Dans les forêts riveraines, l'inondation est régie par la topographie et a comme effet principal de créer un milieu anoxique qui stresse les plantes. Cette étude vise d'abord à décrire les patrons de dispersion des arbres, ceux des variables biotiques (particulièrement la diversité végétale) et abiotiques ainsi que les relations entre ces variables dans une forêt riveraine de la région du centre-sud du Québec (Bécancour). Les courbes d'abondance et de dominance indiquent une forte dominance et un nombre réduit d'espèces d'arbres près de la rivière; cependant, le nombre d'espèces reste stable en dehors de cette zone. La topographie est corrélée à presque toutes les variables étudiées. Une diversité maximale d'espèces de plantes herbacées dans la zone bordant le secteur inondé de la surface d'étude, ainsi que dans les zones basses de la partie éloignée de la rivière, indique que l'hétérogénéité créée par la présence de l'eau (et ses effets sur le sol) permet à un plus grand nombre de plantes de coexister.

Titre de l'écran-titre (visionné le 9 janvier 2024) / Les modèles hydrogéologiques permettent de décrire la réponse des systèmes aquifères soumis à différents forçages naturels et anthropiques, et peuvent donc être utilisés pour évaluer les éventuels effets néfastes associés à différentes stratégies de gestion de l'eau souterraine. Les variables simulées par les modèles sont intrinsèquement incertaines, et des analyses telles que l'estimation des paramètres, l'analyse quantitative des incertitudes et l'optimisation de gestion sous incertitude sont essentielles pour fournir des informations quantitatives robustes pour appuyer la prise de décision des gestionnaires de l'eau souterraine. Cependant, ces analyses sont rarement effectuées dans les modèles d'écoulement d'eau souterraine simulant l'intrusion saline, à cause des temps de calculs très longs des modèles simulant le transport advectif-dispersif. L'objectif de cette recherche était de fournir des cadres méthodologiques pour la mise en place de ces analyses dans les modèles opérationnels régionaux simulant l'intrusion saline. Des méthodologies reproductibles ont ainsi été développées pour l'estimation des paramètres, l'analyse quantitative des incertitudes et l'optimisation des pompages sous incertitude à l'aide de modèles d'intrusion saline dits à « interface abrupte », qui ne simulent pas explicitement les phénomènes de dispersion hydrodynamique. Des approches déterministes puis stochastiques ont été développées, prenant en compte l'incertitude dans les paramètres du modèle, l'incertitude dans les observations utilisées pour contraindre l'estimation des paramètres, et finalement l'incertitude climatique. Des méthodes ont été développées pour extraire des observations de charge d'eau douce équivalente et d'interface eau douce-eau salée de différents types de puits et de la géophysique, et pour estimer leurs incertitudes. Une analyse a posteriori a déterminé quels types d'observations étaient essentiels pour réduire les incertitudes prédictives du modèle, pour guider de futures collectes de données dans les aquifères insulaires ou côtiers. Une méthodologie a également été développée pour optimiser les pompages dans une lentille d'eau douce insulaire avec un modèle à interface abrupte, en corrigeant l'interface par une solution analytique pour estimer de manière simplifiée la dispersion d'eau salée liée au pompage. Toutes les méthodologies développées ont utilisé des logiciels d'écoulement de l'eau souterraine (MODLOW-SWI2) et des outils d'aide à la décision (PEST_HP, PEST++, PyEMU) libres et facilement accessibles. Ces méthodes ont été intégralement développées sous la forme de scripts Python pour faciliter leur reprise dans d'autres projets de modélisation hydrogéologique. Les résultats démontrent les avantages liés à la mise en place d'outils d'aide à la décision dans les modèles numériques d'écoulement de l'eau souterraine. L'optimisation des pompages sous incertitude permet d'obtenir le débit de pompage maximal en fonction du risque de salinisation (à comparer à la demande en eau); cette approche permet aux gestionnaires de l'eau souterraine de choisir le scénario souhaité en fonction de leur degré de tolérance au risque. L'estimation des paramètres permet de réduire les incertitudes prédictives du modèle, ce qui influence directement les débits de pompage optimaux. La prise en compte de l'incertitude climatique augmente l'incertitude prédictive du modèle et réduit les débits de pompages optimaux pour les gestionnaires ayant une attitude conservatrice face au risque. Cette recherche était motivée par des problématiques concrètes de gestion de l'eau souterraine aux Iles de la Madeleine (Québec, Canada), et les méthodologies mises en place pourraient être utilisées pour appuyer la prise de décision des gestionnaires de l'eau souterraine dans d'autres milieux côtiers ou insulaires. / Numerical models enable the assessment of a groundwater system's response to various natural processes and human activities, and thus can be used to evaluate whether a management strategy could lead to adverse effects. Model predictions are not exact predictions of the behavior of natural systems, and the implementation of analyses such as parameter estimation, uncertainty quantification and management optimization under uncertainty are therefore critical to support groundwater management. However, they are rarely implemented in seawater intrusion numerical models, due to the prohibitive model simulation times of advective-dispersive solute transport models. The objective of this research was to provide a framework for the implementation of these decision-support analyses in real-world seawater intrusion models at regional scales. Highly-reproducible, scripted methodologies were developed for parameter estimation, uncertainty quantification and pumping optimization under uncertainty using computationally-efficient sharp-interface models, which do not explicitly simulate hydrodynamic dispersion. Both deterministic and stochastic, ensemble-based approaches were implemented, accounting for parameter and observation uncertainty as well as climate uncertainty. Methodologies were developed for the processing and uncertainty quantification of freshwater heads and freshwater-seawater interface elevations from different types of wells and geophysical data. A data worth analysis provided insights on future data collection strategies in coastal or island aquifers, and found that interface observations, particularly geophysical observations, were most useful to reduce model predictive uncertainties. A methodology was also developed to optimize pumping rates in a sharp-interface model of an island freshwater lens, using an analytical correction for dispersion to overcome the limitations of the sharp-interface model. All the methodologies developed used widely available groundwater flow software (MODFLOW-SWI2) and decision-support tools (PEST, PEST_HP, PEST++, PyEMU), and were entirely scripted using Python to facilitate their adoption by the wider groundwater modeling community. The results collectively demonstrate the benefits of implementing decision-support analyses in groundwater numerical models. Pumping optimization under uncertainty enabled the quantification of the optimal tradeoff between increasing pumping rates (to meet the water demand) and the risk of well salinization, which allows groundwater managers to select their preferred management scenario depending on the level of risk that they consider to be acceptable. Conducting history matching enabled a reduction of model predictive uncertainty, which directly impacted the maximum allowable pumping rates. Accounting for climate uncertainty led to increased model predictive uncertainty and a reduction of the maximum allowable pumping rates for managers with a risk-averse stance. This research was motivated by real-world groundwater management challenges in the Magdalen Islands (Québec, Canada), and the methodologies that were developed could be used to support decision-making in other coastal or island aquifers.

Depuis plusieurs décennies, le Canada tente de mettre en place des politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), dans le but de lutter contre les changements climatiques. Cet enjeu a gagné en importance pour les électeurs de telle manière que tous les partis, peu importe leur orientation politique, doivent maintenant l’aborder lors des campagnes électorales. Ce mémoire se penche sur les élections fédérales canadiennes de 2019 afin d’analyser la manière dont les partis politiques d’orientations idéologiques différentes ont cadré l’enjeu des changements climatiques. Il est indispensable de comprendre que l’enjeu des changements climatiques était un enjeu incontournable lors de ces élections. En ce sens, le Parti libéral, le Parti conservateur, le Parti vert, le Bloc Québécois et le Nouveau Parti démocratique ont dû converger vers cet enjeu et le cadrer afin de maximiser leurs gains (ou de minimiser leurs pertes). Afin d’analyser les cadres privilégiés par les partis politiques d'orientations idéologiques différentes pour discuter des changements climatiques au Canada, une analyse de contenu sera effectuée sur les programmes électoraux des principaux partis lors de l’élection fédérale de 2019 au Canada. Ce mémoire, principalement basé sur les concepts de convergence, de cadrage et d’idéologie politique a révélé que malgré la convergence générale des partis politiques à aborder l’enjeu des changements climatiques, des distinctions notables ont émergé. Effectivement, en fonction de leurs orientations idéologiques, les partis politiques ont adopté des approches distinctes pour aborder la question climatique. Ainsi, nos résultats ont démontré d’une part que l’enjeu des changements climatiques est véritablement devenu un enjeu majeur de la politique canadienne. D’autre part, ils ont mis en lumière le fait que tous les partis politiques ont tenté de répondre à ces défis causés par cet enjeu tout en respectant leurs orientations idéologiques. / For several decades, Canada has been trying to implement policies to reduce greenhouse gas (GHG) emissions, with the aim of combating climate change. This issue has gained in importance for voters to such an extent that all parties, regardless of their political orientation, must now address it during electoral campaigns. This master thesis looks at the 2019 Canadian federal elections in order to analyze the way in which political parties of different ideological orientations framed the issue of climate change. It is essential to understand that the issue of climate change was an unavoidable issue during these elections. In this sense, the Liberal Party, the Conservative Party, the Green Party, the Bloc Québécois and the New Democratic Party had to converge on this issue and frame it in order to maximize their gains (or minimize their losses). In order to analyze the frameworks favored by political parties of different ideological orientations to discuss climate change in Canada, a content analysis will be carried out on the electoral platforms of the main parties during the 2019 federal election in Canada. This thesis , mainly based on the concepts of convergence, framing and political ideology, revealed that despite the general convergence of political parties in addressing the issue of climate change, notable distinctions emerged. Indeed, depending on their ideological orientations, political parties have adopted distinct approaches to addressing the climate issue. Thus, our results demonstrated on the one hand that the issue of climate change has truly become a major issue in Canadian politics. On the other hand, they highlighted the fact that all political parties tried to respond to these challenges caused by this issue while respecting their ideological orientations.

Notre thèse porte sur l'encadrement juridique de la séquestration artificielle du CO2, dans le contexte de l'*Accord de Paris* visant à lutter contre le réchauffement de la planète. La séquestration artificielle est devenue une option sérieuse d'atténuation des changements climatiques pour des États. Elle connait également un intérêt grandissant des pays en développement sous l'impulsion des mécanismes de coopération et des obligations d'assistance financière et technologique dues à ces pays dans le régime international sur le climat. Cette thèse analyse l'adéquation au principe de précaution des cadres juridiques internationaux et des cadres juridiques de quelques juridictions (France, Allemagne, Alberta, Québec, Californie, Texas) y relatifs. Cette analyse est menée à partir de critères tirés du droit international. Nos recherches ont été structurées autour de l'hypothèse considérant que, du fait de la diversité des techniques auxquelles elle recourt, la séquestration artificielle comme moyen de lutter contre les changements climatiques peine à recevoir, au niveau international comme au niveau national, un encadrement juridique en adéquation avec le principe de précaution. Dans ce sens, nous avons analysé les normes pertinentes du régime international sur le climat et fait quelquefois incursions en droit de la biodiversité et en droit de la mer. Notre thèse a passé en revue les mécanismes d'autorisation administrative de la technologie au niveau des juridictions étudiées. Elle a abordé notamment la façon dont ces mécanismes tiennent compte des incertitudes, la gestion à long terme des risques et le confinement permanent du CO2. Nous avons, dans une optique de contribution à l'avancement du droit, identifié des points pertinents à améliorer aux niveaux international et national pour un encadrement juridique précautionneux de la séquestration artificielle. / Our thesis focuses on the legal framework of artificial CO2 sequestration in the context of the *Paris Agreement* aimed at combating global warming. Artificial sequestration has become a serious climate change mitigation option for states. It is also gaining interest from developing countries, driven by the cooperation mechanisms and financial and technological assis tance obligations owed to these countries in the international climate regime. This thesis analyses the adequacy of international legal frameworks and the legal frameworks of some jurisdictions (France, Germany, Alberta, Quebec, California, Texas) relating to the precautionary principle. This analysis is conducted using criteria drawn from international law. Our research was structured around the hypothesis that, due to the diversity of the techniques it uses, artificial sequestration as an option of combating climate change is struggling to receive, at both the international and national levels, a legal framework in line with the precautionary principle. In this sense, we have analysed the relevant norms of the international climate regime and made occasional forays into biodiversity law and the law of the sea. Our thesis reviewed the administrative licensing mechanisms related to the technology in the jurisdictions studied. In particular, we addressed how these mechanisms deal with uncertainties, long-term risk management and permanent CO2 containment. As a contribution to the advancement of the law, we have identified relevant areas for improvement at the international and national levels for a precautionary legal framework for artificial sequestration.

À l’intérieur d’un réseau trophique, les différents niveaux trophiques réagissent différemment aux changements de la température, car certains organismes sont plus sensibles que d’autres. Dû à l’interdépendance entre les différents niveaux, même le plus petit changement de la température peut déclencher des différences en cascade de la performance de toutes les composantes du réseau. Ceci peut mener à l’effondrement partiel ou total du système. Dans le cadre de mon projet, je me suis intéressée aux effets de la température et des changements climatiques sur la performance relative d’un réseau tritrophique (plante-herbivore-parasitoïde). Les objectifs généraux étaient de déterminer : a) Quel niveau trophique est le plus sensible à l’augmentation de la température? et b) Quels sont les effets des changements climatiques sur l’ensemble du réseau trophique? Afin de pouvoir évaluer l’effet de la température sur l’ensemble du réseau trophique, j’ai développé trois paramètres de la performance relative en utilisant la biomasse comme monnaie commune : la productivité nette générationnelle (NGP), le taux de performance relative d’un réseau bitrophique (φh/p), et le taux de performance relative d’un réseau tritrophique (φ3t). En général, mes résultats suggèrent que la fenêtre thermique de la performance relative de chaque niveau trophique est plus large à la basse du réseau (c.-à-dire pour la plante) et qu’elle est réduite d’environ 4 °C pour chaque niveau trophique subséquent. Aussi, les valeurs de φh/p suggèrent que les pucerons sont plus performants que la plante à basse température, mais ils sont incapables de se reproduire au-delà de 28 °C, ce qui donne un avantage aux plantes. Néanmoins, cet avantage ne peut être maintenu longtemps dû aux effets négatifs des températures élevées sur la biologie de la plante. Les valeurs de φ3t suggèrent que la performance du réseau tritrophique est gouvernée par des cascades trophiques du type « top-down », mais la variation inter et intraspécifique de la plante-hôte joue un rôle majeur dans la productivité relative du système. Les résultats des expériences de régime thermique simulé pour l’horizon 2050 suggèrent que : malgré une fenêtre thermique plus réduite, le parasitoïde a la performance relative la plus grande du système, dans les trois scénarios testés. Ceci suggère, possiblement, une plasticité thermique plus grande que prévue à ce niveau trophique. Néanmoins, en absence du parasitoïde, l’herbivore domine le système. La réponse de la performance relative du réseau tritrophique est la même dans trois scénarios testés, malgré une différence d’environ 4 °C entre eux. Par contre, l’exposition à long terme aux températures élevées a un effet négatif sur l’accumulation de la biomasse sur les trois composantes du réseau au niveau individuel et collectif. Ceci est la première étude à évaluer de façon empirique et exhaustive les effets de la température sur autant d’interactions plante-herbivore-parasitoïde, afin de déterminer la performance relative d’un système tritrophique de façon holistique. / Each trophic level of a food-web reacts differently to changes in temperature, because some species are more sensitive than others. Because of the interdependence between the different trophic levels, even the smallest change in temperature could trigger cascading effects throughout the food-web. This may cause a partial or total collapse of the system. As part of my project, I was interested in the effects of temperature and climate change over the relative performance of a tri-trophic food web system (plant-herbivore-parasitoid). The general objectives were to determine: a) which trophic level is more sensitive to an increase in temperature? and b) What are the effects of climate change on a food-web as a whole? In order to determine the effects of temperature on the whole food-web, I developed three parameters to measure the relative performance, by using biomass as common currency between the three trophic levels. The developed parameters are: net generational productivity (NGP), the bi-trophic food-web ratio (φh/p), and the tri-trophic food web ratio (φ3t). In general, my results suggest that the thermal window of the relative performance of each trophic level has a wider span at the base of the food-web (e.g. the plant) and it is reduced by about 4 °C for each subsequent trophic level. Also, the (φh/p) values obtained, suggest that the aphids have the highest performance at low temperatures, but they are incapable of reproducing beyond 28°C, which gives the plant a competitive advantage. Nonetheless, this advantage cannot be maintained for long, due to the negative effects of temperature on the biology of the plant. The φ3t values suggest that the performance of the food-web is influenced by trophic cascades in a « top-down » fashion; but both the inter- and intra-specific variation of the host plant plays a major role in the productivity of the system. The results of the experiments about climate change suggest that: in all three tested climate change scenarios, the parasitoid has the largest relative performance of the system in spite of having the smallest thermal window. This suggests a greater thermal plasticity than previously thought. Nonetheless, in the absence of parasitoids, the herbivore dominates the system. Although there was a 4 °C difference between the three climate change scenarios that were tested, the the performance of the tri-trophic food-web was not significantly affected. In comparison, under two 2050 climate change scenarios, the long-term exposure to high temperatures has a negative effect on the accumulation of biomass for the three components of the food web, both individually and collectively. This is the first study to evaluate empirically and exhaustively the effects of temperature over a great range of plant-herbivore-parasitoid interactions, in order to determine the relative performance of the system in a holistic way.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2004-2005 / Traditionnellement, les études portant sur les lacs sont basées sur des données obtenues à une fréquence mensuelle ou bimensuelle en assumant une certaine homogénéité des caractéristiques limnologiques dans le temps. Cependant, certaines études ont montré qu’à l’échelle de quelques jours, des changements importants peuvent survenir dans un lac. L’un des objectifs du mémoire était donc d’évaluer la dynamique à court terme d’un lac de dimension modeste avec une fréquence d’échantillonnage élevée (2 fois par semaine) combiné à des données obtenues en continu. À cette fin, le lac Saint-Augustin, un lac eutrophe de 0,5 km² et d’une profondeur moyenne de 3 m situé sur le territoire de la ville de Québec, a été sélectionné. Les résultats indiquent que les conditions météorologiques 24h à 48h précédant l’échantillonnage ont un grand impact sur la stabilité thermique de la colonne d’eau et que celle-ci, à son tour, provoque des effets sur plusieurs paramètres. Un deuxième volet du mémoire avait comme objectif de déterminer la cause de la floraison de cyanobactérie qui est survenue au cours de l’été 2002. Les floraisons de cyanobactéries sont un des symptômes les plus dramatiques de l’eutrophisation des lacs. Les résultats indiquent que les conditions météorologiques affectent en très peu de temps (24h) la stabilité thermique du lac et que la présence d’une séquence de conditions de mélange suivie d’une période de stratification a été vraisemblablement la cause de la floraison de l’été 2002, alors que l’absence de cette séquence à l’été 2003 a résulté en une absence de floraison. Cette étude souligne l’importance à accorder aux stratégies d’échantillonnage pour tenir compte de la dynamique à court terme et ainsi obtenir un portrait plus juste d’un lac. Elle montre aussi qu’avec le réchauffement climatique et l’augmentation de la fréquence de périodes de stratification dans les lacs qui lui est potentiellement associé, il est à anticiper que les épisodes de floraisons de cyanobactéries seront plus fréquents. Ceci est particulièrement vrai pour les lacs eutrophes, déjà prédisposés aux floraisons de cyanobactéries, ce qui plaide en faveur du contrôle de l’eutrophisation des lacs dès maintenant. / Traditionally lake studies use data obtained biweekly or monthly assuming a certain homogeneity of parameters in time. However several studies have showed that at daily scale major changes can occur. One of the main goal of this thesis was to evaluate short-term dynamics in a small lake with a high sampling frequency (twice a week) in combination with continuous data. Saint-Augustin lake, a eutrophic lake of 0,5 km2 and 3 m mean depth, has been chosen. Results show that the weather conditions 24h to 48h prior to the sampling date had great impact on the water column thermal stability that in turn affects several limnological parameters. A second aspect of the thesis was to understand the causes underlying the cyanobacterial blooms that occurred in summer 2002. Cyanobacterial blooms are one of the most striking symptoms of eutrophied lakes. Results show that weather conditions alter very quickly (24h) the thermal stability of the water column. It appears that mixing conditions immediately followed by thermal stratification are likely to be responsible for the summer 2002 blooms, and the absence of this chain of events in summer 2003 is linked with the absence of cyanobacterial bloom that year. This study stresses the importance in choosing the correct sampling strategies in order to take into account the short term dynamics and thus getting a better picture of the lake. It also shows that with global warming and enhancement of period of thermal stratification that is likely to follow, cyanobacterial blooms should be more frequent. This is particularly true for eutrophic lakes already sensitive to blooms. To limit the impact of global warming on lakes, a better control of eutrophication is needed.

La myriade d’approches de mesure de la résilience des ménages agricoles face aux aléas climatiques montre le manque de consensus des chercheurs tant au niveau de la définition du concept que dans les méthodes de mesure. Néanmoins deux tendances se dégagent dans les études empiriques à savoir i) la réduction du nombre de dimensions de la résilience à trois ou quatre au maximum, ii) l’utilisation de deux approches empiriques que sont les mesures objective et subjective de la résilience. Notre étude ayant pour but de mesurer la résilience des agriculteurs face à la sècheresse et aux inondations dans deux régions du Burkina Faso, ainsi que son impact sur deux indicateurs du bien-être, a adopté l’approche objective. La résilience est mesurée à travers les capacités d’anticipation d’adaptation et d’absorption. Dans un premier temps, la méthode d’équations structurelles a permis d’estimer les scores pour les trois dimensions / capacités de la résilience. Lesdits scores ont été utilisés pour construire un indice de résilience par la méthode d’analyse en composantes principales (ACP). Enfin, une régression logistique a été utilisée pour estimer l’impact de la résilience sur la sécurité alimentaire et le profil de pauvreté des ménages. Il ressort des résultats de l’étude qu’il existe des corrélations positives entre les capacités d’anticipation, d’adaptation et d’absorption et la résilience (la capacité d’anticipation ayant la plus faible contribution dans le renforcement de la résilience). Les régressions logistiques indiquent que l’amélioration de la résilience conduit à une amélioration considérable de la sécurité alimentaire et à une augmentation relativement faible du statut socioéconomique des ménages. / The myriad of approaches to measure resilience of agricultural households to climate hazards shows the lack of consensus among researchers in terms of both; the definition of the concept and the methods of measurement. Nevertheless, two trends emerge in the empirical studies namely i) reducing the number of dimensions of resilience to three or four at most, ii) using two empirical approaches that are objective and subjective measures of resilience. Our study aims to measure farmers' resilience (using objective approach) to drought and floods in two regions of Burkina Faso, as well as its impact on two indicators of well-being. Resilience is measured through adaptive anticipation and absorption capabilities. As a first step, the structural equation method allowed us to estimate the scores for the three dimensions / capacities of resilience. These scores were used to construct a resilience index by the Principal Component Analysis (PCA) method. Finally, a logistic regression was used to estimate the impact of resilience on food security and household poverty profile. The results of the study show that there are positive correlations between anticipatory, adaptive and absorptive capacities and resilience (anticipation capacity having the smallest contribution to building resilience). Logistic regressions indicate that improved resilience leads to a significant improvement in food security and a relatively small increase in household socio-economic status.

Titre. La relation entre les températures estivales et les admissions hospitalières pour psychoses au sein de la population québécoise adulte avec un diagnostic de schizophrénie : étude cas-croisé. Introduction. La schizophrénie a des impacts sévères sur la vie des personnes atteintes. L'association entre les températures estivales et les exacerbations de la maladie comme la psychose est controversée. Alors que le climat change plus vite dans les pays nordiques comme le Canada, aucune étude n'a encore été conduite pour étudier l'impact des températures estivales sur les admissions hospitalières pour psychoses. Objectifs. 1) À travers des analyses descriptives, brosser un portrait de la cohorte de personnes adultes diagnostiquées avec la schizophrénie ainsi que des hospitalisations pour psychose au Québec de 2001 à 2019 2) Au sein de la même cohorte, évaluer la relation entre la température ambiante et les admissions hospitalières pour psychoses durant les périodes estivales (1er mai au 30 septembre) de 2001 à 2019. 3) Déterminer l'influence de caractéristiques individuelles et écologiques dans cette relation. Méthodologie. La cohorte a été constituée à partir du Système intégré de surveillance des maladies chroniques du Québec (SISMACQ) de l'Institut national de santé publique du Québec (INSPQ). Le suivi s'est étendu des périodes estivales de 2001 à 2019. Les données médicales ont été tirées du SISMACQ et les données historiques météorologiques de la base données Daymet. Les analyses ont été divisées en quatre régions météorologiques appelées des classes. Au terme d'analyses descriptives préalables, les rapports de cotes et les intervalles de confiance à 95% illustrant l'association entre trois indicateurs de température (température moyenne journalière (TMJ), étendue de température journalière (ÉTJ) et changement de température entre des jours adjacents (CTJA)) et les admissions hospitalières pour psychoses ont été estimées dans une analyse cas-croisé à l'aide d'une régression logistique conditionnelle. La température a été projetée dans un distributed lag non-linear model afin de tenir compte d'un temps latence maximum de deux journées. Les analyses ont été ajustées pour l'humidité et stratifiées pour des variables individuelles (âge, sexe et multimorbidité) et écologiques (indice de défavorisation matérielle et exposition aux espaces verts). Une méta-régression a finalement été utilisée pour obtenir des résultats globaux pour la province. Résultats. Les analyses statistiques n'ont pas révélé d'association statistiquement significative entre les trois indicateurs de température et les admissions hospitalières pour psychose. Aucune influence des variables individuelles et écologiques n'a été trouvée lors de la stratification des résultats. Discussion. Les analyses statistiques n'ont pas permis d'établir de relation entre les températures élevées au Québec et une variation des admissions hospitalières pour psychose. Le manque de journées chaudes ainsi que la définition de cas utilisée pourraient avoir causé un manque de puissance statistique expliquant les résultats. L'accroissement des effets des changements climatiques pourraient permettre l'analyse de données futures afin de valider les conclusions de cette étude. / Title. The Relationship between Summer Temperatures and Hospital Admissions for Psychosis in Adult Quebecers diagnosed with Schizophrenia: A Case-Crossover Study Introduction. Schizophrenia has severe impacts on the life course of people diagnosed with it. Some studies have found hot temperatures to be associated with exacerbations of the disease, namely psychoses. As climate changes faster in Northern countries such as Canada, there is a need to conduct studies to assess the association between hot temperatures and hospitalisations for psychosis. Objectives. 1) Through descriptive analyses, draw a portrait of hospitalisations for psychosis in the Province of Quebec from 2001 to 2019 inside a cohort of adults diagnosed with schizophrenia. 2) Inside the same cohort, measure the relationship between ambient temperature and HAs for psychosis during the summer periods (May 1ˢᵗ to September 30ᵗʰ) from 2001 to 2019. 3) Determine the influence of individual and ecological characteristics on this relationship. Methods. A cohort of Quebecers aged ≥18 years diagnosed with schizophrenia (n= 30,649) was assembled using Quebec's Integrated Chronic Disease Surveillance System (QICDSS). The follow-up spanned from summers 2001 to 2019. For the study period, the medical data was extracted from the QICDSS and the meteorological data from the National Aeronautics and Space Administration's (NASA) Daymet database. The analyses were divided among four climate classes. After having conducted preliminary descriptive analyses, a distributed lag non-linear model (DLNM) using a conditional logistic regression was used for the case-crossover analysis of the relationship between indicators of temperature (daily mean temperatures (DMT), diurnal temperature range (DTR) and temperature change between neighboring days (TCN)) and HAs for psychosis, calculating odds ratios and 95% confidence intervals. The lag time was set to a maximum of two days. Then, the analyses were adjusted for humidity and stratified according to potential individual (age, sex and comorbidities) and ecological (material and social deprivation index and exposure to greenspace) factors. A meta-regression was conducted to obtain pooled associations for the province. Results. The statistical analyses did not reveal any significant association between the three temperature indicators and HAs for psychosis. No influence of individual nor ecological variables were found when stratifying the results. Discussion. The statistical analyses conducted did not reveal a statistically significant association between hot temperatures in the Province of Quebec and HAs for psychosis. Yet, it is possible that a lack of hot days and the case definition used could have led to a lack of power explaining the results. As the effects of climate change increase, future data could allow to further verify this project's conclusions.

La qualité des sources d'eau potable est progressivement affectée par des pressions naturelles et anthropiques. Pour réduire les effets de ces pressions sur la production d'eau potable, les municipalités doivent intensifier leurs efforts de surveillance spatiale et temporelle de la qualité des sources d'eau et améliorer le traitement de l'eau. Les températures des cours d'eau et les précipitations changent en raison des changements climatiques et de la variabilité des patrons météorologiques. Les pluies peuvent entraîner des changements rapides de la qualité de l'eau brute des usines de traitement d'eau (UTE) en raison du transport des contaminants qui résulte de l'écoulement des eaux de pluie dans les bassins versants. Pendant ces événements pluvieux, des paramètres cruciaux de la qualité de l'eau brute pour les opérations du traitement de l'eau, tels que la turbidité et la teneur en matière organique naturelle (MON), peuvent varier considérablement. Ces changements dans la qualité de l'eau brute nécessitent des modifications opérationnelles du traitement de l'eau, telles que des ajustements des doses de coagulants et de désinfectants pour maintenir la qualité de l'eau traitée. Le délai entre un évènement de pluie et la variation de la qualité de l'eau à l'entrée de l'UTE que cela induit, et les temps de réaction à ces évènements avec les approches traditionnelles, augmentent les risques de moins bonnes performances de traitement de l'eau. Le premier objectif de cette thèse est de développer des modèles pour prévoir les variations de la qualité de l'eau brute, particulièrement après des événements de pluie, en se basant sur des données hydrologiques et météorologiques. L'autre objectif est de développer des modèles pour prédire la qualité de l'eau traitée à l'UTE en fonction des conditions de traitement de l'eau et de la qualité de l'eau brute. La thèse comprend six chapitres qui présentent l'état de l'art sur le sujet, les méthodologies et les procédures proposées pour la modélisation, et la démarche utilisée pour le développement et l'application des modèles pour des cas réels en utilisant des données météorologiques, hydrologiques, et de la qualité de l'eau brute alimentant des UTE. Une revue critique de la littérature a permis d'identifier les lacunes concernant les connaissances en matière de modélisation et de prédiction de la qualité de l'eau brute à des fins de traitement de l'eau. Pour combler ces lacunes, une méthodologie a été proposée pour calculer les décalages temporels globaux entre le moment où une pluie se produit, le moment où le débit d'une rivière réagit, en tant que réponse hydrologique à la pluie, et le moment où les paramètres de qualité de l'eau se dégradent. Différents modèles d'apprentissage automatique simples et d'ensemble ont été développés pour modéliser et prédire des paramètres cruciaux de la qualité de l'eau brute, en utilisant des informations hydrologiques et météorologiques. Les modèles développés ont permis de tester avec succès la méthodologie d'estimation des temps de décalage entre les variables, ainsi que de faire des prédictions des variations de la turbidité et de la MON dans l'eau, en particulier après des événements pluvieux. Globalement, les changements de la qualité de l'eau brute se produisent une demi-journée après les pics de débit de rivière (déclenchés par les évènements pluvieux) pour la turbidité (particules fines) et entre 4 à 6 journées après ces pics, pour l'absorbance UV à 254 nm (MON). Avec ces délais estimés, des variables prédicteurs mieux corrélées avec les paramètres de qualité de l'eau brute (turbidité et UV254) ont été trouvées. Les modèles d'apprentissage automatique ont démontré des bonnes capacités pour prédire la qualité de l'eau brute avec un pas de temps horaire. Ces modèles ont permis de faire des prédictions de qualité de l'eau brute en n'utilisant que des variables hydrologiques et météorologiques. Cette méthodologie ainsi que ces prédictions pourraient faire partie de systèmes d'alerte précoce du genre « évènement de pluie - traitement de l'eau » pour améliorer la gestion de la qualité de l'eau potable dès le bassin-versant. Finalement, en utilisant les capacités prédictives des algorithmes d'apprentissage automatique simples et d'ensemble, des modèles de prédiction du pH de coagulation, de l'UV à l'eau filtrée et de l'abattement de l'UV ont été développés. Ces modèles pourraient permettre aux opérateurs d'évaluer virtuellement et rapidement les performances de différentes conditions d'opération. Ces outils de modélisation ouvrent ainsi la porte à une mise en œuvre future de modèles prédictifs de doses de coagulants, en utilisant des informations sur la qualité de l'eau brute et les objectifs de traitement de l'UTE. / The quality of drinking water sources is progressively affected by natural and anthropogenic pressures. To evaluate and reduce these pressures, increased efforts are required by municipalities for spatio-temporal monitoring and surveillance of water quality and water treatment operation. Trends in temperatures and precipitation patterns are changing as a result of climate change and the variability of meteorological characteristics. Rainfall leads to rapid changes in raw water quality due to rainfall-runoff processes in watersheds. During these events, key parameters of raw water quality for drinking water treatment, such as turbidity and natural organic matter (NOM), can vary considerably. These types of changes in raw water quality require modifications in water treatment operations, such as adjustments in coagulant and disinfectant dosages, to maintain the production of safe treated water. In addition, operators of drinking water treatment plants (DWTPs) have to deal with temporal delays between the occurrence of a rainfall event and the moment when raw water quality begins to change, as well as delays between the moment they become aware of such changes and the moment when corrective actions are implemented. The objective of this thesis is to develop models to predict variations in raw water quality during and after rainfall events and to predict water treatment performances, based on hydrological and meteorological data at watershed scale, and data from raw water quality, and operational parameters of the DWTP. The thesis consists of six chapters which present the state of the art on the subject, the methodologies and procedures proposed for modeling, and the approach for the development and application of models for real cases. A critical review of the literature allowed for the identification of gaps in the knowledge regarding modeling and prediction of raw water quality for treatment purposes. To fill these gaps, a methodology was proposed to calculate the overall lag times between the occurrence of rainfall, represented by rainfall time series, the moment when the river flow reacts as a hydrological response to rainfall, represented by river flow rate time series, and the moment when water quality parameters change. Several simple and ensemble machine learning models were developed to predict key parameters of raw water quality, using hydrological and meteorological information. The developed models allowed testing the lag time estimation methodology between variables especially after rainfall events. Globally, raw water quality changes are produced half-day after river flow peaks (triggered by rainfall events) for turbidity (representing particles) and between 4 to 6 days after, for UV absorbance at 254 nm (representing NOM). This methodology and these calculated time-lags allow to find best correlated predictor variables with raw water quality variables (turbidity and UV254). Machine learning models show optimal capabilities for predicting raw water quality variables with an hourly time step. Moreover, these models showed skills for predicting raw water quality variables using only hydrological and meteorological information. This methodology and the predictions could be a part of a special kind of early warning system (EWS) called, Weather Event - Water Treatment, to enhance drinking water management starting in the watershed. Finally, by using the predictive capabilities of simple and ensemble machine learning algorithms, prediction models for coagulation pH, UV in filtered water, and UV reduction have been developed. Modeling coagulation pH and treatment efficiency, like the NOM removal measured in filtered water, may enable operators of DWTP to virtually and quickly assess the performance of different operating conditions. This opens the opportunities for future implementation of predictive models for coagulant dosages, using information on raw water quality and treatment objectives of DWTP.

L'introduction sur le marché financier du premier dérivé climatique portant sur les degrés-jours en 1997 aux Etats-Unis, a donné lieu à un nombre important de travaux sur la valorisation des instruments climatiques et sur la modélisation de la température moyenne journalière. Cependant, aucune étude conjointe de l'ensemble des approches d'évaluation et des représentations de la température suggérées dans la littérature n'avait été menée jusqu'à présent sur le plan empirique. Nous nous sommes donc proposés dans la présente thèse de calculer les prix des contrats à terme et des options d'achat climatiques à partir des méthodes en l'absence d'arbitrage, actuarielle et fondée sur la consommation. Nous nous sommes particulièrement intéressés au calcul des prix des contrats sur les degrés-jours des villes de Chicago, de Cincinnati et de New York pour lesquelles nous avions constaté des transactions fréquentes sur le Chicago Mercantile Exchange. L'analyse conjointe des cours estimés des contrats à terme climatiques à partir des différentes méthodologies d'évaluation a montré que le calibrage des modèles d'évaluation était nécessaire pour obtenir des prévisions de prix proches des cotations et plus particulièrement de la réalisation réelle de l'indice des degrés-jours à l'échéance.