Les fluctuations radiales des tissus des tiges et des racines d'épinette noire ont été enregistrées entre août 2004 et octobre 2005 en utilisant des dendromètres à pointe automatiques pour déterminer si le retour des fonctions hydriques normales limite le début de la croissance cambiale secondaire. En divisant les fluctuations radiales des tissus en phases de contraction, d'expansion et d'accroissement, des cycles de déshydratation et réhydratation des tissus furent définis. L'amplitude et la durée de chaque phase et des cycles complets ont été mesurées. Les cycles furent classifies selon quatre critères : leur durée, le moment d'apparition de chacune de leurs phases dans la journée, leur origine théorique en fonction de la température et leur phase d'accroissement positive (augmentation du rayon) ou négative (diminution du rayon). Cette classification a permis de séparer les variations radiales annuelles des arbres en cinq périodes : 1) période de stabilité du rayon après la saison de croissance, 2) période de contraction hivernale des tissus sous l'influence des températures froides, 3) période de réhydratation où le rayon augmentait rapidement jusqu'à atteindre celui de l'automne précédent, 4) période de stabilité du rayon avant la croissance et 5) période de croissance. Les périodes 1 et 4 présentaient les mêmes types de cycles, en proportions semblables. Durant la période de réhydratation et la période de croissance, l'épaisseur radiale des tissus augmentait de façon distincte. Les conditions environnementales moyennes ont été calculées pour chaque phase de chaque cycle afin d'approfondir l'analyse de la période printanière précédant l'éveil cambial (périodes 3, 4 et 5). Les corrélations entre l'amplitude des trois phases du cycle et les variables environnementales ont été étudiées. L'humidité relative, la température de l'air et la radiation solaire, trois variables impliquées dans la transpiration des arbres, influençaient l'amplitude des fluctuations de façon croissante, de la période de réhydratation (période 3) à la période de croissance (période 5). L'effet des précipitations sur l'amplitude des phases de contraction et d'accroissement augmentait aussi de la période 3 à la période 5, à mesure que l'eau de la fonte des neiges était utilisée. La réhydratation printanière a duré 50 jours. Le retour des fluctuations radiales estivales normales précédait le moment de l'éveil cambial de plus de trois semaines. Sur le site, l'éveil cambial de l'épinette noire n'était pas limité par la réhydratation complète des tissus ni par le retour des fonctions hydriques normales, mais vraisemblablement par les températures de l'air comme en témoigne la présence des cycles inversés durant la période précédant la croissance (période 4).

L'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) (Epn) est l'espèce d'arbre dominante de la forêt boréale québécoise et forme de grands massifs de forêt dense au sein du domaine de la pessière à mousses. Un phénomène de régression naturelle lent et progressif de la pessière noire crée une fragmentation de cette immense forêt où sont ainsi parsemés des terrains dénudés et improductifs (Gagnon et Morin 2001) principalement appelés dénudés secs (DS) et brûlis mal régénérés. Près de 1 000 000 ha seraient dénudés au sein de la portion centrale de la pessière à mousses au Québec, dont 140 000 ha étaient accessibles à moins de 5 km du réseau routier existant dans la région 02 en 2002 (Plante 2003). Une première validation expérimentale (Hébert et al. 2006) supporte le potentiel de croissance ligneuse à court terme sur ces territoires, révélant du même coup un potentiel de séquestration accrue du carbone dans le cadre d'une stratégie de mitigation face aux changements climatiques. Les objectifs de cette étude consistaient à établir le potentiel théorique, au meilleur des connaissances actuelles, de la quantité de carbone nette pouvant être séquestrée par le boisement d'un hectare de DS, ainsi qu'à estimer les émissions de gaz à effet de serre (GES) engendrées par les opérations nécessaires à l'établissement d'une plantation. Le bilan net calculé dans cette étude représente la différence entre le scénario de référence, soit un DS atteignant moins de 30 m ha"1 à 120 ans, et le projet de boisement duquel les émissions des opérations ont été soustraites. La plantation d'Epn du projet de boisement atteint 175 m3 ha"1 à 70 ans, en fonction du rendement minimum des plantations d'Epn retrouvé dans les tables de rendement en vigueur au Québec en 2005 (MENF 2003). Le modèle CO2FIX version 3.1 (Schelhaas et al. 2004; Masera et al. 2003) a été utilisé pour modéliser la séquestration biologique du C, alors que l'approche de l'analyse de cycle de vie a été utilisée pour quantifier les émissions de GES. Les estimations obtenues révèlent un bilan net de 771C ha"1 70 ans après le boisement en épinettes noires d'un DS moyen, soit 1.11C ha"1 an"1 en moyenne. Le bilan devient positif 27 années après l'établissement de la plantation. En intégrant les incertitudes reliées au rendement des plantations sur ces territoires et aux perturbations naturelles, cette moyenne oscille entre 0.2 et 1.91C ha"1 an"1. Les émissions moyennes de GES occasionnées par les opérations de boisement d'un ha de DS sont de 1.3 t CO2 eq, soit moins de 0.5% du bilan C net moyen après 70 ans. En tenant compte de toutes les incertitudes soulevées dans cette étude, ces émissions peuvent représenter entre 0.1 et 4% du bilan C total du projet de boisement. Les émissions de GES des opérations n'influencent donc pas de manière significative les estimations de séquestration nette de cette étude. Cependant, beaucoup de recherches seront encore nécessaires pour diminuer la variabilité des résultats liée au C séquestré dans le projet de boisement. Effectivement, comme les plantations actuellement implantées en milieu DS sont relativement jeunes, plusieurs années seront encore nécessaires avant de pouvoir valider leur rendement moyen. De même, la possibilité que des catastrophes naturelles viennent minimiser la séquestration devra aussi être analysée plus en profondeur. L'évolution dans le temps d'un DS (scénario de référence) se doit aussi d'être mieux connue, ainsi que la valeur précise des paramètres utilisés dans la modélisation, puisque traditionnellement ces informations ont été laissées de côté lors des inventaires provinciaux. Enfin, des recommandations sont fournies pour diminuer le niveau des incertitudes soulevées et afin de maximiser le potentiel de séquestration du boisement des DS.

Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet de recherche collaboratif FOMOTEX (FOnctionnalisation de MOusses et TEXtiles innovants). Son objectif est le développement d’un procédé d’encapsulation de produits actifs lipophiles et notamment de retardateurs de flamme pour la fonctionnalisation de textiles. Pour permettre leur liage aux fibres textiles, leur préparation est basée sur la synthèse d’une double membrane dont la première a un rôle protecteur et dont la deuxième, thermofusible, permet la fixation sur le support lors de la mise en œuvre. Ce mémoire porte ainsi sur la sélection des matériaux utilisés pour préparer les particules, sur leur mise en œuvre et sur la compréhension des mécanismes de synthèse ainsi que sur la caractérisation des particules permettant l’optimisation des paramètres de synthèse. Une première partie de ce travail traite de l’utilisation de nanoparticules de silice pour la stabilisation prolongée de l’émulsion, dite de Pickering et la limitation des phénomènes d’exsudation de l’actif. Leur influence sur l’encapsulation par des procédés sol-gel est également étudiée. Une seconde partie concerne l’étude de l’influence des paramètres de formulation et de synthèse sur les caractéristiques de microparticules et l’optimisation de l’encapsulation par des procédés sol-gel. Enfin, dans une dernière partie, le concept de microcoencapsulation double membrane avec la membrane externe thermoliante aux fibres textiles a été validé. / This study was performed as a part of FOMOTEX collaborative research project (functionalization foams and Innovative textiles). The purpose is the development of an encapsulation process of lipophilic product as flame retardants for the functionalization of textiles. To allow the bonding to textile fibers, their preparation is based on the synthesis of a double wall particles, the first wall having a protective role and the second, melt, allowing the linkage on the textile support during processing . This thesis focuses on the selection of materials to prepare the particles, on their processing and on the understanding of the synthesis mechanisms of particle and on their characterization to enable the optimization of synthesis parameters. A first part deals with the use of silica nanoparticles to extend the stabilization of the emulsion, called Pickering emulsion, and to limit the exudation phenomena of the active substance. Their influence on the encapsulation by sol-gel processes is studied. A second part concerns the study of the influence of formulation and synthesis parameters on micropaticules characteristics and the optimization of the encapsulation by sol-gel processes. Finally, in a last part, the concept of double wall microcoencapsulation, the outer membrane allowing bonding to textile fibers, has been validated.

Dans ce travail on se propose d'étudier les structures hydrauliques et le systèmes d'approvisionnement en eau dans les provinces du Nord-Est de la Gaule, depuis la conquête romaine jusqu'au IVème siècle ap. J.-C. On a pris en compte trente et un sites comprenant les capita ciuitatum, les castra et les agglomérations secondaires. Pour mieux présenter la démarche utilisée, on a décidé de présenter dans le détail deux cas d'études : l'agglomération secondaire de Bliesbruck et la ville des Diuodurum/Metz, chef-lieu des Mediomatriques. L'étude des sites choisis a permis de mieux comprendre de quelle façon la gestion des ressources en eau fut organisée dans ces régions, à travers l'intégration des pratiques romaines et locales. Les résultats issus de la comparaison ente ces données et les sources juridiques ainsi qu'avec les normes qui réglementent la gestion des ressources en eau constituent un excellent indicateur pour comprendre les rapports sociaux et de voisinage en milieu urbain. / This work aims to present the study of hydraulic and water supply system in the North East Gaul, from the roman conquer to IV century A.C. This research includes 31 settlements: capita ciuitatum, castra and minor settlements. Particularly, the work presents the case of the minor settlement of Bliesbruck and Douodurum/Metz, caput ciuitatis of Mediomatrices. This study intend to show how water management is organised in this region, including roman and local traditions. Indeed, the study of roman low concerning water management, with the support of archaeological records, is a good clue to understand social networks and urban neighbourhoods.

Deux expériences furent menées en utilisant un mode de culture en lot : une première avec Scenedesmus quadricauda et une seconde avec Chlorella vulgaris S. guadricauda s'est avérée très tolérante au cuivre tandis que C. vulgaris y est relativement plus sensible. Cette dernière espèce provenait de la rivière Saguenay. Chez S. quadricauda, la concentration en cuivre du milieu de culture est corrélée significativement à la fréquence d'apparition des inclusions intravacuolaires ainsi qu'à leur nombre moyen par cellule, ce qui suggère leur implication dans la tolérance. Chez C. vulgaris nous observons au niveau ultrastructural, des bris membranaires et des altérations aux mitochondries. L'augmentation de la concentration en cuivre est suivie par une légère hausse dans la fréquence d'apparition des corps membranaires et des inclusions intravacuolaires de même que dans le nombre d'inclusions par cellule. Chez S. quadricauda, la formation d'inclusions semble donc jouer un rôle déterminant dans la tolérance, ce qui n'est pas le cas chez C. vulgaris. Une troisième expérience fut menée avec S. quadricauda en utilisant le mode de culture en continue et ce, sur une durée de 50 jours à une concentration en cuivre de 250 ug.l(1). Après 1,5 heure d'exposition, les effets ultrastructuraux sont évidents; le chloroplaste se rétracte et forme des lobas et les différentes structures cellulaires prennent un aspect très diffus. Les mêmes observations sont faites également après 3, 6, 12 et 24 heures d'exposition. Entre 3 et 15 jours nous observons une importante augmentation des réserves d'amidon et de lipide, des inclusions intravacuolaires, de même qu'un épaississement de la paroi. Après 22, 32 et 50 jours, les inclusions disparaissent, le cytoplasme est densément peuplé de ribosomes et le réticulum endoplasmique est évident chez la majorité des cellules. Ces observations suggèrent l'implication d'un second mécanisme de tolérance au cuivre qui, contrairement aux inclusions se manifesteraient après une exposition â long terme.

L'analyse des principaux HPA, provenant de sédiments de surface et de carottes prélevés dans le fjord du Saguenay, a été effectuée par chromatographie en phase gazeuse sur colonne capillaire. L'analyse qualitative de ces échantillons démontre que les HPA retrouvés sont principalement d'origine pyrolytique. Un HPA d'origine naturelle, le pérylène, est néanmoins présent dans tous les échantillons. La distribution des HPA dans l'axe amont-aval du fjord indique que la principale source d'émission se situe en amont du fjord. L'étude comparative de leurs concentrations indique que les sédiments de surface du fjord peuvent être considérés comme étant fortement contaminés. L'analyse des variations temporelles démontre que les émissions de HPA ont augmenté de façon très importante vers les années 1930. On constate cependant une diminution des concentrations au cours des dix dernières années dans l'ensemble du fjord, à l'exception de la Baie des Ha! Ha!. D'ailleurs, la comparaison des variations temporelles des concentrations entre une station située dans la Baie des Ha! Ha! et une autre située dans l'axe du fjord, face à l'embouchure de la baie, indique que la rivière Saguenay constitue une voie importante d'introduction des HPA dans le fjord. Le calcul du flux des HPA dans les sédiments du fjord du Saguenay corrobore les résultats obtenus à partir des variations temporelles des concentrations. Il permet également de constater qu'une grande proportion des HPA émis à l'intérieur du bassin hydrographique du Saguenay ne se retrouve pas dans les sédiments du fjord. A partir du comportement spatio-temporel des HPA dans les sédiments du fjord, il est démontré que la principale source d'émission de ces composés dans la région du Saguenay-Lac-St-Jean est constituée par les deux alumineries situées en amont du fjord du Saguenay.

En 1981, une étude des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des eaux superficielles de la rivière du Saguenay a montré que la communauté phytoplanctonique est dominée au cours de la saison par les diatomées Asterionella formosa Hass., Tabellaria fenestrata (Lyngb.) Kûtz., Melosira ambigua (Grun.) o. Millier et M. islandica o. Mûller. De plus, le Saguenay se caractérise par une absence de poussée phytoplanctonique printanière et par une production primaire extrêmement faible jusqu'à la mi-juillet. Des expériences parallèles ont été poursuivies au laboratoire avec des populations indigènes (chlorophycées ou diatomées) maintenues en chémostat pour étudier la toxicité du cuivre sous les formes ionique, complexée (à de l'acide humique) et adsorbée (à des fibres de cellulose provenant d'une papeterie régionale); les effets du cuivre sont précisés en considérant la composition spécifique, la biomasse et les taux d'assimilation de carbone des populations naturelles. Avec les chlorophycées, les taux de production primaire étaient plus fortement inhibés par le cuivre que les teneurs en chlorophylle Û, tandis qu'avec les diatomées, la densité cellulaire, la biomasse et les taux de production primaire sont tous fortement inhibés par le cuivre. Par ailleurs, la présence d'acide humique et de fibres de cellulose réduit sans équivoque l'action toxique du cuivre. Une telle observation s'avère importante pour 1'écophysiologie du phytoplancton de la rivière du Saguenay puisque les eaux de ce milieu côtier reçoivent à la fois de grandes quantités d'eaux usées riches en matière organique et particulaire provenant des papeteries régionales.

La plupart des travaux scientifiques suggèrent que l'hydroélectricité est l'énergie la plus propre en termes d'émissions de gaz à effet de serre. Cette hypothèse est confirmée dans la majorité des études effectuées en zone boréale. Les émissions attribuables au cycle de vie des projets sont en partie dues à la mise en place d'un réservoir, ce qui est considéré comme un changement d'affectation des terres contribuant à la perte de puits de carbone. Le but de cette étude est d'évaluer la perte de puits de carbone causée par la création du réservoir hydroélectrique de la centrale Eastmain-1 dans le secteur de la Baie-James, Québec, Canada et sa contribution à l'empreinte carbonique du kWh produit. Pour réaliser cette évaluation, la croissance des forêts et les perturbations par le feu ont été simulées sur 100 années avec l'aide du logiciel MBC-SCF3 qui est conforme aux guides de bonne pratique du GIEC sur le changement d'affectation des territoires forestiers. Les résultats obtenus suggèrent qu'il y aura une perte de puits de carbone de l'ordre de 300 000 ± 100 000 Mg, soit 4 ± 2 g d'éq. CO2 kWh-1. Un test de sensibilité sur les cycles de feu a aussi été réalisé et permet de conclure que le territoire couvert par cette étude peut être considéré comme un puits de carbone, mais seulement si, au bout de 100 ans, moins de 75 % du territoire est brûlé. Autrement le bilan carbone du territoire couvert dans ce projet serait négatif.

La caractérisation du système de joints est un élément très important lors de la réalisation de levés sur les aquifères fracturés, puisque la porosité secondaire contrôle l'écoulement des eaux souterraines. Il est également important d'analyser les types d'interactions entre les joints. Par exemple, les types de terminaison des joints ainsi que la prédominance de certaines familles de joints représentent des informations qui permettant de comprendre les événements tectoniques responsables de la génération des systèmes de joints dans l'aquifère. En outre, le champ de contrainte actuel est habituellement le paramètre le plus important dans le contrôle de l'ouverture des joints, laquelle joue un rôle majeur dans l'écoulement des eaux souterraines. L'objectif principal de ce travail est de caractériser un aquifère dans des roches cristallines fracturées avec une lithologie relativement homogène, en définissant un modèle hydrogéologique de la zone d'étude. Ce modèle a été construit à l'aide de levés structuraux à différentes échelles et des analyses de données hydrogéologiques. Cette étude a été réalisée sur le seuil de Kénogami, dans le graben du Saguenay, au Québec. Elle visait à répondre aux questions suivantes: (1) est-ce que le système de joints dans le socle rocheux est structuré, c'est à dire, est-il possible d'identifier des orientations préférentielles de joints et des domaines structuraux? (2) Les systèmes de joints peuventils être définis à différentes échelles, par exemples aux échelles régionale et locale? Si oui, y a-t-il des relations entre les systèmes observés à différentes échelles? (3) Est-il possible d'identifier des corrélations entre le(s) système(s) de joints et les champs de contraintes passés et actuel? (4) Y a-t-il une relation entre les propriétés hydrogéologiques obtenues à partir de forages et le(s) système(s) de joints? Le levé structural a comporté trois phases principales. Premièrement, une caractérisation à l'échelle régionale du système de joints a été effectuée à partir de l'interprétation de photos aériennes, de l'analyse des linéaments, et d'un levé général de terrain sur des sites sélectionnés. Ce dernier type de levé implique l'étude de la distribution spatiale des principales familles de joints, et l'étude des âges relatifs des familles de joints et des champs de contrainte passés, menée sur des affleurements horizontaux. Deuxièmement, un levé détaillé sur des coupes de routes sélectionnées a été réalisé afin d'identifier et caractériser les familles de joints qui composent la fracturation dans la zone d'étude. Enfin, la réalisation de diagraphies géophysiques dans des forages a fourni des informations sur les joints en profondeur, notamment les familles de joints subhorizontaux. Ces étapes ont permis de répondre à la problématique proposée au début de cette recherche. Ce projet a permis la caractérisation d'un aquifère dans des roches cristallines fracturées, selon les aspects suivants: les systèmes de joints à différentes échelles, les champs de contraintes passés, les propriétés hydrauliques et les relations possibles entre ces paramètres. La méthodologie adoptée pourra être appliquée à d'autres études sur les aquifères rocheux fracturés. Enfin, un modèle conceptuel a été développé pour l'aquifère fracturé dans le seuil de Kénogami, en utilisant l'approche du bloc unitaire. Ce modèle peut être extrapolé à l'échelle régionale et il reflète la prédominance des joints subverticaux dans la zone d'étude. Les autres contributions de ce travail comprennent la mise en place de procédures : (1) pour appliquer la correction de Terzaghi sur ordinateur sans utilisation de logiciels spécialisés, et (2) pour l'analyse de l'orientation de la composante horizontale principale des champs de contraintes passés sur les affleurements horizontaux. Aussi, ce travail a mis en valeur l'intérêt de la caractérisation d'un milieu fracturé avec l'approche du bloc unitaire, par une discussion de sa relation avec les propriétés hydrauliques, suivie de leur incorporation dans les modèles numériques.

La réintroduction du bar rayé dans l'estuaire du Saint-Laurent, suite à son extinction en 1966, soulève des questionnements et requiert l'acquisition de connaissances concernant la population. Entre autres, l'identification des habitats essentiels chez tous les stades de vie du bar rayé est une priorité. Cette étude vise à décrire les comportements migratoires des individus larvaires et juvéniles de bars rayés de l'estuaire du Saint-Laurent en utilisant la chimie des otolithes. Dans le but de cibler d'éventuels habitats essentiels, 118 bars rayés juvéniles (0+ et 1+ an) furent capturés dans le Saint-Laurent en 2011 et 2012. Les variations dans la composition chimique d'un tracé passant du coeur à la marge des otolithes furent analysées par spectrométrie de masse couplée à un plasma inductif avec ablation au laser (LA-ICP-MS). Les signaux élémentaires du noyau de l'otolithe ont aussi été analysés afin de définir une signature représentative de leur lieu de naissance. Trois comportements (contingents) migratoires récurrents (résident en eau douce, migrant oligohalin exploitant des eaux de 2 à 14 de salinité et migrant mésohalin exploitant des eaux de 11 à > 18 de salinité) furent identifiés par l'utilisation de l'analyse à fenêtre mobile (split-moving window). L'occupation des habitats d'eau douce par tous les contingents montre leur importance dans le développement des bars. Chez les deux cohortes, l'initiation de la migration s'est faite approximativement au milieu de la saison de croissance et, suivant l'atteinte des milieux oligohalins et mésohalins, les retours vers l'eau douce ont été peu fréquents. La classification des empreintes élémentaires du coeur de l'otolithe laisse croire qu'au moins deux sites de reproduction coexistent dans le Saint-Laurent. Un site situé en eau douce et l'autre ayant une signature élémentaire oligohaline. La spatialisation des comportements migratoires chez les juvéniles de bar rayé du Saint-Laurent cible les zones d'eau douce comme des habitats essentiels potentiels des jeunes bars rayés, en plus des zones oligohalines déjà identifiées (anse Sainte-Anne, La Pocatière). Cette étude augmente la compréhension de la dynamique de rétablissement et de colonisation de la nouvelle population de bar rayé. Le processus en cours dans le Saint-Laurent est un exemple probant de colonisation d'un milieu par une nouvelle espèce; il apporte une connaissance supplémentaire du point de vue écologique et évolutif. Les informations acquises soulignent aussi le haut niveau de plasticité du comportement migratoire du bar rayé, une contribution majeure à sa capacité de colonisation et d'adaptation à un nouvel environnement.