Du fait de son impact sur le climat urbain, le suivi temporel du bilan radiatif urbain Q*, avec prise en compte de sa variabilité spatiale, est un axe de recherche en développement. Q* est la différence entre l'éclairement (i.e., rayonnement incident) et l'exitance (rayonnement sortant) sur le domaine spectral qui englobe l'essentiel du rayonnement solaire (i.e., courtes longueurs d'ondes ) et de l'émission thermique terrestre (i.e., grandes longueurs d'ondes). Les images satellites optiques fournissent une information unique et indispensable mais très partielle, car uniquement pour la configuration d'observation (direction de visée et bandes spectrales du capteur satellite), alors que Q* est une quantité intégrée sur toutes les directions de l'espace et sur l'ensemble des courtes (Qsw*) et grandes (Qlw*) longueurs d'onde. Ces intégrations appliquées aux images satellites sont très compliquées du fait de la complexité de l'architecture tridimensionnelle (3D) urbaine, et de l'hétérogénéité spatiale des propriétés optiques et températures des matériaux urbains. Durant cette thèse, une approche originale a été conçue pour effectuer ces intégrations et ainsi obtenir des séries temporelles de cartes de Q* à la résolution spatiale des images satellites utilisées (i.e., Sentinel-2, Landsat-8, etc.). Elle s'appuie uniquement sur un modèle de transfert radiatif 3D, des images satellites et une base de données géométriques urbaine incluant le relief, le bâti (i.e., immeubles, maisons, routes, etc.) et la végétation (i.e., arbres, pelouses, etc.). De manière schématique, le modèle de transfert radiatif DART (www.cesbio.ups-tlse.fr/dart), développé au CESBIO, est utilisé en mode inverse pour transformer des images satellites en cartes de propriétés optiques et de température de matériaux urbains, puis en mode direct pour calculer des cartes de bilan radiatif par bande spectrale satellite Q*Δλ. L'intégration spectrale des cartes Q*Δλ donne alors les cartes Q* recherchées. Toute série temporelle de carte Qsw* est alors générée efficacement à partir de cartes d'albédo direct (i.e., black sky albedo) et diffus (i.e., white sky albedo) pré- calculées par DART avec la base de données géométrique urbaine et des cartes de propriétés des matériaux dérivées de l'image satellite la plus proche. Ces cartes sont complétées par des données externes thermiques pour la construction des séries temporelles. Cette approche a été conçue et mise au point avec 3 villes de géométries et propriétés optiques très diverses : Londres (Royaume-Uni), Bâle (Suisse), et Héraklion (Grèce). Le projet H2020 URBANFLUXES de la Communauté Européenne a utilisé les cartes de Q* simulées pour estimer les flux urbains de chaleur anthropogénique via le calcul du bilan énergétique urbain à partir d'images satellites. La précision de l'approche développée a été évaluée via l'écart relatif EL des luminances des images DART et satellites (EL < 2% pour toute bande spectrale) et via l'écart relatif EQ* des bilans Q* simulés et mesurés par les tours de flux. En 2016, |EQ*|< 4.5% pour la série temporelle de 321 cartes de Q* de Bâle, et |EQ*|< 4.4% pour les 278 cartes de Q* de Londres. Cette possibilité de dériver d'images satellites des cartes précises de Q* est très prometteuse au vu de la disponibilité croissante des bases de données urbaines et des séries temporelles d'images satellites à haute résolution spatiale, et de l'amélioration des modèles de transfert radiatif 3D. / Optical remote-sensing imagery provide a unique and very needed information, but still a partial one, because only in the observation configuration of the satellite sensor (i.e. viewing direction and spectral bands), whereas Q* is an integrated quantity over all the directions and over the whole shortwave (Qsw*) and longwave (Qlw*) spectral domain. These integrations applied to satellite images are very complicated because of the complexity of the urban tri-dimensional (3D) architecture, and because of the urban materials temperature and optical properties spatial heterogeneity. Over the course of this PhD, an innovative approach has been conceived in order to achieve those integrations and thus obtain temporal series of Q* maps at the spatial resolution of the used satellite sensors (i.e. Sentinel-2, Landsat-8, etc.). This approach is using solely a 3D radiative transfer model, satellite images, and a geometrical urban database including the topology, the urban constructions (i.e. buildings, roads, etc.) and the vegetation (i.e. trees, gardens, etc.). Schematically speaking, the radiative transfer model DART (www.cesbio.ups-tlse/dart), developed at CESBIO, is used in inverse mode in order to transform satellite images into urban materials optical properties and temperature maps, and then in direct mode in order to compute radiative budget Q*Δλ maps for each spectral band of the used satellite sensor. Then, the spectral integral of those Q*Δλ maps leads to the desired Q* maps. Each temporal series of Qsw* maps is then generated efficiently from direct albedo maps (i.e. black sky albedo) and diffuse (i.e. white sky albedo) pre-computed using DART from the geometrical urban database of the considered city and optical properties derived from the closest satellite image. These maps are complemented by external thermal data for the computation of the temporal series. This method has been conceived and refined using 3 cities with very varying geometries and optical properties: London (United- Kingdom), Basel (Switzerland), and Heraklion (Greece). The H2020 project URBANFLUXES of the European Community used the simulated Q* maps in order to estimate the urban anthropogenic heat fluxes using the derivation of urban energy budget computed from satellite imagery. The precision of the developed method has been estimated using the relative error ER between the radiance images simulated by DART and measured by satellite sensors (ER<2% for any spectral band) and the relative error EQ* between Q* simulated and measured by flux towers. For the year 2016, |EQ*|< 4.5% for 321 Q* maps over Basel, and |EQ*|< 4.4% for 278 London Q* maps. This capacity of deriving from satellite imagery precis Q* maps is really promising in light of the always increasing availability of urban geometrical databases, of high resolution temporal series of satellite images, and of the improvement of 3D radiative transfer modeling.

Cette thèse présente une étude de la relation au niveau individuel entre, dans un premier temps, les administrateurs indépendants et la performance sociétale des entreprises (CSP) ainsi que, dans un second, les investisseurs institutionnels et cette même performance. Le réel pouvoir et l’impact véritable des administrateurs sur la performance d’une entreprise sont depuis longtemps sujets de débats. Cette discussion est d’autant plus vive lorsqu’il est question des administrateurs indépendants. Afin d’ajouter à cette question fondamentale, je considère une mesure de performance non financière : la CSP. Je m’interroge sur l’existence d’une affinité entre les administrateurs indépendants et la CSP. J’utilise des données concernant les administrateurs américains et des pointages de performances sociétales (globales, environnementales et sociales) pour les années 1999 à 2014 (inclusivement). En utilisant un effet fixe à deux niveaux (pour les entreprises et les administrateurs), je mets en lumière une association entre les administrateurs indépendants et la dimension environnementale de la CSP. Cependant, j’observe également que cette relation est beaucoup plus faible que pour les administrateurs internes. Dans un deuxième temps, je relie les caractéristiques individuelles des administrateurs indépendants aux effets fixes obtenus précédemment. Ce deuxième test me permet de mettre en relief le fait que les caractéristiques observables des administrateurs indépendants expliquent une très faible part de l’association entre ces individus et la CSP. Ce résultat souligne le fait qu’utiliser des attributs observables, comme c’est souvent le cas dans les écrits scientifiques, pourrait ne pas être suffisant pour étudier adéquatement la relation entre des individus et certaines mesures de performance. En revanche, la méthode utilisée dans cette thèse permet de prendre en compte à la fois des caractéristiques observables et non observables des administrateurs indépendants. Je m’intéresse également aux agissements des investisseurs institutionnels en ce qui concerne la CSP des sociétés qu’ils possèdent ou de celles qu’ils convoitent. Je teste d’abord l’intérêt des investisseurs envers la CSP. Ma mesure de détention de titres est la proportion de la valeur totale déclarée de fonds alloués à une entreprise donnée par un investisseur institutionnel. À l’aide d’un effet individuel (analogue à un effet fixe), je vérifie si les investisseurs institutionnels s’intéressent à la CSP au niveau individuel, ce qui est le cas pour certains. Ensuite, je me penche sur les deux hypothèses de base proposées par Hirschman (1970) en ce qui concerne les investisseurs institutionnels et leur capacité à obtenir un niveau de performance non financière déterminée : (1) ils peuvent acheter des actions et en vendre (ainsi, ils votent avec leurs pieds) ou (2) ils peuvent tenter d’influencer la direction de l’entreprise par l’entremise de discussions (in)formelles (l’approche vocale). J’observe que les investisseurs institutionnels, en tant que groupe, adoptent les deux méthodes. Cependant, certains ayant des besoins précis pour une composante spécifique de la performance choisissent l’une des deux méthodes. / This thesis presents an individual level investigation of, on one side, the link between independent directors and corporate social performance (CSP) and, on the other, the association of institutional investors to, again, CSP. The real power and the genuine impact of directors on the performance of the firm have always been subject to a lot of discussion. This is even truer with independent directors. To give insight into this fundamental question, I look at a non-financial performance metric: the CSP. I investigate whether there is an individual a priori regarding CSP issues by independent directors. I use directors’ data for US firms in the 1999–2014 period as well as CSP scores (global, environmental and social). By using a two-way fixed effect for both firms and directors, I discover that there is an association between individual independent directors and the environmental dimension of CSP. However, I uncover the fact that this association is considerably weaker than the relation between inside directors and CSP. In a second set of tests, I link individual attributes to the independent directors fixed effects obtained before. In this second regression, I uncover the fact that observable characteristics of independent directors account for a very small part of the association of individuals to CSP. It underlines the fact that using observable characteristics, as it is often done in the literature, might not be sufficient to uncover the fundamental association between individuals and a given performance metric. However, the method used here accounts for both observable and unobservable characteristics of independent directors. I also investigate the behaviours of institutional investors when it comes to attain a specific CSP from the firms they are invested in or plan to invest in. As an investor-level ownership measure, I compute the proportion invested in a firm over the total declared assets of an institutional investor. By computing individual institutional investor effects (similar to fixed effects), I first test whether institutional investors care about CSP, which some do. I then test the two basic hypotheses proposed by Hirschman (1970) when it comes to institutional investors' ability to obtain a given level of non-financial performance: (1) they can either sell or buy shares (the feet approach) or (2) they can try to influence the executives by having (in)formal discussions (the voice approach). I estimate my individual effect in two ways: observing the shareholding variable prior or after collecting the CSP score of a firm. I find out that institutional investors as a group adopt both approaches. Nevertheless, a fair portion of them seems to choose only one (often the feet approach) according to their need in CSP.

L'écotone forêt-toundra (EFT) est un environnement où la forêt boréale amorce une transition vers la toundra arctique. Longue de 13 400 km, cette interface forme probablement la plus grande zone de transition sur Terre et couvre de grandes parties du nord de l'Eurasie et de l'Amérique du Nord. Sa taille en fait d'ailleurs un facteur d'importance grandissante avec le réchauffement global du climat sur Terre. En effet, les propriétés fort différentes de la forêt et de la toundra se font sentir sur le bilan énergétique de surface, qui décrit les échanges d'énergie et de masse à l'interface sol-atmosphère. En somme, ce bilan reflète la répartition du rayonnement net en flux de chaleur sensible et latente, ainsi qu'en flux de chaleur dans le sol. Jusqu'à présent, ce bilan a été peu étudié dans l'EFT, bien que son rôle crucial de couplage entre l'atmosphère et le sol soit essentiel pour le régime thermique et hydrologique de la surface terrestre. L'objectif de cette étude est d'analyser le bilan d'énergie de surface d'un site du Bas-Arctique dans l'EFT, sur la côte est de la baie d'Hudson à l'est du Canada, en été et en hiver. Pour ce faire, nous utilisons les données recueillies par une tour micrométéorologique utilisant l'approche de la covariance des tourbillons. Le site choisi est la vallée Tasiapik, d'une longueur de 4.5 km, où les parties hautes de la vallée sont couvertes par une toundra arbustive qui se transforme en forêt boréale vers les parties basses de la vallée. De plus, nous comparons les observations recueillies avec des simulations produites à l'aide des modèles de surface ISBA et SVS pour l'été et du modèle de neige Crocus en hiver. La comparaison avec ces modèles de surface est particulièrement importante comme ils sont utilisés avec des modèles atmosphériques pour générer des prévisions météorologiques et des projections climatiques. En été, nous avons constaté que 23% du rayonnement net était converti en flux de chaleur latente sur notre site, 35% en flux de chaleur sensible et environ 15% en flux de chaleur du sol. Ces résultats contrastent avec ceux de six sites FLUXNET répartis dans l'Arctique, où la majeure partie du rayonnement net sert à alimenter le flux de chaleur latente, et ce, même s'ils ont tous une précipitation annuelle bien inférieure à celle du site étudié. Nous attribuons ce comportement à la conductivité hydraulique élevée du sol (présence de sédiments littoraux et intertidaux), typique de ce que l'on trouve dans les régions côtières de l'est de l'Arctique canadien. Les modèles de surface terrestre ISBA et SVS surestiment la teneur en eau de surface de ces sols, mais parviennent à simuler avec précision les flux de chaleur turbulents, notamment le flux de chaleur sensible et, dans une moindre mesure, le flux de chaleur latente. En hiver, la couverture neigeuse modifie complètement le bilan énergétique de surface. Les pertes par rayonnement infrarouge sont en grande partie compensées par le flux de chaleur sensible, tandis que le flux de chaleur latente est minime. À la surface du couvert, le flux de chaleur dans la neige est similaire en amplitude au flux de chaleur sensible. Comme la couverture neigeuse stocke très peu de chaleur, l'amplitude du flux de chaleur dans la neige est comparable au flux de chaleur dans le sol. Dans l'ensemble, Crocus est en mesure de reproduire le bilan énergétique observé, mais démontre quelques défaillances lors de la simulation des flux de chaleur turbulents à un pas de temps horaire en conditions atmosphériques stables. Comme les deux types de couvert végétal dans l'EFT, la toundra et la forêt, ont un effet contrasté sur la couverture neigeuse au sol, nous avons analysé les propriétés du manteau neigeux à chacun des deux environnements. Nous avons à nouveau eu recours au modèle de neige Crocus pour simuler les propriétés de la neige sur les deux sites. D'abord, nos observations montrent que la hauteur et la densité de la neige diffèrent considérablement d'un site à l'autre. Sur le site forestier, la neige est environ deux fois plus épaisse qu'au site de toundra, et la densité diminue du sol vers la surface de la neige, alors que le contraire est observé sur le site de toundra. Crocus n'est pas en mesure de reproduire ces profils de densité dans sa configuration standard. En ajustant le paramétrage de la densité de la neige fraîche, de la compaction en présence de végétation et la neige soufflée, nous arrivons à simuler des profils comparables aux observations. Nous émettons l'hypothèse que le transport de la vapeur d'eau est le mécanisme dominant qui façonne le profil de densité sur le site de la toundra, alors qu'une combinaison de la compaction due au poids des couches superficielles et du transport de la vapeur d'eau est responsable du profil de densité sur le site forestier. Ce processus n'est pas inclus dans Crocus et les ajustements compensent partiellement ce fait et sont, dans une certaine mesure, spécifiques au site, ce qui complique l'application à plus grande échelle des modifications mises en œuvre ici. / The forest-tundra ecotone (FTE) is an environment where the boreal forest begins a transition to the arctic tundra. With an extent of about 13,400 km, this interface is probably the largest transition zone on Earth and covers large parts of northern Eurasia and North America. Its size makes it a factor of increasing importance for the Earth's climate with global warming. Indeed, the very different properties of forest and tundra are reflected in the surface energy balance, which describes the energy and mass exchanges at the soil-atmosphere interface. In short, this balance reflects the distribution of net radiation into sensible and latent heat fluxes, as well as heat fluxes into the soil. To date, this balance has been little studied in the FTE, despite its crucial role in coupling the atmosphere and the soil which is essential for the thermal and hydrological regime of the land surface. The objective of this study is to analyze the surface energy balance at a Low-Arctic site in the FTE, on the east coast of Hudson Bay in eastern Canada, in summer and winter. To do so, we use data collected by a micrometeorological tower using the eddy covariance approach. The study site is the Tasiapik valley, 4.5 km long, where the upper parts of the valley are covered by shrub tundra that transforms into a boreal forest towards the lower parts of the valley. In addition, we compare the collected observations with simulations produced using the ISBA and SVS surface models in summer and the Crocus snow model in winter. The comparison with surface models is particularly important as they are used with atmospheric models to generate weather forecasts and climate projections. In summer, we found that 23% of the net radiation was converted to latent heat flux at our site, 35% to sensible heat flux, and about 15% to ground heat flux. This contrasts with six FLUXNET sites across the Arctic, where most of the net radiation is used to drive the latent heat flux, even though they all have much lower annual precipitation than our study site. We attribute this behavior to the high hydraulic conductivity of the soil (presence of littoral and intertidal sediments), typical of the coastal regions of the eastern Canadian Arctic. The ISBA and SVS land surface models overestimate the surface water content of these soils, but are able to accurately simulate turbulent heat fluxes, including sensible heat flux and, to a lesser extent, latent heat flux. In winter, the snow cover completely changes the surface energy balance. Energy losses due to longwave radiation are largely offset by the sensible heat flux, while the latent heat flux is minimal. At the surface of the snow cover, the heat flux in the snow is similar in magnitude to the sensible heat flux. As the snow cover stores very little heat, the magnitude of the heat flux in the snow is comparable to the heat flux in the ground. Overall, Crocus is able to reproduce the observed energy balance, but shows some shortcomings when simulating turbulent heat fluxes at an hourly time step under stable atmospheric conditions. Since the two vegetation types in the FTE, tundra and forest, have a contrasting effect on the snow cover on the ground, we analyzed the snowpack properties at each of the two environments. Again, we used the Crocus snow model to simulate snow properties at both sites. First, our observations show that snow height and density differ significantly between the two sites. At the forest site, the snow is about twice as thick as at the tundra site, and the density decreases from the ground to the snow surface, while the opposite is observed at the tundra site. Crocus is not able to reproduce these density profiles in its standard configuration. By adjusting the density settings for fresh snow, compaction in the presence of vegetation and blown snow, we are able to simulate profiles comparable to the observations. We hypothesize that water vapor transport is the dominant mechanism shaping the density profile at the tundra site, while a combination of compaction due to the overburden weight and water vapor transport is responsible for the density profile at the forest site. This process is not included in Crocus and the adjustments partially compensate for this and are to some extent site-specific, making it difficult to apply the modifications implemented here on a larger scale.

Au cours des dernières années, les thèmes de la responsabilité sociale et du développement durable ont gagné en intérêt au sein de nombreuses entreprises dans divers pays du globe, en réponse notamment à l'émergence de différents scandales financiers ayant ébranlé la confiance de la société civile. Dans ce contexte, les institutions financières sont incitées, depuis 2002. à produire une déclaration annuelle portant sur différents aspects de leur contribution à la société : dons et commandites, engagement envers le milieu, politiques de gestion des ressources humaines, etc. Toutefois, cette pratique de reddition de comptes est bien déjà ancrée depuis quelque trente ans au sein du Mouvement Desjardins, compte tenu de sa nature coopérative. De fait, depuis la fin des années 70, cette institution financière coopérative québécoise s'emploie à promouvoir, à travers les bilans sociaux des caisses, ses différentes formes de contribution au développement de la société. En 2001, le Mouvement Desjardins a même décidé d'accentuer ses efforts de communication en matière de responsabilité sociale en proposant un bilan social "Mouvement". Notre mémoire de maîtrise cherche donc à caractériser l'évolution, entre 2001 et 2006, du bilan social du Mouvement Desjardins comme pratique de communication publique. Nos travaux de recherche s'attardent notamment à illustrer les grandes orientations prises par Desjardins dans l'élaboration de son bilan social "Mouvement" et ce, tant au plan du contenu qu'au plan stratégique. Au plan du contenu, il nous a été permis de constater que le contenu rédactionnel des bilans sociaux produits par le Mouvement Desjardins, entre 2001 et 2006, présente des indicateurs peu ciblés, très diversifiés et reflète très peu la spécificité coopérative. Par ailleurs, les énoncés mis en valeur dans les bilans sociaux analysés ne s'avèrent que trop rarement liés à des indicateurs objectifs et mesurables, ce qui empêche de mesurer l'évolution de la performance sociale de Desjardins d'une année à l'autre. En ce qui a trait à la dimension stratégique, nous constatons, entre autres, que le Mouvement Desjardins semble toujours en quête de la formule adéquate lui permettant de bien se démarquer dans un environnement au sein duquel la responsabilité sociale représente un atout pour les entreprises et les institutions, en particulier en matière de gestion de l'image institutionnelle. Ceci étant, dans le cadre de recherches ultérieures, il pourrait être intéressant, par exemple, de vérifier si le bilan social demeurera un simple outil de communication ou s'il deviendra progressivement un outil de gestion. Dans cet ordre d'idées, il serait également intéressant pour les chercheurs en communication publique d'étudier la prochaine mouture du bilan social de Desjardins et d'apprécier l'importance de cette activité dans le cadre des stratégies de communication qui seront privilégiées au cours des prochaines années.

CLIMATIC CHANGE EFFECT ON HYDROLOGICAL DROUGHT IN THE OTAVA RIVER HEADWATERS Abstract The submitted thesis deals with hydrological drought in condition of climate change in Otava River headwaters. The topic is discussed from four different aspects that together create a complex view on the hydrological drought issues in the catchment. The first aspect, the hydrological drought analysis in daily series, is done by threshold level method and SPA. Second aspect studies the impact of climate change on the hydrological drought by using the BILAN model. Following aspect determines a prediction of low flows and deficit volumes during drought by the recession analysis. Final aspect suggests relating process of management, planning and adaptation measures on drought. Key words: hydrological drought, minimal discharges, deficit volumes, BILAN model, climatic change, recession analysis, Otava River, Modrava, Rejštejn, Sušice, adaptation measures

Les toitures végétalisées ont des répercussions très positives sur la performance énergétique des bâtiments. L’objectif est d’évaluer l’incidence des toitures végétalisées sur la performance énergétique des bâtiments à travers des moyens numériques et expérimentaux. La modélisation du comportement thermo-hydrique des toitures végétalisées permet de quantifier ces effets et contribue à promouvoir cette technique.Cette thématique requiert en premier lieu des compétences en énergétique du bâtiment et de modélisation thermique dynamique, si l’on souhaite établir un modèle représentatif du comportement thermo-hydrique d’un composant de toiture végétalisée. Afin de développer ces différents aspects, un travail préliminaire qui consiste en une étude bibliographique approfondie portant sur les modèles proposés dans la littérature a été entrepris. Sur la base de cette étude bibliographique, un modèle couplé de transfert de chaleur et d’humidité a été développé. Ce modèle est basé sur l’établissement des équations de bilan énergétique sur la surface du feuillage et la surface du sol. Afin d’affiner le modèle développé et d’obtenir de meilleurs résultats numériques, diverses caractérisations expérimentales des matériaux qui entrent dans la composition de la toiture végétalisée ont été effectuées. Une plateforme expérimentale (Climabat, échelle 1/10) a été conçue sur le site de l’Université de La Rochelle dans le but de mesurer l’incidence des toitures végétalisées sur les bâtiments et fournir des données permettant de calibrer et de vérifier le modèle développé. Des comparaisons ont été entreprises entre toiture végétalisée et toiture classique, une différence de température de surface extérieure de 30°C a été notée pendant la période d’été. Les résultats des simulations montrent aussi que la végétalisation des toitures de bâtiment améliore non seulement les conditions de son confort thermique mais aussi sa performance énergétique. Des campagnes de mesures ont été également effectuées sur des bâtiments réels équipés avec des toitures végétalisées. La validation expérimentale du modèle développé a été ensuite entreprise à deux échelles, l’une à échelle réduite (maquette échelle 1:10) sur des bancs d’essais sur le site de l’Université de La Rochelle et une à échelle réelle, sur des pavillons BBC existants où différentes typologies de toitures végétalisées ont été instrumentées. Une fois le modèle développé et sa pertinence vérifiée par comparaison à des mesures expérimentales, il a été couplé à un code de simulation thermique dynamique des bâtiments (TRNSYS). Cela a permis de prédire la performance énergétique et le calcul des besoins de chauffage et de climatisation des bâtiments équipés d'une toiture végétalisée. Les résultats de simulations ont montré que la présence d'une toiture végétalisée permet une réduction des besoins des bâtiments et protège la membrane d’étanchéité de la toiture des températures extrêmes et des grandes fluctuations de température. De plus, il a été constaté que l'effet des toitures végétalisées sur la réduction de la température de l'air intérieur est plus important en été. Aussi, il a été constaté que les besoins de climatisation et de chauffage dépendent fortement du niveau d'isolation de la toiture. Enfin, les simulations réalisées pour différents climats ont montré que la toiture végétalisée est bénéfique pour le climat des pays européens. / Green roofs have a positive effect on the energy performance of buildings, providing a cooling effect in summer, along with a more efficient harnessing of the solar radiation, due to the reflective properties of the foliage. To assess these effects, a thermodynamic model was developed as well as the thermo-physical properties of the green roof components were characterized.The proposed model is based on energy balance equations expressed for foliage and soil media. The influence of the mass transfer on the thermal properties, and evapotranspiration were taken into account. Then, the water balance equation was added into the developed model and numerical simulations were performed. In order to evaluate the temperatures evolution at foliage and soil ground levels.Three of the main physical properties of green roofs were experimentally investigated to determine some of the green roofs’ modeling key parameters. First, the thermo-physical properties of green roofs were characterized by correlating the thermal conductivity of the substrate with the water content for different substrates and maximum water capacities. Next, the moisture storage was characterized using the dynamic vapor sorption technique. Third, themicro-structural properties of green roof substrate were characterized using mercury intrusion porosimetry. In addition to these characterizations, the evapotranspiration term, which is very important in the water balance, was measured.The model was experimentally validated according to a green roof platform (scale 1:10) constructed on the site of the University of La Rochelle. Measurements have also been conducted in a full scale building equipped with green roofs. Once the proposed model validated, it has been coupled to a building thermal code (TRNSYS) to evaluate the impact of green roofs on the energy performance of buildings.The results show that the effect of mass transfer in the subtract was very effective in reducing the model errors. Comparisons were undertaken with a roof slab concrete model; a significant difference in temperature (up to 30 °C) between the outer surfaces of the two roofs was noticed in summer. The heat flux through the roof was also evaluated. The roof passive cooling effect was three times more efficient with the green roof. In the winter, the green roof reduced roof heat losses during cold days; however, it increased these losses during sunny days. With a green roof, the summer indoor air temperature was decreased by 2 °C, and the annual energy demand was reduced by 6% for an oceanic climate such as that of La Rochelle. Finally, the simulations performed for different climates suggest that green roofs are thermally beneficial for hot, temperate, and cold European climates.

Les glaciers tropicaux sont des indicateurs climatiques très sensibles. Pour relier les fluctuations de leur bilan de masse aux changements climatiques, nous avons réalisé un bilan d'énergie à la surface du Glacier Zongo (16°S), en Bolivie, entre mars 96 et août 98. Cette thèse présente, d'une part les méthodes employées pour obtenir le cycle annuel du bilan d'énergie ponctuel, et d'autre part l'intérêt de cette étude pour la compréhension du fonctionnement du glacier et sa relation avec la climatologie locale. Dans la première partie, nous nous attachons à décrire les conditions climatiques régnant sur ce glacier, à partir des enregistrements des stations météorologiques installées sur le Glacier Zongo. Les glaciers tropicaux sont soumis à des températures et des radiations solaires incidentes peu variables au cours de l'année, alors que le débit du torrent émissaire est très saisonnier. Pour comprendre quels sont les flux d'énergie responsables de la saisonnalité de la fusion en surface du glacier, nous avons dressé le bilan d'énergie en un point du glacier, dans la zone d'ablation, à 5150 m d'altitude. Ce bilan d'énergie traduit un métabolisme propre aux glaciers tropicaux. L'albédo est le paramètre essentiel qui contrôle la quantité d'énergie disponible pour la fusion en surface du glacier. La particularité fondamentale de ces glaciers réside en la très forte consommation d'énergie sous forme de chaleur latente (ce qui se traduit par une sublimation élevée). En outre, le flux de chaleur latente présente une saisonnalité marquée à l'origine du régime hydrologique du torrent qui s'échappe du glacier. En effet, en saison sèche, la sublimation est maximale et il reste peu d'énergie pour la fusion d'où le faible débit du torrent émissaire. La situation opposée se produit en saison humide. À l'échelle de l'ensemble de la période étudiée, le bilan de masse nettement déficitaire de l'année El Nino 1997-98 s'explique surtout par un déficit de précipitations, responsable d'une chute de l'albédo moyen annuel. Le manteau neigeux réduit lors de la saison d'accumulation 1997-98 a disparu plus vite que celui de l'année précédente, laissant affleurer une surface de glace sale, d'albédo faible, pendant une période plus longue. De plus, la chaleur sensible plus élevée et la sublimation réduite ont aussi contribué à augmenter la fusion superficielle, diminuant ainsi le bilan de masse du glacier.

La variété des pratiques de compostage et les différences de nature des substrats modifient la vitesse de dégradation de la matière organique (MO), la qualité finale du compost produit et la part d'émissions sous forme de polluants gazeux. L'optimisation du procédé nécessite la prédiction de ces transformations ou la réalisation d'essais empiriques. Cette thèse analyse les interactions entre les processus biologiques, biochimiques, physico-chimiques et thermodynamiques majeurs à l'origine de la stabilisation de la MO et des émissions gazeuses de CO2, H2O, NH3, N2O. Elle se focalise sur le compostage par aération passive en andain d'effluents d'élevage. La méthode s'appuie sur la modélisation dynamique et des expérimentations. L'impact des interactions entre la biodégradabilité du carbone, la disponibilité de l'azote, l'humidité et la porosité, sur la cinétique et la stœchiométrie des émissions gazeuses est analysé à partir d’observations en conditions contrôlées et sur une plateforme de compostage. Les écarts de répétabilité faibles en conditions contrôlées deviennent élevés en conditions de reproductibilité sur le terrain. Un modèle dynamique de compostage a été développé simulant la stabilisation de la MO et les émissions de CO2, H2O, NH3, N2O. Il est composé de quatre modules simulant les cinétiques d'oxydation de la MO par une population microbienne, les échanges thermiques et l'aération passive, le transfert d'oxygène, les transformations de l'azote. Lors de la phase thermophile, le facteur limitant le plus rapidement l'organisation de la MO est la disponibilité de l'azote. L'abaissement de la porosité entraîne une diminution des pertes gazeuses par l'augmentation de l'organisation de la MO. Le fractionnement initial de la MO ainsi que la teneur initiale en biomasse microbienne sont les facteurs clés pour prédire les cinétiques d'organisation de la MO. La calibration des paramètres d’initialisation du modèle reste à améliorer / The variety of the practices and the differences in nature of the substrates modify the kinetics of degradation of organic matter (OM), the final quality of the produced compost and the fraction emitted as gaseous pollutants. To optimize the composting process, it is required to predict these transformations or to do some empirical test. This thesis analyzes the interactions between the main biological, biochemical, physicochemical and thermodynamic processes which explain the OM stabilization and the gaseous emissions of CO2, H2O, NH3, N2O. Focus is done on windrow composting with passive aeration. The method is based on dynamic semi-empirical modeling of the process and experimentations. The impact of the interactions between bioavailability of carbon and nitrogen, moisture and porosity, on the kinetics and the stoechiometry of the gaseous emissions is analyzed with data gathered in controlled conditions and on a commercial composting plant. The repeatability differences are small in controlled conditions but higher in field conditions. A dynamic model of composting was developed simulating the stabilization of OM as well as the emissions of CO2, H2O, NH3, N2O. This model is composed of four coupled modules which simulate the kinetics of oxidation of OM by a heterotrophic microbial population, the heat transfers leading to the passive aeration, the transfer of oxygen, the transformations of nitrogen. During the thermopilic phase, the first factor limiting the organization of OM is the availability of nitrogen. The decrease in porosity induces a reduction in the gas losses through the increase in the organization of OM. The initial OM fractionation and the initial microbial biomass are the key factors to predict the kinetics of organization of OM. The calibration of the specific parameters used for model initialization needs a further implementation

Cette thèse présente la première étude Source-to-Sink de la marge Atlantique Equatoriale africaine au Méso-Cénozoïque. Nous avons dans un premier temps produit, à partir d'une nouvelle méthode intégrant les limites d'érosion des dépôts préservés dans les bassins et leur extension initiale minimum, une nouvelle reconstruction paléogéographique et structurale couplant pour la première fois le continent ouest africain et l'Atlantique Equatoriale au cours du Méso-Cénozoïque. Ceci nous permet de suivre l'évolution depuis 200 Ma des domaines en érosion (sources) et en sédimentation (puits) à l'échelle continentale. Nous montrons en particulier qu'au Crétacé supérieur la zone correspondait à un grand bassin intracratonique Saharien qui exportaient ses sédiments à la fois vers la Téthys et vers l'Atlantique Equatoriale. La fragmentation de ce bassin a eu lieu à l'Oligocène par le soulèvement du bouclier du Hoggar qui a isolé les petits dépôt-centres résiduels actuels. Le développement de cette topographie particulière est issu de la superposition de différentes longueurs d'onde de déformation à l'échelle continentale combinant les bourrelets marginaux longeant la marge équatoriale et un bombement de type " point chaud ".Nous avons ensuite caractérisé, à partir de l'interprétation des données sismiques et des puits, la segmentation de la marge continentale équatoriale en segments transformants et divergents et l'architecture stratigraphique post-rift du prisme stratigraphique associée au Crétacé Supérieur. Nous montrons que les parties proximales (dépôts de plateforme et pente continentale) des prismes stratigraphiques du Crétacé Supérieur ne sont préservés que le long des segments divergents de la marge, et pas le long des segments transformants. Nous interprétons cette différence de préservation comme résultant de mouvements verticaux post-rift plus importants dans les domaines proximaux des segments transformants empêchant la préservation des termes proximaux des systèmes sédimentaires. La caractérisation des architectures stratigraphiques post-rifts a ensuite permis la quantification des volumes sédimentaires préservés dans ces bassins de marges passives. En parallèle, de nouvelles données de thermochronologie basse-température (AFTA et (U-Th-Sm/He sur apatite) acquises à l'Université de Glasgow sur les échantillons de trois profils perpendiculaires à la marge équatoriale ont permis de quantifier l'histoire de l'érosion et les volumes dénudés sur le domaine continental au cours du Méso-Cénozoïque. Ces données montrent que le seul événement thermique majeur enregistré correspond au refroidissement lié à la dénudation d'une topographie syn-rift le long de la marge. Le bilan d'érosion et d'accumulation montre que les ordres de grandeur des volumes dénudés et accumulés sont comparables à l'échelle de la marge équatoriale au cours du Méso-Cénozoïque. Certaines périodes (Crétacé Supérieur et depuis le Miocène Supérieur), montrent cependant un excès d'accumulation qui pourrait être associé à la remobilisation de sédiments précédemment stockés dans des bassins intracontinentaux ou sur la plateforme de la marge. / This PhD thesis presents the first source-to-sink study of the African Atlantic Equatorial margin. We established new Meso-Cenozoic paleogeographic and structural reconstructions, integrating the West African sub-continent and the Equatorial Atlantic Ocean, based on a new mapping method defining both erosion limits of preserved deposits and their minimum original extension. We show the evolution over 200 Myrs of the eroding (sources) and accumulating domains (sinks) at continental scale. We demonstrate in particular that during the Cretaceous, a large Saharan intracratonic basin was exporting sediments toward both the Tethys and the future Atlantic Equatorial Ocean. The fragmentation of this basin occurred in the Oligocene, by the growth of the Hoggar swell that isolated the present-day small residual depot-centers. The development of this specific "basin and swell" topography results from the superimposition of various deformation wavelength at continental scale combining a marginal upwarp along the equatorial margin and a hot spot swell. We then characterized, from the interpretation of seismic data and well logs, the segmentation of the Equatorial Atlantic passive margin and the stratigraphic architecture of the post-rift Upper Cretaceous sedimentary wedge. We show that the proximal parts of the Late Cretaceous sedimentary wedge are only preserved along divergent segments of the margin and not along transform segments. We interpret this differential preservation as the result of a greater uplift, during the early post-rift, in the proximal parts of the transform segments preventing the preservation of the proximal terms of the sedimentary systems. The transform segments are associated with narrow necking zone, resulting in greater flexural uplift than divergent segments showing wider necking zones, in particular during the early post-rift. The characterization of the stratigraphic architecture of the post-rift sedimentary wedge then allowed for the quantification of accumulation history in the passive margin basins. New low-temperature thermochronological data (AFTA and Apatite (U-Th-Sm)/He) acquired at the University of Glasgow on the samples of three regional transects perpendicular to the margin allowed for the quantification of the denudation history and eroded volume on the continental domain. These data shows that the major thermal event recorded by those samples is the cooling phase related to the erosion of a rift-related topography along the margin. Erosion and accumulation budgets fall within the same order of magnitude. During some given periods (Late Cretaceous and since the Late Miocene), excess in accumulation may be associated with the reworking of sediments previously stored within intracontinental basins or on the shelf of the margin.

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