….) ont été réalisées. Les relations entre les différents paramètres physiques, chimiques et biologiques au niveau du premier bassin à tendance marine A1 (de salinité 45 p.s.u) semblent être utile pour une modélisation écologique développée pour la saline de Sfax. Ce modèle mis au point a été développé en se basant sur la biomasse de la communauté phytoplanctonique en interaction avec les éléments nutritifs particulièrement l’azote et le phosphore. Une comparaison entre les résultats des simulations et les observations a montré que le modèle écologique a pure produire d’une manière satisfaisante la dynamique saisonnière et inter-annuelle du phytoplancton. Ainsi, les résultats du modèle écologique sont en concordance avec les observations. D’après les simulations, la diminution des concentrations des nutriments, ainsi que l’augmentation du débit d’entrée d’eau dans le bassin A1, entraînent une diminution de la biomasse phytoplanctonique. Cependant, et suite à un réchauffement climatique, une perturbation de la dynamique de la biomasse phytoplanctonique pourrait être observée. De plus, les simulations montrent qu’une année de faible pluviométrie accélère les efflorescences du phytoplancton. Le modèle établi dans la présente étude donne de nouvelles perspectives pour simuler des combinaisons entre les scénarii qui peuvent être dépendants. / The distribution of phytoplankton abundance, biomass and species composition coupled withenvironmental factors and metazooplankton was studied relatively intensively and over a period of fourconsecutive years in five ponds featuring a gradient of increasing salinity from near to that of sea water to a ninefoldconcentration from 2000 to 2003. The results indicate that the physical characteristics of the water(temperature and salinity) were quite similar over the years. The concentrations of nutrients decreasewith increasing salinity. The diversity of the phytoplankton community revealed a spatial variation. Thusdiatoms dominated in the first ponds A1, A16 and C2-1, followed by dinoflagellates. The Chlorophyceaedominated the hypersaline ponds M2 and TS. Cyanobacteria were relatively abundant in ponds M2 and TS. Thehighest phytoplankton abundances and biomasses were recorded in the hypersaline ponds, resulting from theproliferation of the Chlorophyceae Dunaliella salina. As a result of the stability of the environmental factors, theinter-annual study of the phytoplankton succession in the solar saltern of Sfax, revealed slight differences. Giventhe importance of salt stress the phytoplankton community remains in juvenile stage.To better understand the interaction between abiotic and biotic parameters, many statistical analyses(Pearson correlation test, ANOVA, PCA, Co-intertia….) were performed. The determination of the relationshipbetween physical, chemical and biological parameters in the first marine pond A1 (salinity: 45 p.s.u) appears tobe useful for the development of an ecological model of the solar saltern of Sfax. This model has been developedon the basis of the biomass of the phytoplankton community in relation with nitrogen and phosphorous nutrients.A comparison between simulation results and observations indicated that the ecological model was able toproduce a satisfactory seasonal and inter-annual phytoplankton dynamics. Thus, the results of the ecologicalmodel were in accordance with the observations. According to the simulations, the decrease of nutrientconcentrations and the increase of the water inflow into the pond A1, cause a decrease in phytoplankton biomass.Due to climate change, the disturbance of the dynamics of phytoplankton biomass was observed. Especially, thesimulations predict acceleration of phytoplankton blooms due to dry year. Finally, the model developed in thisstudy gives new insights in order to simulate a combination of independent scenarii.

Ce travail de thèse porte sur l'amélioration du forçage atmosphérique utilisé pour réaliser des simulations numériques inter-annuelles globales de l'état physique de l'océan durant les 5 dernières décennies. Après une étude détaillant et comparant le comportement<br />de diverses paramétrisations utilisées pour estimer les flux de surface servant de conditions limites, le modèle de circulation générale de l'océan et des glaces de mer NEMO est utilisé sur sa configuration à 2° de résolution pour valider des jeux de données atmosphériques spécialement destinés au forçage des modèles haute résolution du projet DRAKKAR. Ces jeux de données combinent, sur une période allant de 1958 à 2004, des champs atmosphériques de surface corrigés issus de ERA-40, une recalibration des radiations satellitaires de L'ISCCP ainsi que des précipitations incorporant différents produits globaux. Divers diagnostics confirment que ces nouveaux forçages mènent à une meilleure simulation de certaines caractéristiques clefs de la circulation océanique globale.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre général de l'identification des facteurs à l'origine de l'augmentation des concentrations en carbone organique dissous (COD) observée ces dernières années dans un grand nombre de rivières d'Europe et d'Amérique du Nord. Elle vise à mieux comprendre les mécanismes de transfert du COD des sols vers les rivières, et à identifier et quantifier le rôle de l'hydro-climat et de sa variabilité sur la production et le transfert de COD. Pour atteindre cet objectif, une série long-terme (8 ans) et horaire (8 crues) décrivant la variabilité des teneurs en COD enregistrée dans la rivière à l'exutoire du bassin-versant agricole de Kervidy-Naizin a été confrontée à la variabilité des principaux facteurs hydro-climatiques censés contrôler la production et le transfert de COD. Un travail de modélisation a finalement permis de tester certaines des hypothèses avancées. Nous avons ainsi identifié les horizons superficiels des sols des zones de bas fond comme la principale source de COD. De l'automne jusqu'au printemps, cette composante allochtone représente l'essentiel du flux de COD transitant à l'exutoire et devient relayée par une composante autochtone en été. L'analyse des variations saisonnières des apports allochtones de COD révèle la présence de deux compartiments producteurs de COD au niveau du sol: i) un compartiment mobilisé uniquement en automne, dont la taille est finie et parait être sous la dépendance de la durée du retrait de la nappe hors des horizons organiques pendant l'été précédent; ii) un compartiment mobilisé en hiver et au printemps, dont la taille paraît, elle, indépendante des conditions climatiques. Nous supposons que ce deuxième compartiment correspond au fond humique "ancien" des sols des zones de bas fond, la nature du premier compartiment restant, elle, à élucider. La localisation des zones sources du COD aux zones humides de bas-fond déduite dans ce travail est comparable aux résultats publiés sur des bassins versants forestiers et alpins. Ainsi, l'activité agricole intensive pratiquée sur ce bassin versant ne semble pas avoir d'effet sur la dynamique du transfert du COD, alors qu'elle modifie profondément la chimie de l'eau. Dans notre étude, les variables hydro-climatiques telles que la température et/ou la hauteur de nappe n'influencent les transferts de COD qu'à l'échelle d'une saison, l'automne. Aucun effet n'est détecté à l'échelle annuelle. En particulier, l'épisode caniculaire de 2003 où l'augmentation progressive de la profondeur estivale de la nappe enregistrée sur la période d'étude ne crée pas d'augmentation long-terme de la teneur moyenne annuelle en COD celle-ci restant stable (5,5 mg.l-1). Ce résultat suggère que le réchauffement climatique actuel n'est probablement pas la cause de l'augmentation des teneurs en COD observée dans beaucoup de rivières de part le monde. Le travail de modélisation a permis, entre autre, de confirmer la localisation de la source principale du COD dans les horizons superficiels des sols des zones de bas de versant, ou l'existence d'une production autochtone de COD dans la rivière en été. Néanmoins des travaux complémentaires semblent nécessaires pour déterminer la nature exacte des sources du COD ainsi que leur dynamique de production et de décomposition.

Sur l'intérieur du couvercle de sarcophages, sur la surface extérieure de clepsydres, au plafond de temples et de tombes datés de l'an 2100 à l'an 50 BC et disséminés tout le long de la Vallée du Nil, entre Alexandrie et Assouan, figurent vingt horloges stellaires et quatre-vingt listes d'étoiles dans l'ordre de leurs levers héliaques, de leurs levers nocturnes ou de leurs culminations. Leur identification à des étoiles visibles à l'oeil nu du catalogue Hipparcos a nécessité la constitution préalable d'une liste complète de ces étoiles ainsi que la traduction de leurs appellations hiéroglyphiques respectives. La comparaison entre les arrangements stellaires caractérisant chacune des cent listes d'étoiles a abouti à leur classification en six types de listes et permis la détermination des conditions spatiales, temporelles et optiques d'observation des étoiles. Ces contraintes ont ensuite été appliquées à un modèle de visibilité d'étoile à l'oeil nu dans le ciel nocturne ou crépusculaire de l'Égypte ancienne qui combine divers paramètres astrométriques et éléments photométriques. La constitution de listes d'étoiles dans l'ordre de leurs levers héliaques, de leurs levers nocturnes ou de leurs culminations, leur comparaison avec les six prototypes de listes dont nous disposons, la prise en compte de divers critères astronomiques, philologiques et pariétaux, ont permis de restreindre au strict minimum le nombre d'étoiles candidates à chacun des quatre-vingt dix décans égyptiens. Ce travail a abouti à la cartographie du ciel de l'Égypte ancienne, à une meilleure définition des heures de nuit égyptienne, à une datation plus précise du règne de plusieurs pharaons, etc.

On sait aujourd'hui que les processus stratosphériques jouent un rôle important dans le système climatique et leur étude est donc de grande importance pour la communauté scientifique. Les changements à long terme observés dans la stratosphère comprennent l'augmentation des gaz à effet de serre, de la vapeur d'eau, la diminution de l'ozone et un refroidissement systématique de cette région de l'atmosphère pendant les deux dernières décennies (1980-2000). Cette recherche est dédiée à la quantification des changements à long terme de la structure thermique et dynamique de la stratosphère et à l'attribution des causes des changements observés, et en particulier l'effet de la diminution de l'ozone stratosphérique. Le travail a été mené pour les vingt dernières années, où des mesures globales de la stratosphère existent; les analyses effectuées ont été ensuite couplées avec des simulations GCM pour quantifier le rôle de la diminution de l'ozone sur les changements à long terme observés. Trois bases de données (températures mensuelles) résultant d'analyses de données satellitaires et/ou de radiosondages ont été considérées : la base TOVS/3I fournit une description de la basse stratosphère à haute résolution spatiale pour une période de 8 ans; la base FUB a une résolution spatiale moins bonne mais est disponible pour une période plus longue; enfin, la base SSU/MSU couvre les vingt dernières années et surtout la totalité de la stratosphère, mais avec une résolution verticale plus faible. Un modèle de régression linéaire multiparamétrique, qui permet de séparer l'effet de la variabilité naturelle de la tendance à long terme, a été utilisé. Dans un premier temps, une analyse détaillée de l'impact des différents facteurs de variabilité de la température stratosphérique été réalisée. Les forçages considérés sont: l'Oscillation Quasi-Biennale (QBO), l'ENSO, la variabilité de 11 ans associée au cycle solaire, et le mode de variabilité extratropicale connu sous le nom d'Oscillation Arctique (AO). Nous montrons tout d'abord que l'amplitude de la réponse de la température à ces forçages peut être du même ordre de grandeur que les tendances calculées. Ensuite, les tendances de la température sont décrites en fonction de l'altitude, de la latitude et de la saison; elles montrent un refroidissement général de la stratosphère, avec une amplitude maximale en moyenne globale dans la haute stratosphère de l'hémisphère nord (de l'ordre de 3 K/décennie); le refroidissement se réduit dans la moyenne stratosphère pour atteindre 1 K/décennie en moyenne globale dans la basse stratosphère (mais avec une structure fortement dépendante de la latitude). L'analyse des températures nous permet aussi de mettre en évidence, de façon indirecte, un affaiblissement de la circulation moyenne de la stratosphère. Pour étudier le rôle de la diminution d'ozone stratosphérique sur les champs dynamiques et thermiques, nous avons enfin considéré deux ensembles de simulations GCM de type « transitoire »; en entrée des simulations, le premier ensemble considère les conditions prévalant avant la diminution de l'ozone, alors que le deuxième inclut les tendances d'ozone observées en moyenne zonale et mensuelle (dite « simulation ozone »). Les tendances de température simulées ont été comparées entre elles. Les résultats indiquent que la diminution de l'ozone stratosphérique est responsable du refroidissement observé à hauteur de 60% dans la haute stratosphère et de 30% dans la basse stratosphère. Si le refroidissement de la haute et moyenne stratosphère est bien reproduit par les simulations ozone, dans la basse stratosphère il est sous-estimé, très probablement à cause de l'effet des tendances de vapeur d'eau, qui n'ont pas été prises en compte dans les simulations. Le refroidissement pendant le printemps Arctique dans la basse stratosphère est observé, mais non complètement reproduit. Enfin, les simulations ozone indiquent une modification dans l'activité des ondes qui se propagent dans la basse stratosphère, observée à travers l'étude de la composante verticale du flux d'Eliassen-Palm.

Les mesures fines des faibles radioactivités par la spectrométrie gamma nécessitent l'optimisation de la géométrie de détection et la connaissance du schéma de niveaux des raies gamma. Ainsi, on peut augmenter le taux de comptage et par conséquent, réduire l'incerti- tude statistique des pics spectraux exploités pour le calcul de l'activité des radio-isotopes en rapprochant le plus possible l'échantillon du détecteur. Cependant, l'augmentation du volume de l'échantillon demande une correction de l'auto-absorption des émissions par l'échantillon même, et le rapprochement du détecteur est à l'origine du phénomène de pic-somme. L'utilisation de MCNPX a permis de mettre en évidence les effets séparés de la densité de l'échantillon et le nombre atomique effectif dans l'atténuation des photons d'énergie inférieure à 100 keV. Les facteurs de correction du pic-somme sont obtenus par MCNPX, GESPCOR et ETNA. Ainsi, une base des données pour 244 radionucléides a été établie pour des géométrie SG50 et SG500 au contact d'un détecteur. Dans une application à la radioprotection, des échantillons de mat'eriaux de construction ont été analysés par la spectrométrie gamma. L'Uranium-238, le Thorium-232 et le Potassium-40 ont été identifiés et corrigés des effets sus-cités. La dosimétrie de leurs rayonnements gamma a permis d'évaluer les indices de risque, la dose absorbée et la dose efficace annuelle reçues provenant de ces matériaux. Les simulations par MCNPX corroborent le modèle de calcul de la dose absorbée. Il a permis aussi d'étudier la distribution de la dose dans les habitations de diff'erentes dimensions. Les résultats obtenus sont dans les limites réglementaires.