Nous proposons une représentation calibrée de l'inertie économique pour le modèle DICE. Les résultats suggèrent une action de réduction des gaz à effet de serre nettement plus forte et plus précoce. Ceci conduit à distinguer entre coût marginal d'abattement dynamique et statique et à s'interroger sur le niveau du signal-prix incitatif. L'incertitude est abordée d'abord sous l'aspect de "l'effet d'irréversibilité" pour lequel on introduit un formalisme qui permet de synthétiser la littérature existante et d'obtenir une nouvelle condition suffisante. Enfin, la théorie des capteurs permet d'aborder la question de la valeur marginale de l'information et d'obtenir pour le théorème de Radner et Stiglitz des conditions distinctes et simples sur les familles des structures d'information et sur l'utilité de l'agent.

La brume arctique est caractérisée par des concentrations élevées en acide sulfurique et provient du transport à grande échelle des polluants depuis les latitudes moyennes durant l'hiver et le printemps. Des observations révèlent une diminution de un à quatre ordres de grandeur de la concentration en noyaux de glaciation (NG) lors de ces épisodes de pollution. L'acide sulfurique a ainsi le potentiel de modifier la nucléation hétérogène de la glace dans l'atmosphère en diminuant la concentration de NG. Aussi les cristaux de glace sont moins nombreux mais plus gros. Cela favorise une précipitation accrue et augmente le flux d'eau vers la surface. Cette déshydratation de la basse troposphère, produit aussi un refroidissement de la masse d'air par une diminution de l'effet de serre. Selon Girard et al. (2005), cet effet radiatif indirect des aérosols (effet de la RDES) représente un forçage radiatif de -9 W/m² en hiver dans le Nord canadien. Bien que située plus au sud que l'Arctique canadien, la baie d'Hudson est une région qui s'apparente à l'Arctique durant l'hiver. Elle est notamment envahie par la brume arctique dans sa partie nord du fait des vents dominants provenant de l'Arctique. L'objectif du projet est de déterminer l'applicabilité probable de l'effet de la RDES dans le secteur de la baie d'Hudson. Pour ce faire, nous avons effectué un test de sensibilité avec le simulateur numérique NARCM 3D. Ce dernier permet de simuler l'impact de la pollution atmosphérique sur le climat régional des moyennes et hautes latitudes. Il inclut les émissions des aérosols et/ou de leurs gaz précurseurs, les transformations physico-chimiques, la nucléation, la condensation et la coagulation, les interactions des aérosols avec les nuages et la radiation, de même que les processus de dépôt. Deux ensembles de simulations ont été réalisés, soit une première avec une concentration naturelle d'aérosols et une seconde avec une concentration acide. Le scénario acide produit un forçage radiatif négatif dans l'infrarouge de 3,2 W/m² (refroidissement) dans le secteur de l'Île de Baffin et semble associé à l'effet de la RDES. À l'inverse des résultats anticipé, le secteur de la baie d'Hudson et du Nord du Québec subit un réchauffement moyen de près de 2,7 °C en surface durant le mois de janvier et une augmentation de 12,8 W/m² du bilan radiatif à la surface. Le réchauffement s'explique par un transport accru de la chaleur depuis les régions sud-canadiennes mais surtout par une augmentation du couvert nuageux. En effet, il y a une augmentation de l'activité cyclonique au-dessus du domaine d'intérêt. Cette dernière permet un transport accru du sulfate vers le Nord du Québec et une réduction de la charge d'aérosols atteignant l'Atlantique. L'effet de la RDES identifié dans le secteur de l'Ile de Baffin pourrait affecter la circulation des latitudes moyennes et expliquer l'anomalie de la circulation constaté au-dessus du domaine d'intérêt. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Arctique, Acide sulfurique, Aérosols, Noyaux de glaciation, Baie d'Hudson, Effet indirect de la rétroaction, Déshydratation, Effet de serre.

Le présent projet de recherche s'intègre dans une vaste étude pluridisciplinaire visant à quantifier les émissions nettes de GES suite à la mise en eau d'un réservoir hydroélectrique situé en milieu boréal. La formation du réservoir Eastmain a impliqué l'ennoiement d'un territoire de 623 km² composé de peuplements forestiers, de lacs et de tourbières. De manière plus précise, cette étude vise d'abord à quantifier les stocks de carbone des sols des cinq principaux types de formations végétales du territoire qui ont été classifiés à partir d'images SPOT. Le deuxième objectif est de déterminer les variables écologiques qui influencent la variabilité des stocks de carbone mesurés. Des expériences d'incubation in vitro ont permis de quantifier la proportion de carbone labile dans chacun des sites ainsi que la réactivité de ces stocks face à une augmentation de la température. Les résultats des différentes analyses montrent que les stocks de carbone varient significativement dans les cinq formations végétales. Les quantités de carbone les plus élevées sont associées aux peuplements de conifère à canopée fermée (CF) (12,2 kg C mˉ²) et de feuillus (FEUIL) (13,4 kg C mˉ²). Les peuplements de feux anciens (FA), feux récents (FR) et de conifère à canopée ouverte (CO) présentent des valeurs qui ne sont pas significativement différentes (4,2 à 8,5 kg C mˉ²) malgré une productivité variable (p > 0,05). Les résultats des analyses démontrent que les facteurs qui contribuent davantage à l'accumulation de carbone dans les sols sont principalement l'épaisseur de l'humus, la position du site par rapport à la pente et le dépôt. La classe de drainage et le type de végétation ont aussi une influence sur la variabilité des stocks de carbone. Au niveau de la qualité du carbone, les résultats des incubations présentent des similitudes entre les cinq types de forêts et ce, autant dans l'humus que dans l'horizon minéral (p > 0,05). La proportion de carbone labile est plus grande dans la couche organique. La qualité du carbone est plus élevée dans les sites FEUIL et CO et elle est plus faible dans les formations CF. Le potentiel de minéralisation du carbone à un même régime de température est plus élevé dans les peuplements FEUIL et CC. Ce potentiel est principalement déterminé par les stocks de carbone et non la qualité de ce dernier. En déterminant le taux de décomposition de la matière organique à l'aide de la température journalière moyenne du sol et du Q¹⁰, il a de plus été possible d'estimer la respiration hétérotrophe des sites pour la période du 8 mai au 4 octobre 2007. Les résultats indiquent que les sites de feuillus présentent le taux de respiration le plus élevé et qu'en considérant un renouvellement quotidien des apports de matière organique au sol (i.e litière et racines), cette formation a perdu plus de 2% des stocks de carbone suivie de la formation à canopée ouverte (1,58%). Les peuplements de feuillus ont donc les stocks les plus importants de carbone et un potentiel de minéralisation supérieur aux autres formations. Dans le contexte d'une perturbation de ces écosystèmes, ils seraient donc les plus susceptibles à émettre du CO₂. Cependant, en raison de leur faible représentativité sur le territoire à l'étude (<10%), les impacts seraient minimisés dans ce contexte-ci. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Carbone organique, Sols forestiers, Forêt boréale, Séquestration.

L'objet de ce travail est l'étude de la physique des transferts prenant place lors du séchage solaire d'un produit emballé par un film polymère particulier; celui- ci ne laisse passer que les molécules d'eau, par phénomènes de sorption désorption. L'approche proposée a pour but de fournir au lecteur suffisamment de connaissance de cette physique afin de pouvoir envisager le dimensionnement de tout système de séchage utilisant ce type d'emballage. La démarche employée, après une présentation des principes généraux des séchoirs solaires actuels, est expérimentale et de modélisation. Un modèle à l'échelle du procédé (produit emballé soumis à un rayonnement solaire) est établi, validé et amendé à l'aide d'un système expérimental conçu et réalisé à cet effet (cellule de mesure adaptée placée sous un simulateur solaire); il est ensuite utilisé sous une version simplifiée pour étudier une application choisie pour son utilité (produit étalé sur un support -sol ou réceptacle autre- sur lequel est apposé le film). Ce modèle prévisionnel est adapté au dimensionnement de systèmes utilisant ce type d'emballage, moyennant une estimation préalable des pertes d'énergie non liées à l'évaporation.

Thèse (D. en sciences de l'environnement)--Université du Québec à Montréal, 2005. / En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Comprend des réf. bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Longtemps ignorée, la pollution atmosphérique générée par l'activité de transport maritime fait l'objet depuis quelques années d'une attention accrue. Des politiques de réduction sont élaborées à différents niveaux pour réduire les polluants de l'air (oxyde de soufre, oxyde d'azote, particules) et les gaz à effet de serre (dioxyde de carbone). Règlementée par le droit international en référence à l'Annexe VI de la Convention MARPOL adoptée par les membres de l'Organisation Maritime Internationale, la pollution atmosphérique du transport maritime fait aussi l'objet de mesures spécifiques de la part de l'Union européenne. Notre travail vise à répondre à la problématique suivante : les politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de polluants de l'air des navires sont-elles de nature à modifier l'offre des services maritimes de lignes régulières ?Nous montrons en quoi les émissions de gaz à effet de serre et de polluants de l'air des navires constituent un « objet » de politique publique complexe et original, et comment l'action publique s'en saisit par une analyse des processus politiques qui ont façonné l'élaboration des différentes politiques. Nous démontrons alors que le format particulier des instruments de politique publique (régionalisation des règles, choix des moyens laissés aux compagnies pour atteindre les objectifs fixés, etc.), l'articulation des différentes politiques entre elles et leur évolution dans le temps rendent la prise en compte de ces politiques par les compagnies maritimes véritablement stratégique, au sens où elle dépasse la simple application des prescriptions traditionnelles normatives en matière de sécurité et d'environnement. Nous mettons ensuite en évidence les choix stratégiques possibles des armateurs, combinant des aspects techniques et organisationnels, et les conséquences de ces choix sur l'offre de services maritimes de lignes régulières, au travers de deux études de cas : la première portant sur le transport roulier transmanche et la seconde sur le transport conteneurisé international entre l'Europe et l'Asie. Nous soulignons ainsi les effets différenciés des politiques de réduction des émissions selon les marchés du cabotage et du long cours, mais aussi leurs points communs en matière d'évolution de l'offre de transport maritime. Il apparaît que les politiques de réduction des émissions du transport maritime favorisent certains changements de l'offre en conjonction avec d'autres facteurs plus qu'elles ne les amorcent réellement / Atmospheric emissions from shipping was for a long time ignored, but have begun to attract an increasing amount of interest in recent years, with policies elaborated at different levels to reduce air pollutants (sulfur oxides, nitrogen oxides, particulate matters) and greenhouse gases (carbon dioxide). Regulated by international law in reference to Annex VI of MARPOL Convention adopted by member states of the International Maritime Organisation (IMO), emissions from shipping are also subject to specific measures by the European Union. This thesis aims to answer the following question: can policies to reduce emissions of greenhouse gases and air pollutants from ships alter the supply of maritime liner services? We show how emissions of greenhouse gases and air pollutants from ships are a complex and unique public policy issue and analyse the policy-making processes that have shaped the development of the various policies. We demonstrate that the specific format of public policy instruments (regionalisation of rules, set objectives with choice of means left to companies, etc.), as well as the articulation of the various policies and their development over time make the consideration of these policies by shipowners truly strategic, in the sense that it goes beyond the traditional compliance with prescriptive security and environmental norms. We then highlight, through two case studies, the possible strategic choices faced by shipowners, both technical and organisational in nature, as well as the consequences of these choices on the supply of maritime liner services: the first case study looks at roro transport in the English Channel while the second examines international container shipping between Europe and Asia. We highlight not only the differing effects of emission reduction policies on short sea shipping and deep-sea shipping markets, but also what they have in common with respect to changes in shipping services. It appears that emission reduction policies favour certain changes in supply in conjunction with other factors but that they do not necessarily trigger such changes

Les gaz à effet de serre (GES) sont en partie responsables du changement climatique. L'humanité est donc confrontée à un choix : soit de réduire les émissions des gaz qui sont la cause du problème, ou bien de prendre de mesures pour permettre aux populations de surmonter les conséquences de ces changements. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la première solution sous la prémisse selon laquelle une grande partie de l'effet de serre provient des activités humaines. Plus précisément, nous proposons quelques essais sur la modélisation des déterminants des investissements ayant pour objet la réduction des GES, en particulier des investissements dans l'amélioration de l'efficacité énergétique, et des investissements dans la substitution de ressources (fossiles) non-renouvelables par des ressources renouvelables. Tout d'abord nous essayons et expliquons la lente diffusion de certains investissements dans l'efficacité énergétique dans un cadre d'équilibre général. Ensuite, nous étudions les déterminants de la substitution des ressources non-renouvelables par des ressources renouvelables lorsque celles-ci sont des substituts parfaits. Enfin, nous tenons compte de la nécessité permanente de ressources sales, même si des technologies plus propres sont disponibles. Toutes ces questions sont basées sur des modèles qui ne peuvent être entièrement résolus analytiquement. Par conséquent, nous proposons dans cette thèse une méthodologie basée sur les propriétés des polynômes de Chebyshev pour calculer les solutions. / Greenhouse gases (GHG) are responsible for some climate change. Humanity faces a choice: either reducing the emissions of these gases or adapt to climate change. In this dissertation we focus on the first solution under the premise that a large part of the greenhouse effect comes from human activities. More precisely, we propose some essays on modeling the determinants of investing in reducing GHG through improving energy efficiency and substituting non-renewable resources (fossil fuels) by renewable resources. We first try and explain the slow diffusion of some energy efficient investments in a general equilibrium framework. We then study the determinants of switching from non-renewable resources to renewable resources when these are perfect substitutes. Finally, we account for the need of dirty resources even if cleaner technologies are available. All these issues are based on models that cannot be fully solved analytically, therefore we also propose in this dissertation a methodology based on the properties of Chebyshev polynomials to compute the solutions.

Ce travail présente une nouvelle méthode de télédétection à distance de la concentration d’un gaz trace dans l’atmosphère basée sur le couplage de la méthode spectroscopique de corrélation optique (Optical Correlation Spectroscopy, OCS) et la technologie de télédétection lidar dans lequel une source laser de large étendue spectrale est considérée. Les premiers travaux furent consacrés au développement d’un nouveau formalisme pour estimer la concentration d’un gaz trace dans l’atmosphère à partir des signaux OCS-lidar. Pour évaluer les performances d’une telle méthode, un modèle numérique simulant des signaux OCS-lidar pour la mesure de la concentration de méthane et de vapeur d’eau a été réalisé. L’influence de la pression et la température sur les propriétés spectroscopiques de ces gaz sur les mesures de concentration a également été étudiée. En plus de ce travail théorique, la première démonstration expérimentale de l’OCS-lidar est présentée en utilisant un lidar basé sur une source laser femtoseconde. Les mesures OCS-lidar ont été réalisées au moyen d’un nouveau système expérimental entièrement élaboré et construit pendant cette thèse. Pour réaliser les mesures consacrées à la teneur en vapeur d’eau de l’atmosphère, la bande d’absorption de la molécule de H2O 4ν à 720 nm a été utilisée. Ainsi les résultats obtenus ont montré le potentiel de la méthode OCS5 lidar pour mesurer la concentration de vapeur d’eau. Par la suite, le développement de la méthodologie OCS-lidar dédiée à la mesure du méthane est présenté. La bande d’absorption 2ν3 à 1,66 μm est exploitée et les premières mesures des signaux lidar sont exposées. Ce travail se termine par la présentation des possibles perspectives d’évolution / In this thesis, a new active remote sensing methodology is proposed to evaluate the content of atmospheric trace gases. The new methodology is based on laser spectroscopy and consists in coupling a spectrally broadband lidar with optical correlation spectroscopy (OCS-lidar). As a first step, a new formalism has been developed to remotely evaluate the target gas concentration from the OCS-lidar signals. To evaluate the performance of this new methodology, a numerical model simulating OSC-lidar signals for methane and water vapor measurement has been developed. Moreover, the influence of the absorption spectroscopic line parameters, such as atmospheric pressure and temperature, on the retrieved gas mixing ratio has been assessed within the OCS-lidar methodology. In addition to this theoretical work, the first experimental demonstration of the OCS-lidar methodology has been performed using a femtosecond lidar system. The latter has been entirely designed, developed and implemented in the framework of this thesis. Results show the ability of the OCS-lidar methodology to monitor the water vapor using the 4ν 720 nm absorption band. Moreover, two different experimental configurations have been proposed, depending on whether the amplitude modulation is operated on the laser pulse or on the backscattered light, i.e. at the emission, with an active amplitude modulator or at the reception, with passive optical filters. The advances in developing the corresponding infrared OCS-lidar system for methane mixing ratios measurements are described and possible outlooks are given

Longtemps ignorée, la pollution atmosphérique générée par l'activité de transport maritime fait l'objet depuis quelques années d'une attention accrue. Des politiques de réduction sont élaborées à différents niveaux pour réduire les polluants de l'air (oxyde de soufre, oxyde d'azote, particules) et les gaz à effet de serre (dioxyde de carbone). Règlementée par le droit international en référence à l'Annexe VI de la Convention MARPOL adoptée par les membres de l'Organisation Maritime Internationale, la pollution atmosphérique du transport maritime fait aussi l'objet de mesures spécifiques de la part de l'Union européenne. Notre travail vise à répondre à la problématique suivante : les politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de polluants de l'air des navires sont-elles de nature à modifier l'offre des services maritimes de lignes régulières ?Nous montrons en quoi les émissions de gaz à effet de serre et de polluants de l'air des navires constituent un « objet » de politique publique complexe et original, et comment l'action publique s'en saisit par une analyse des processus politiques qui ont façonné l'élaboration des différentes politiques. Nous démontrons alors que le format particulier des instruments de politique publique (régionalisation des règles, choix des moyens laissés aux compagnies pour atteindre les objectifs fixés, etc.), l'articulation des différentes politiques entre elles et leur évolution dans le temps rendent la prise en compte de ces politiques par les compagnies maritimes véritablement stratégique, au sens où elle dépasse la simple application des prescriptions traditionnelles normatives en matière de sécurité et d'environnement. Nous mettons ensuite en évidence les choix stratégiques possibles des armateurs, combinant des aspects techniques et organisationnels, et les conséquences de ces choix sur l'offre de services maritimes de lignes régulières, au travers de deux études de cas : la première portant sur le transport roulier transmanche et la seconde sur le transport conteneurisé international entre l'Europe et l'Asie. Nous soulignons ainsi les effets différenciés des politiques de réduction des émissions selon les marchés du cabotage et du long cours, mais aussi leurs points communs en matière d'évolution de l'offre de transport maritime. Il apparaît que les politiques de réduction des émissions du transport maritime favorisent certains changements de l'offre en conjonction avec d'autres facteurs plus qu'elles ne les amorcent réellement / Atmospheric emissions from shipping was for a long time ignored, but have begun to attract an increasing amount of interest in recent years, with policies elaborated at different levels to reduce air pollutants (sulfur oxides, nitrogen oxides, particulate matters) and greenhouse gases (carbon dioxide). Regulated by international law in reference to Annex VI of MARPOL Convention adopted by member states of the International Maritime Organisation (IMO), emissions from shipping are also subject to specific measures by the European Union. This thesis aims to answer the following question: can policies to reduce emissions of greenhouse gases and air pollutants from ships alter the supply of maritime liner services? We show how emissions of greenhouse gases and air pollutants from ships are a complex and unique public policy issue and analyse the policy-making processes that have shaped the development of the various policies. We demonstrate that the specific format of public policy instruments (regionalisation of rules, set objectives with choice of means left to companies, etc.), as well as the articulation of the various policies and their development over time make the consideration of these policies by shipowners truly strategic, in the sense that it goes beyond the traditional compliance with prescriptive security and environmental norms. We then highlight, through two case studies, the possible strategic choices faced by shipowners, both technical and organisational in nature, as well as the consequences of these choices on the supply of maritime liner services: the first case study looks at roro transport in the English Channel while the second examines international container shipping between Europe and Asia. We highlight not only the differing effects of emission reduction policies on short sea shipping and deep-sea shipping markets, but also what they have in common with respect to changes in shipping services. It appears that emission reduction policies favour certain changes in supply in conjunction with other factors but that they do not necessarily trigger such changes

Les forages polaires profonds contiennent des enregistrements des conditions climatiques du passé et de l'air piégé qui témoignent des compositions atmosphériques du passé, notamment des gaz à effet de serre. Cette archive nous permet de décrypter le rôle des gaz à effet de serre dans les variations climatiques pendant huit cycles glaciaire-interglaciaires, soit l'équivalent de plus de 800 000 ans. Les carottes de glace, comme toute archive paléoclimatique, sont caractérisées par des incertitudes liées aux processus qui traduisent les variables climatiques en proxy, ainsi que par des incertitudes dues aux chronologies de la glace et des bulles d'air piégées. Nous développons un cadre méthodologique, basé sur la modélisation inverse dite Bayesienne et l'évaluation de fonctions complexes de densité de probabilité, pour traiter les incertitudes liées aux enregistrements paléoclimatiques des carottes de glace de manière précise. Nous proposons deux études dans ce cadre. Pour la première étude, nous identifions les probabilités de localisation des points de changement de pente de l'enregistrement du CO2 dans la carotte de WAIS Divide et d'un stack d'enregistrements de paléotempérature a partir de cinq carottes Antarctiques avec des fonctions linéaires par morceaux. Nous identifions aussi les probabilités pour chaque enregistrement individuel de température. Cela nous permet d'examiner les changements de pente à l'échelle millénaire dans chacune des séries, et de calculer les déphasages entre les changements cohérents. Nous trouvons que le déphasage entre la température en Antarctique et le CO2 à probablement varié (en restant inferieur, generalement, à 500 ans) lors de la déglaciation. L'âge des changements de temperature varie probablement entre les sites de carottage aussi. Ce résultat indique que les mécanismes qui reliaient la température en Antarctique et le CO2 lors de la déglaciation pouvaient être differents temporellement et spatialement. Dans la deuxième étude nous développons une méthode Bayesienne pour la synchronisation des carottes de glace dans le modèle inverse chronologique IceChrono. Nos simulations indiquent que cette méthode est capable de synchroniser des séries de CH4 avec précision, tout en prenant en compte des observations chronologiques externes et de l'information à priori sur les caractéristiques glaciologiques aux sites de forage. La méthode est continue et objective, apportant de la précision à la synchronisation des carottes de glace. / Deep polar ice cores contain records of both past climate and trapped air that reflects past atmospheric compositions, notably of greenhouse gases. This record allows us to investigate the role of greenhouse gases in climate variations over eight glacial-interglacial cycles. The ice core record, like all paleoclimate records, contains uncertainties associated both with the relationships between proxies and climate variables, and with the chronologies of the records contained in the ice and trapped air bubbles. In this thesis, we develop a framework, based on Bayesian inverse modeling and the evaluation of complex probability densities, to accurately treat uncertainty in the ice core paleoclimate record. Using this framework, we develop two studies, the first about Antarctic Temperature and CO2 during the last deglaciation, and the second developing a Bayesian synchronization method for ice cores. In the first study, we use inverse modeling to identify the probabilities of piecewise linear fits to CO2 and a stack of Antarctic Temperature records from five ice cores, along with the individual temperature records from each core, over the last deglacial warming, known as Termination 1. Using the nodes, or change points in the piecewise linear fits accepted during the stochastic sampling of the posterior probability density, we discuss the timings of millenial-scale changes in trend in the series, and calculate the phasings between coherent changes. We find that the phasing between Antarctic Temperature and CO2 likely varied, though the response times remain within a range of ~500 years from synchrony, both between events during the deglaciation and accross the individual ice core records. This result indicates both regional-scale complexity and modulations or variations in the mechanisms linking Antarctic temperature and CO2 accross the deglaciation. In the second study, we develop a Bayesian method to synchronize ice cores using corresponding time series in the IceChrono inverse chronological model. Tests show that this method is able to accurately synchronize CH4 series, and is capable of including external chronological observations and prior information about the glaciological characteristics at the coring site. The method is continuous and objective, bringing a new degree of accuracy and precision to the use of synchronization in ice core chronologies.