L'avènement des changements climatiques a donné lieu à l'émergence d'une nouvelle problématique, soit celle des migrations environnementales. Longtemps méconnu, ce phénomène complexe pose des difficultés au niveau de la terminologie et du statut juridique, ce qui complique la mise en place de politiques d'adaptation. Face à cette situation, ce mémoire s'est donné comme objectif d'évaluer l'impact des stratégies d'adaptation aux migrations environnementales sur les régions d'accueil et leur population. Pour ce faire, un portrait de l'évolution des stratégies d'adaptation aux changements climatiques et aux migrations environnementales a d'abord été dressé. Par la suite, l'accent a été mis sur les cas des migrations environnementales en provenance du Bangladesh et celles provenant de la région du Sahel. Durement touchés par les changements climatiques, le Bangladesh et le Sahel ont assisté, impuissants, à la migration de milliers de leurs citoyens vers de nouveaux cieux. La politique de restriction des migrations mise en place par l'Inde en réponse aux migrations bangladaises et la stratégie d'accroissement des connaissances sur les migrations environnementales encouragée par les pays du Sahel ont donc été analysées pour en déterminer les impacts environnementaux et sociaux. Le recours à l'observation documentaire a été privilégié pour la réalisation de cette étude de type qualitatif. Au terme de l'analyse, il a été démontré que, quoique différentes, les stratégies d'adaptation mises en place respectivement par l'Inde et les pays du Sahel ont une portée limitée puisque l'urbanisation a connu une croissance importante et que les risques de conflits demeuraient prépondérants. De plus, en Inde comme au Sahel, la migration s'est accompagnée d'un afflux de main d'oeuvre peu qualifiée plutôt que qualifiée. Néanmoins, la politique restrictive indienne s'accompagnait davantage de répercussions négatives sur l'environnement, alors que la stratégie sahélienne a permis quant à elle le développement d'un réseau de connaissances favorisant la restauration environnementale dans les régions d'origine. Les résultats de cette étude ont toutefois rencontré certaines limites, notamment en termes de validité de la documentation et de terminologie.L'analyse conclut qu'en l'absence d'une définition claire du phénomène des migrations environnementales, toute étude portant sur le sujet risque de se buter à d'importantes difficultés. Ainsi, il est recommandé d'établir d'abord et avant tout un consensus sur la terminologie et la définition qui l'accompagne, de façon à permettre l'élaboration d'un statut juridique clair. De plus, il est suggéré de favoriser les migrations volontaires tout en réduisant les migrations forcées, ce qui permettrait d'optimiser les bénéfices entourant les migrations environnementales. Afin d'accroître la portée des stratégies d'adaptation aux migrations, le recours à une action concertée aux niveaux international, national et régional est finalement encouragé.

Les changements climatiques sont plus que jamais expliqués et détaillés par les recherches scientifiques. Malgré tout, les négociations climatiques et les mesures internationales semblent avancer à une vitesse inférieure à ce que leurs rapports scientifiques recommandent. Il existe, cependant, plusieurs initiatives telles que les marchés du carbone qui, sans être mondiaux, émergent partout dans le monde. Ceux-ci ont peut-être le potentiel de produire une pression suffisante sur les émetteurs de CO[indice inférieur 2] afin de diminuer l’amplitude de la crise climatique qui guette l’humanité. Les marchés du carbone en activité sont régionaux, étatiques ou internationaux, mais il y aura très probablement, dans les prochaines années, un premier marché du carbone mondial et celui-ci sera sectoriel. En effet, le secteur de l’aviation civile internationale par le biais de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI), projette de mettre en place un mécanisme de marché d’ici 2020. Dès 2005, l'encadrement des émissions de l'aviation civile internationale est étudié par la Commission européenne et l'étude aboutit à une décision officielle en 2008. Ainsi, a-t-elle décidé, dès le début de l’année 2013, de taxer, par le système communautaire d’échange de quotas d’émission européen tous les vols en provenance et au départ de destinations internationales traversant l’Union européenne. La décision de l'Union européenne a probablement précipité les négociations au sein de l’OACI, car elle a provoqué un véritable conflit diplomatique. En effet, de nombreux pays ont montré un désaccord certain avec cette mesure. Depuis, l’Union européenne a reporté l’ajout de l’aviation civile internationale dans son marché du carbone afin de diminuer les tensions en vue de la 38e Assemblée de l’OACI qui a eu lieu à la fin de 2013 et qui a abouti à la décision importante de mettre en place une mesure basée sur le marché pour 2020. Cependant, plusieurs désaccords ont émergé des négociations. Ainsi, dans ce mémoire, nous présenterons l’état de la situation et répondrons aux questions suivantes : quelles sont les dissensions au sein de l’OACI sur l’élaboration d’une mesure basée sur le marché et comment peuvent-elles être atténuées?

Les changements climatiques et la croissance exponentielle de la population urbaine des dernières décennies, surtout en Occident, ont entraîné une situation de plus en plus problématique concernant l’approvisionnement en denrées alimentaires des villes. Ces dernières doivent maintenant augmenter leurs ressources disponibles, tout en amoindrissant les impacts que peut provoquer une telle augmentation. Effectivement, l’approvisionnement en nourriture provenant majoritairement de grandes exploitations agricoles, qui génèrent énormément de gaz à effet de serre, peut devenir précaire lors de catastrophes naturelles ou économiques, et peut mettre en péril la sécurité alimentaire des habitants, surtout des plus démunis. Conséquemment, plusieurs villes nord-américaines se sont tournées vers l’agriculture urbaine afin de pallier à cette problématique alimentaire et en amoindrir les impacts environnementaux. Si des études sur les méthodes utilisées par les grandes métropoles concernant ce type d’agriculture abondent, celles sur les villes de taille moyenne se font rares, vu la nouveauté du phénomène. Pourtant, les villes moyennes comptent la majorité de la population nord-américaine, tout en étant des pôles régionaux et des fournisseurs de biens et services pour leurs populations et pour celles des petites villes avoisinantes. L’objectif de cette étude est donc de déterminer si l’agriculture urbaine est un moyen pour les villes nord-américaines moyennes de renforcer la sécurité alimentaire dans un contexte de changements climatiques. À cette fin, une comparaison entre deux villes de taille moyenne exemplaires en termes d’engagement environnemental a été effectuée; une ville québécoise, Sherbrooke et une ville de l’Oregon, Eugene. L’étude a permis, en premier lieu, de constater que l’agriculture urbaine est effectivement utilisée par les villes moyennes d’Amérique du Nord pour pallier à certaines problématiques environnementales. Elle a également permis d’établir qu’un cadre légal et politique en matière d’agriculture urbaine est déjà existant au niveau des municipalités et des gouvernements provinciaux, et que cultiver en ville est une pratique bien ancrée auprès des populations depuis des décennies, les jardins communautaires et collectifs étant des organisations durables tant financièrement, qu’administrativement. L’étude a enfin permis d’observer un écart de perceptions auprès des jardiniers, qui, bien que cultivant des jardins collectifs et communautaires dans une optique de lutte contre les changements climatiques et de renforcement de la sécurité alimentaire, jardinent surtout par plaisir et non par nécessité, mais cela ne perturbe pas l’efficacité de l’agriculture urbaine pour pallier à ces deux problématiques.

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

La détection de changements dans une scène est l’un des problèmes les plus complexes en télédétection. Il s’agit de détecter des modifications survenues dans une zone géographique donnée par comparaison d’images de cette zone acquises à différents instants. La comparaison est facilitée lorsque les images sont issues du même type de capteur c’est-à-dire correspondent à la même modalité (le plus souvent optique multi-bandes) et possèdent des résolutions spatiales et spectrales identiques. Les techniques de détection de changements non supervisées sont, pour la plupart, conçues spécifiquement pour ce scénario. Il est, dans ce cas, possible de comparer directement les images en calculant la différence de pixels homologues, c’est-à-dire correspondant au même emplacement au sol. Cependant, dans certains cas spécifiques tels que les situations d’urgence, les missions ponctuelles, la défense et la sécurité, il peut s’avérer nécessaire d’exploiter des images de modalités et de résolutions différentes. Cette hétérogénéité dans les images traitées introduit des problèmes supplémentaires pour la mise en œuvre de la détection de changements. Ces problèmes ne sont pas traités par la plupart des méthodes de l’état de l’art. Lorsque la modalité est identique mais les résolutions différentes, il est possible de se ramener au scénario favorable en appliquant des prétraitements tels que des opérations de rééchantillonnage destinées à atteindre les mêmes résolutions spatiales et spectrales. Néanmoins, ces prétraitements peuvent conduire à une perte d’informations pertinentes pour la détection de changements. En particulier, ils sont appliqués indépendamment sur les deux images et donc ne tiennent pas compte des relations fortes existant entre les deux images. L’objectif de cette thèse est de développer des méthodes de détection de changements qui exploitent au mieux l’information contenue dans une paire d’images observées, sans condition sur leur modalité et leurs résolutions spatiale et spectrale. Les restrictions classiquement imposées dans l’état de l’art sont levées grâce à une approche utilisant la fusion des deux images observées. La première stratégie proposée s’applique au cas d’images de modalités identiques mais de résolutions différentes. Elle se décompose en trois étapes. La première étape consiste à fusionner les deux images observées ce qui conduit à une image de la scène à haute résolution portant l’information des changements éventuels. La deuxième étape réalise la prédiction de deux images non observées possédant des résolutions identiques à celles des images observées par dégradation spatiale et spectrale de l’image fusionnée. Enfin, la troisième étape consiste en une détection de changements classique entre images observées et prédites de mêmes résolutions. Une deuxième stratégie modélise les images observées comme des versions dégradées de deux images non observées caractérisées par des résolutions spectrales et spatiales identiques et élevées. Elle met en œuvre une étape de fusion robuste qui exploite un a priori de parcimonie des changements observés. Enfin, le principe de la fusion est étendu à des images de modalités différentes. Dans ce cas où les pixels ne sont pas directement comparables, car correspondant à des grandeurs physiques différentes, la comparaison est réalisée dans un domaine transformé. Les deux images sont représentées par des combinaisons linéaires parcimonieuses des éléments de deux dictionnaires couplés, appris à partir des données. La détection de changements est réalisée à partir de l’estimation d’un code couplé sous condition de parcimonie spatiale de la différence des codes estimés pour chaque image. L’expérimentation de ces différentes méthodes, conduite sur des changements simulés de manière réaliste ou sur des changements réels, démontre les avantages des méthodes développées et plus généralement de l’apport de la fusion pour la détection de changements

Au-delà de la diversité des terrains et objets de recherche, une même démarche nourrit l'ensemble de mes travaux depuis ma thèse sous la direction de Benjamin Coriat : examiner la nature du changement institutionnel qui affecte les régulations à l'échelle mésoéconomique. Les trois chapitres de ce mémoire d'Habilitation situent les enjeux scientifiques de mes principaux terrains, terrains a priori indépendants qui se rejoignent ainsi sur la question du changement institutionnel et des échelles sectorielles et territoriales auxquelles s'élaborent des compromis sociaux. Ancrées dans les logiques d'acteurs et d'action pour comprendre les régularités macroéconomiques, mes recherches s'articulent à l'échelle mésoéconomique pour déterminer de quelle manière se transforment les dynamiques productives et comment elles interagissent au sein de dynamiques d'ensemble. La transformation des rapports à l'État et, par-delà, à la question de l'intérêt collectif est un fil conducteur entre les domaines étudiés, qui renvoient tous à la dimension politique de l'évolution des institutions, ce qui suppose de traiter des conflits et des coopérations qui sont à l'origine de la variété et de l'évolution des institutions du capitalisme. Au compromis social et national fordien piloté par l'État succèdent de nouveaux compromis, moins stables, portés à différentes échelles, somme toute complexes et incertains. Il s'agit pour nous d'identifier ces compromis et de définir de quelle façon ils traitent de l'intérêt collectif ou prennent en compte les externalités négatives (notamment à propos des aspects environnementaux qui se sont imposés). Le rôle de l'État dans la composition du compromis social s'est amoindri relativement aux catégories d'acteurs privés (entreprises multinationales, ONG, territoires.) qui développent de nouvelles prérogatives, et sont engagés dans des processus de légitimation au regard de l'intérêt collectif. La recomposition de l'action collective relève d'une transformation du rapport au territoire dans le sens du renforcement des dispositifs et des compromis non nationaux ; c'est ce que l'on montre à partir de l'évolution d'un certain nombre de secteurs qui ont pris forme dans le cadre historique du territoire national et sous le contrôle de l'État. L'élaboration de compromis locaux est en tension avec l'échelle nationale qui reste prégnante ; cela renforce l'intérêt de travailler sur l'enchevêtrement des échelles territoriales de régulation. Les processus de sectorisation-désectorisation sont eux-mêmes issus d'une recomposition de l'échelle nationale, en lien à des dispositifs infranationaux et des institutions supranationales1.

L'apprentissage statistique propose un vaste ensemble de techniques capables de construire des modèles prédictifs à partir d'observations passées. Ces techniques ont montré leurs capacités à traiter des volumétries importantes de données sur des problèmes réels. Cependant, de nouvelles applications génèrent de plus en plus de données qui sont seulement visibles sous la forme d'un flux et doivent être traitées séquentiellement. Parmi ces applications on citera : la gestion de réseaux de télécommunications, la modélisation des utilisateurs au sein d'un réseau social, le web mining. L'un des défis techniques est de concevoir des algorithmes permettant l'apprentissage avec les nouvelles contraintes imposées par les flux de données. Nous proposons d'abord ce problème en proposant de nouvelles techniques de résumé de flux de données dans le cadre de l'apprentissage supervisé. Notre méthode est constituée de deux niveaux. Le premier niveau utilise des techniques incrémentales de résumé en-ligne pour les flux qui prennent en compte les ressources mémoire et processeur et possèdent des garanties en termes d'erreur. Le second niveau utilise les résumés de faible taille, issus du premier niveau, pour construire le résumé final à l'aide d'une méthode supervisée performante hors-ligne. Ces résumés constituent un prétraitement qui nous permet de proposer de nouvelles versions du classifieur bayésien naïf et des arbres de décision fonctionnant en-ligne sur flux de données. Les flux de données peuvent ne pas être stationnaires mais comporter des changements de concept. Nous proposons aussi une nouvelle technique pour détecter ces changements et mettre à jour nos classifieurs.

Il est dorénavant établi que les changements climatiques auront des répercussions sur les ressources en eau. La situation est préoccupante pour le secteur de production d'énergie hydroélectrique, car l'eau constitue le moteur pour générer cette forme d'énergie. Il sera important d'adapter les règles de gestion et/ou les installations des systèmes hydriques, afin de minimiser les impacts négatifs et/ou pour capitaliser sur les retombées positives que les changements climatiques pourront apporter. Les travaux de la présente recherche s'intéressent au développement d'une méthode de gestion des systèmes hydriques qui tient compte des projections climatiques pour mieux anticiper les impacts de l'évolution du climat sur la production d'hydroélectricité et d'établir des stratégies d'adaptation aux changements climatiques. Le domaine d'étude est le bassin versant de la rivière Manicouagan situé dans la partie centrale du Québec. Une nouvelle approche d'optimisation des ressources hydriques dans le contexte des changements climatiques est proposée. L'approche traite le problème de la saisonnalité et de la non-stationnarité du climat d'une manière explicite pour représenter l'incertitude rattachée à un ensemble des projections climatiques. Cette approche permet d'intégrer les projections climatiques dans le problème d'optimisation des ressources en eau pour une gestion à long terme des systèmes hydriques et de développer des stratégies d'adaptation de ces systèmes aux changements climatiques. Les résultats montrent que les impacts des changements climatiques sur le régime hydrologique du bassin de la rivière Manicouagan seraient le devancement et l'atténuation de la crue printanière et l'augmentation du volume annuel d'apports. L'adaptation des règles de gestion du système hydrique engendrerait une hausse de la production hydroélectrique. Néanmoins, une perte de la performance des installations existantes du système hydrique serait observée à cause de l'augmentation des déversements non productibles dans le climat futur. Des stratégies d'adaptation structurale ont été analysées pour augmenter la capacité de production et la capacité d'écoulement de certaines centrales hydroélectriques afin d'améliorer la performance du système. Une analyse économique a permis de choisir les meilleures mesures d'adaptation et de déterminer le moment opportun pour la mise en oeuvre de ces mesures. Les résultats de la recherche offrnt aux gestionnaires des systèmes hydriques un outil qui permet de mieux anticiper les conséquences des changements climatiques sur la production hydroélectrique, incluant le rendement de centrales, les déversements non productibles et le moment le plus opportun pour inclure des modifications aux systèmes hydriques.

L’objectif de cette thèse est d’analyser, à différentes échelles de temps et d’espace, les transferts d’eau depuis la Loire amont jusqu’au Bassin Parisien, et entre la Loire moyenne et sa nappe alluviale. Les méthodes mises en œuvre sont l’étude statistique des débits journaliers en Loire moyenne (148 années de données) et le suivi géochimique (éléments majeurs, ¹⁸O et ²H) de la Loire et de ses affluents des bassins amont. Le suivi piézométrique et géochimique d’un site-atelier (méandre de Guilly, Val d’Orléans) a permis d’étudier finement les relations saisonnières entre la Loire et sa nappe alluviale, entre 2010 et 2012. Les débits annuels à Blois présentent une stabilité temporelle, au-delà de leur variabilité interannuelle. Des évolutions sont, néanmoins, notables dans l’occurrence des saisons hydrologiques et des débits à pleins bords, ou encore les plus faibles débits d’étiage.Si le suivi géochimique n’a pu préciser les apports, hydrologiquement complexes, de l’Allier à la Loire moyenne, l’importance des affluents de la Loire bourbonnaise, en période de hautes eaux, a été mise en évidence, et notamment les apports des affluents drainant le Morvan.En Loire moyenne, le fleuve est connecté à l’ensemble de sa plaine alluviale, à travers ses échanges avec sa nappe d’accompagnement. La nappe alluviale est rechargée par les eaux de la Loire en période de hautes eaux et se décharge lorsque les lignes d’eau s’abaissent. Les forts débits annuels de la Loire sont donc indispensables pour conserver un fonctionnement hydrologique dynamique et abondant.Cette approche globale a permis de démontrer des fonctionnements hydrologiques de la Loire, seulement ressentis jusqu’alors. / The aim of this PhD thesis was to analyze water transfer at several time and spatial scales, from upper Loire River basin to the Paris Basin, and between the middle Loire River basin and the alluvial aquifer. The main approaches were (1) the statistical analysis of hydrological time series of the Middle Loire River (148 years data) and (2) the geochemistry (major elements,¹⁸O et ²H) of the Loire River and its tributaries. At a meander scale along the Middle Loire River, the alluvial aquifer were studied by monitoring the groundwater and the river at hourly time step (2010-2012).The annual discharge data of the Loire River at Blois show an important stability, despite its interannual variability. However, evolutions are observable in the occurrence of hydrological seasons and of full-bank discharge, as well as in smaller low-water flows. Discharge inputs from the Allier River in the Middle Loire River flows could not be shown by geochemical tracers due to the hydrological complexity. Nevertheless, during the high flow periods, the importance of tributary supply is highlighted in the Bourbonnais part of the Loire River, between Roanne and Nevers, in particular the tributaries flowing from the Morvan.The Middle Loire River is connected to the alluvial plain where exchanges occur between the river water and groundwater from the alluvial aquifer. During peak flow events, the aquifer may be recharged by the Loire River while the aquifer discharges when the river water level lowers, regardless of the hydrological season. Such higher annual discharges of the Loire River are necessary to preserve a dynamic and abundant hydrological functioning of the hydrological system.

Les mémoires à changement de phase (PCRAM) sont l'un des candidats les plus prometteurs pour la prochaine génération de mémoires non-volatiles du fait de leurs excellentes vitesses de fonctionnement et endurance. Cependant, deux inconvénients majeurs nécessitent une amélioration afin de permettre leur percée sur le marché des mémoires, à savoir un temps de rétention court à hautes températures et une consommation électrique trop importante. Cette thèse s'intéresse au développement de nouveaux matériaux à changement de phase afin de remplacer le matériau standard Ge2Sb2Te5, inadapté aux applications mémoires embarquées fonctionnant à hautes températures. Le comportement des matériaux binaires GeTe et GeSb a ainsi été évalué et comparé au matériau référence lors de la cristallisation de l'amorphe 'tel que déposé' mais aussi de l'amorphe 'fondu trempé'. En effet, il est important d'étudier le matériau dans son état amorphe 'fondu trempé' pour être au plus près de l'état du matériau cyclé dans les dispositifs. Ainsi, le mécanisme de cristallisation du GeTe déterminé par l'étude de la cristallisation de l'amorphe 'fondu trempé' par recuit laser est en accord avec l'observation MET in situ (recuit thermique) de la cristallisation. L'incorporation d'éléments 'dopants' dans ces matériaux binaires a également été évaluée afin d'augmenter à nouveau la stabilité thermique des matériaux non dopés. Certains éléments 'dopants' permettent une diminution du courant de reset, ou un retard à la formation de 'voids' au cours des cycles. / Phase Change Memories are suitable for the next generation of non volatiles memories due to high programmation speed and endurance. However, two major improvements need to be made in order to enter memories market, the short retention time at high temperature, and the important electric consumption. This thesis focuses on the development of new phase change materials to replace the reference material, Ge2Sb2Te5, insuitable for embedded memories applications working at high temperatures. The behavior of binary compounds GeTe and GeSb has been investigated and compared to the reference material during both the crystallization of the « as deposited » amorphous and the « melt quenched » amorphous materials. Indeeed it is important to study the « melt quenched » amorphous state of the material to be as close as possible to the cycled material in the devices. So, the crystallization mechanism of GeTe checked by the crystallization study of the amorphous « melt quenched » by laser annealing is in agreement with the in situ TEM observation (thermal annealing) of the crystallization. The addition of “doping” elements in the binary compounds has also been performed to improve the thermal stability of amorphous undoped materials. These “doping” elements allow a current reset decrease, or a later formation of « voids » during cycling.