Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / Les espèces herbacées de sous-bois sont peu étudiées dans le contexte des changements climatiques. L’expérience B4WARMED, une simulation de réchauffement climatique en forêt de l’University of Minnesota, offrait l’opportunité d’étudier la réponse du Maianthemum canadense et de l’Eurybia macrophylla en interaction avec les autres composantes de leur écosystème. Les effets sur leur croissance, leur reproduction, leur phénologie et leurs taux de photosynthèse et de respiration ont été évalués, ainsi que les effets sur la disponibilité de la lumière, de l’eau et des nutriments. En général, ces deux espèces ont été modestement affectées par les traitements réchauffement. Leur émergence hâtive au printemps augmente leur effort reproducteur alors que la diminution du contenu en eau du sol semble avoir des effets négatifs à long terme. Le futur de ces espèces sous un scénario de réchauffement dépend donc, entre autres, de la réponse phénologique des strates supérieures et des changements au niveau des régimes de précipitations. / The understory herbaceous species are little studied in the context of climate change. The B4WARMED experiment, a forest warming facility of the University of Minnesota, provided the opportunity to study the response of Maianthemum canadense and Eurybia macrophylla in interaction with other components of their ecosystem. Effects on their growth, reproduction, phenology, photosynthesis and respiration rates were evaluated, along with the effects on the availability of light, water and nutrients. Overall, these two species were modestly affected by the experimental global warming treatments. However, their emergence in early spring promoted their reproductive output while reduced water content of the soil seemed to have negative effects in the longer term. The future of these species under a warming scenario depends, among other things, on the response of the upper strata in terms of phenology and on the changes in precipitation patterns.

De nos jours, les industriels utilisent de faibles rapports eau/ciment (compris entre 0,3 et 0,4) et des ciments fins en vue d'augmenter les résistances à court terme. Afin que ces matériaux soient suffisamment maniables pour leur mise en place, divers adjuvants chimiques sont utilisés. Bien que ces bétons soient généralement plus durables lorsqu'ils sont exposés aux intempéries, certaines études semblent indiquer qu'ils sont également plus susceptibles de se fissurer lors des premiers jours de l'hydratation. L'étude de cette maîtrise porte sur l'effet de la température (20ʻC, 30ʻC et 38ʻC), du rapport E/C (0,3 et 0,4) et de la minéralogie du ciment (teneurs en C3A de 3%, 9% et 11%) sur le développement de la microstructure des mortiers de ciment avec superplastifiant au jeune âge. Des mesures de temps de prise, de suivi d'hydratation et des retraits chimiques et externes ont permis de suivre l'évolution de la microstructure, du moment où l'eau et le ciment entrent en contact, jusqu'à 7 jours. L'analyse de ces essais a alors permis de montrer qu'une structuration ± douce ¿ endommage moins le matériaux. Après avoir présenté la mise en contexte et la problématique, une revue de la documentation scientifique est proposée. Cette partie permet de comprendre comment le matériau se met en place et quels sont les outils existants afin de pouvoir suivre le développement de sa microstructuration. Une section est ensuite réservée au détail de l'expérimentation mise en place durant la maîtrise, des différents types d'essais utilisés ainsi que des correctifs apportés pour l'étude de nos matériaux. Enfin, une analyse des résultats est présentée. Les résultats de chacun des essais sont étudiés indépendamment les uns des autres mais une dernière section est réservée à la mise en relation des différents résultats obtenus.

Aeromonas salmonicida, une bactérie pathogène du poisson, possède le système de sécrétion type trois (TTSS) essentiel à sa virulence. Il a été montré qu'une culture à 25°C de ces bactéries cause la perte du plasmide pAsa5 portant le TTSS engendrant ainsi une perte de virulence. Ce projet avait pour but de tester systématiquement l'effet de la chaleur sur certains facteurs de virulence. La thermolabilité du pAsa5 a été vérifiée par PCR pour des souches cultivées à 25°C. Leur virulence a été comparée à leur souche parentale avec l'amibe Dictyostelium discoideum. Les résultats ont montré que la perte de virulence est associée au réarrangement de pAsa5 qui s'est montré variable entre les souches et pour une même souche après différents traitements thermiques. Ce projet propose une nouvelle vision sur la thermolabilité du pAsa5. L'identification de l'origine du réarrangement permettra de contrer la virulence d'A. salmonicida lors de futurs projets.

La laitue étant une plante dite ±annuelle de jours longs¿, la floraison est normalement induite durant l'été. Grâce aux nouvelles variétés de laitue plus résistantes à la montaison, ce problème est moins important aujourd'hui que dans le passé. Toutefois, durant l'été très chaud de 2005, on a observé de nombreux champs de laitues dont les coeurs étaient très longs, avant même que la plante ait atteint un poids souhaitable pour le marché. Dans cette étude, nous avons 1) quantifié les effets de la photopériode et de la température nocturne sur la croissance des transplants en serre, 2) déterminé les conditions de photopériode et de température favorables à la croissance végétative de la laitue de type Iceberg et Romaine au champ et 3) développé une méthode de culture de transplants en serre permettant d'inhiber la montaison au champ. Cette étude montre que la longueur de la tige ainsi que l'indice de résistance à la montaison des laitues Romaine et Iceberg à la récolte est significativement réduite par les courtes photopériodes durant la phase transplant. De plus, une température nocturne élevée (22°C) pendant le stade transplant diminue l'indice de résistance à la montaison des laitues Romaine à la récolte

Certains catalyseurs (AICh, HF, H2S04, etc.) utilisés abondamment dans l' industrie sont généralement corrosifs et toxiques. D' autres, telles "que les zéolithes et les résines polymériques, n'ont pas ces inconvénients et permettent en plus de profiter des avantages de la catalyse hétérogène. Cependant, la faible ouverture de pores des zéolithes ± 1.3 nm) est un réel désavantage, susceptible de causer des limitations diffusionnelles et même l' obstruction de leurs pores, se traduisant par une faible activité catalytique et souvent une désactivation. Les applications des résines polymériques acides sulfoniques telles que les Amberlyst ou les Nafion sont limitées à cause de leur faible surface spécifique et surtout leur faible stabilité thermique (120°C par exemple pour l'Amberlyst- 15).Au début des années 90, le groupe de recherche de Mobil [Kresge et al., 1992] a synthétisé la première série de matériaux mésoporeux (M41 S). Deux autres grandes familles de matériaux mésoporeux (non siliciques et hybrides) ont vu le jour quelques années plus tard. Comme leurs homologues purement siliciques, les matériaux mésostructurés hybrides présentent une surface spécifique élevée ainsi qu'un grand diamètre de pores, facilitant la diffusion de grosses molécules et l'accès aux sites actifs. Les matériaux mésostructurés hybrides sulfoniques ont une stabilité thermique bien supérieure à celle des résines polymériques commerciales. Ce projet de recherche portait sur l'étude de la stabilité thermique et des propriétés catalytiques des matériaux mésostructurés hybrides. Les résultats montrent que sous atmosphère inerte, les groupements arènes sulfoniques de la paroi et les groupements éthanes pontants du réseau commencent à se dégrader à 490°C contre 330°C sous air. De plus, l'extraction du P 123 par solvant n' étant pas totale, il serait intéressant de l'éliminer par traitement thermique sous flux d' inerte à une température d'environ 400°C. En ce qui concerne les " propriétés catalytiques des hybrides, il a été démontré que les propriétés hydrophobes de ces derniers sont un réel atout dans le cas de réactions qui génèrent de l'eau. La force acide est également un facteur souvent prédominant dans l' activité catalytique, tout comme la taille de pores. Les matériaux mésostructurés hybrides ont montré que leurs performances catalytiques étaient supérieures à celle obtenues avec les deux matériaux commerCIaux de référence (zéolithe HYet Amberlyst-15).

Cette étude avait pour objectif d'évaluer l'impact de l'environnement d'élevage durant la période hivernale sur les performances de croissance et la qualité de la viande des agneaux lourds. Soixante-quatre agneaux de race Dorset (32 mâles et 32 femelles) ont été élevés dans deux environnements d'élevage (bergerie tempérée 10,9 °C ± 0,70 ou bergerie froide -2,0 °C ±5,16) jusqu'à un poids d'abattage de 41-45 kg pour les femelles et 46-50 kg pour les mâles. Aucun impact négatif de l'élevage sous l'environnement froid n'a été observé au niveau de la croissance ni de la qualité de carcasse. Au niveau musculaire, l'élevage sous l'environnement froid a influencé la proportion des fibres composant le longissimus dorsi en faveur des fibres oxydo-glycolytique. Finalement, l'environnement d'élevage n'a eu qu'un faible impact sur la qualité de la viande, l'environnement froid favorisant la jutosité perçue par les dégustateurs.

L’objectif principal de cette étude était d’identifier les déterminants génétiques causant une différenciation phénotypique entre les levures Saccharomyces cerevisiae et Saccharomyces paradoxus. Ces espèces peuvent s’hybrider malgré des différences écologiques importantes, dont la capacité de croître à haute température. S. cerevisiae et l’hybride sont capables de croître à 37 °C tandis que S. paradoxus ne peut pas. L’approche qui a été utilisée est un test de complémentation. D’abord, les chromosomes de S. cerevisiae ont été enlevés un à un du génome de l’hybride, puis les gènes afin d’augmenter la résolution de l’approche. Ainsi, les chromosomes et les gènes de S. paradoxus qui ne peuvent pas complémenter ceux de S. cerevisiae, empêchant l’hybride de croître à 37 °C, ont pu être identifiés. Les résultats indiquent que la différence entre les taux de croissance de S. cerevisiae et S. paradoxus est causée par de multiples locus ayant des effets mineurs sur le phénotype.

L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse étaient de fournir de l’information concernant les impacts du stress de chaleur dans les troupeaux laitiers québécois. Le programme de recherche présenté a été conçu en prenant en considération le climat de la province et l’unicité du contexte de production canadien. La relation entre les conditions climatiques mesurées dans six étables laitières québécoises et celles mesurées à des stations météorologiques a d’abord été investiguée. L’objectif était de vérifier si les données collectées aux stations météorologiques pouvaient servir de substitut aux données des étables afin de juger adéquatement du niveau de stress de chaleur des animaux. Les résultats ont démontré que la température ambiante mesurée à l’intérieur des étables était significativement (P < 0,001) plus élevée que celle mesurée aux stations météorologiques alors que le contraire a été observé pour l’humidité relative. Ultimement, cela s’est traduit par un indice de température-humidité (ITH) significativement moins élevé de 4,6 unités dans l’Est du Québec et de 3,7 unités dans le Sud-Ouest du Québec lorsque les données des stations météorologiques sont utilisées au lieu des données des étables dans les calculs d’ITH. Finalement, l’adaptation du calcul d’ITH en substituant les conditions moyennes des stations météorologiques par la température maximale et l’humidité relative minimale a permis une meilleure représentation des conditions de l’étable. Néanmoins, une différence significative (P < 0,05) a été mesurée entre l’ITH modifié et l’ITH de l’étable. À la lumière de ces résultats, il est recommandé d’adapter les seuils d’ITH associés aux impacts négatifs du stress de chaleur lorsque les données environnementales dérivées des stations météorologiques sont utilisées. Dans le deuxième projet, la relation entre les performances de production et la durée des épidoes de stress de chaleur a été caractérisée grâce à un modèle multivarié. Pour ce faire, une banque de données incluant plus de 600 000 contrôles de production de 34 360 vaches a été utilisée et bonifiée de données environnementales exprimées sous forme d’ITH estimé à partir de la station météorolgique la plus près. Tout d’abord, les régressions linéaires effectuées ont révélé qu’il existe un délai de 24 heures entre un stress de chaleur et les impacts négatifs qui lui sont associés. Les résultats ont aussi suggéré que le stress de chaleur avait un effet persistent de huit jours sur les performances de production. Des pertes de production de 20 g de gras suite à une exposition d’un à deux jours de stress de chaleur et des pertes de protéines variant de 20 à 30 g selon la parité de l’animal ont été mesurées après trois ou quatre jours de stress de chaleur. Toutefois, aucune relation (P > 0,05) n’a été mesurée entre les productions de lait et de lactose et la durée des épisodes de stress de chaleur. Dans la troisième étude, les performances de production des vaches de la banque de données décrite précédemment ont été simulées pendant une période de référence (REF : 1971‒2000) et projetées pendant deux horizons futurs (FUT1: 2020‒2049; FL: 2050‒2079). L’objectif était de caractériser l’évolution des diminutions des composants laitiers associées au stress de chaleur et d’en chiffrer l’impact économique. Tout d’abord, les ITH quotidiens des trois périodes temporelles ont été calculés grâce aux données environnementales dérivées de six scénarios climatiques. Ensuite, le modèle élaboré dans la précédente étude a été adapté afin de projeter les performances de production des vaches pour les trois périodes mentionnées. Globalement, les scénarios climatiques utilisés dans cette étude ont démontré que la fréquence, l’intensité ainsi que la durée des épisodes de stress de chaleur pourront augmenter dans le FUT1 et dans le FL comparativement à la période de référence. Dans la région de l’Est du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2405 ± 10 et de 1990 ± 7 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Dans la région du Sud-Ouest du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2361 ± 147 et de 2057 ± 17 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Comparativement à REF, les diminutions projetées dans le futur (FUT1 et FL) se sont traduites par des pertes économiques moyennes allant de 5,02 à 7,07 can$/hl dans les troupeaux de l’Est du Québec et allant de 4,75 à 6,99 can$/hl dans les troupeaux du Sud-Ouest du Québec. / The main objective of this thesis was to provide information about heat stress related production impacts in Québec dairy herds. The relationship between on-farm summer environmental conditions and data retrieved from local meteorological stations was first investigated on six dairy farms. Secondly, the relationship between measurements previously established was considered in order to verify if temperature-humidity index (THI) calculations with weather station data could be adapted to better represent on-farm conditions. The farms recruited in the study were located in two contrasting dairy regions of the Province: East (EQ) and Southwest Quebec (SWQ). Our results showed that in both regions ambient temperature (AT) was consistently higher (P < 0.001) on-farm compared to AT measured at the weather station. The opposite was observed with relative humidity (RH), as it was significantly lower on-farm in EQ and numerically (P > 0.05) lower in SWQ compared to RH extracted from weather stations. Overall, this led to lower (P < 0.001) THI by 4.6 and 3.7 units at the weather stations compared to within-barn conditions for EQ and SWQ farms, respectively. Hence, using local meteorological station data to estimate on-farm conditions would lead to an underestimation of heat stress level in dairy cows. Adapting THI calculations by including daily maximum AT, and minimum RH retrieved from local weather station instead of their average counterparts led to a better estimation of within-barn conditions. However, difference between THI measured on-farm compared to the adapted THI calculated with weather station data remained significant. Although the adaption allowed for a closer relation to on-farm conditions, THI calculated with weather station data should only be used to gauge heat stress level in cows when heat stress thresholds are adapted for such data. In a second study, the relationship between milk performance and the cumulative number of days with heat stress was investigated with a multivariate model. A 6-year dataset containing 606,031 milk analysis records for 34,360 Holstein dairy cows at different parities was matched with the corresponding daily maximum THI. On average, cows were exposed to heat stress conditions for 135.8 ± 5.9 days per year in SWQ and 95.3 ± 10.2 days per year in EQ. Cows experiencing heat-stress conditions produced on average less fat, protein, and energy-corrected milk and lower fat and protein concentrations (P < 0.05). The decrease in milk fat reached a maximum of 6 % after an exposure of 7 to 8 heat stress days in cows at parity of three or more. The association between heat stress exposition duration and milk and lactose yields was weak (P > 0.05). Ultimately, heat stress lowered milk fat and protein production but had little effect on milk volume output. Further research is necessary to understand better the mechanism underlying the effects of sporadic low-to-medium-intensity heat stress on dairy productivity. The objective of the third study was to project milk performance of Holstein dairy cows under different climate scenarios through a reference period (REF: 1971–2000), near future (NF: 2020–2049) and distant future (DF: 2050–2079) using a predictive multivariate model. Moreover, this study provided information about the evolution of economic losses due to decreases in milk components associated with heat stress in Québec, Canada. Daily ambient temperature and relative humidity were derived from six climate scenarios in order to calculate daily THI through REF, NF and DF. Secondly, the model developed in the prior study was adapted to project annual milk performance of 71 dairy herds located in EQ and SWQ during the three aforementioned time horizons. Under NF climate conditions and relative to the reference period, projected fat and protein yields declined respectively by 2405 ± 10 and by 1990 ± 7 kg/yr per herd in EQ whereas decreases reached 2361 ± 147 and 2057 ± 17 kg/yr per herd in SWQ. Relative to the reference period, decreases in major milk components reached a maximum during DF in both regions. Ultimately, projected milk components declines resulted in average economic losses ranging from 5.02 to 7.07 can$/hL per EQ herds and from 4.75 to 6.99 can$/hL per SWQ herds.

Les changements climatiques ont un impact sur la biosphère, causant notamment des extinctions d'espèces, des changements d'aire de répartition, des effondrements d'écosystèmes et des modifications de comportement. Ces impacts sont susceptibles d'être exacerbés à mesure que les changements climatiques continuent de s'accélérer. Pour prédire les impacts des changements projetés sur la faune, nous devons comprendre comment la météo influence le comportement des espèces. En Amérique du Nord, les précipitations et la température devraient augmenter au cours des prochaines décennies, en particulier aux latitudes et altitudes élevées. Les chèvres de montagne (Oreamnos americanus), comme de nombreux ongulés nordiques, risquent d'être affectées négativement par des températures estivales plus chaudes. Le but de mon projet est de comprendre comment les conditions environnementales estivales influencent le comportement et la sélection d'habitats des chèvres de montagne afin de mieux comprendre les impacts futurs des changements climatiques. Nous avons émis l'hypothèse que les températures estivales élevées incitent les chèvres de montagne à utiliser des tactiques d'évitement de la chaleur telles que l'utilisation de microsites frais (haute altitude, zones boisées, microsites enneigés et habitats ombragés) et à réduire leur activité pendant la période la plus chaude de la journée. Nous avons également émis l'hypothèse que les tactiques d'évitement de la chaleur utilisées par les chèvres dans les environnements côtiers et continentaux sont différentes, les chèvres en milieu côtier utilisant des altitudes plus élevées lorsque la température augmente et les chèvres en milieu continental utilisant des zones boisées et ombragées. Nous avons analysé l'influence des conditions météorologiques estivales, en particulier la température, sur les modèles d'activité et la sélection de l'habitat de quatre populations de chèvres de montagne représentant les deux écotypes observés chez cette espèce, côtier et continental. Les chèvres de montagne des deux écotypes ont utilisé des tactiques différentes pour éviter la chaleur dans leur sélection d'habitats. Les chèvres de montagne des milieux côtiers ont sélectionné des habitats ouverts proche de la neige, tandis que les chèvres des sites continentaux ont sélectionné les milieux forestiers lorsque la température augmentait. Les chèvres de montagne dans les environnements continentaux ont choisi des habitats à plus haute altitude plus souvent que ceux en basse altitude uniquement lorsque la température augmentait, tandis que les chèvres dans les environnements côtiers ont choisi des habitats à plus haute altitude à toutes les températures. Les chèvres de montagne des deux écotypes ont réduit leur proportion de temps passé actif lorsque les températures augmentaient au milieu de la journée, mais l'activité à l'aube et au crépuscule n'était pas influencée par la température. Notre étude montre que les chèvres de montagne utilisent une série de tactiques différentes pour éviter le stress thermique. Nous montrons également que les chèvres de montagne vivant dans différents écosystèmes utilisent des tactiques alternatives et sont affectées par le changement climatique de manière différente. Nos résultats soulignent l'importance d'évaluer l'impact des changements climatiques au niveau de la population plutôt qu'au niveau de l'espèce, car les espèces ne sont pas un assemblage homogène de populations et les populations subissent des contraintes environnementales différentes selon le milieu qu'elles habitent. / Rapid climate change impacts the biosphere, including species extinctions, range shifts, ecosystem collapses and behavioural modifications. These impacts are likely to be exacerbated as climate change continues to accelerate. To predict impacts of projected changes, we must understand how climate and weather influence species behaviour and space use. In North America, both precipitation and temperature are expected to increase in the coming decades especially at high latitudes and altitudes. Mountain goats (Oreamnos americanus), like many northern ungulates, will likely be negatively affected by warmer summer temperatures. The aim of this study is to understand how summer environmental conditions influence behaviour and movement patterns of mountain goats to better understand future impacts of climate change. We hypothesized that high summer temperatures result in mountain goats utilizing heat avoidance tactics such as the use of cool microsites (high elevation, forested areas, snow patches, and shady habitats) and reducing activity during the hottest period of the day. We also hypothesized that the heat avoidance tactics used by goats in coastal and continental environments differ, with coastal goats using higher elevations in warm temperatures, and continental goats moving to forested and shady areas. We analyzed the influence of summer weather conditions, particularly temperature, on the activity patterns and habitat selection of four populations of mountain goats representing the two ecotypes found in this species, coastal and continental. Mountain goats of the two ecotypes used very different tactics to avoid heat in their habitat selection. Mountain goats in coastal environments selected open habitats close to snow, while goats in continental sites selected forest environments when the temperature increased. Mountain goats in continental environments selected higher elevation habitats when the temperature increased while goats in coastal environments selected higher elevation habitats at all temperatures. Mountain goats of both ecotypes reduced their proportion of time spent active when temperatures increased during the middle of the day, but activity at dawn and dusk was not influenced temperature. Our study shows that mountain goats use a series of different tactics to avoid heat stress. We also show that mountain goats living in different ecosystems use alternative tactics and are affected by climate change in different ways. This highlights the importance of assessing the impact of climate change at the populational level rather than the species level, as species are not a homogeneous assemblage of populations and populations are experiencing different environmental constraints.

Cette étude a évalué l’influence de la température et de la teneur en humidité du bois sur son comportement mécanique lors du procédé d’obtention des copeaux papetiers. Les propriétés mécaniques qui furent étudiées sont le cisaillement parallèle au fil, le fendillement et la flexion statique. Des échantillons jumelés du duramen et de l’aubier ont été pris des billes d’épinette noire et de sapin baumier pour chaque propriété mécanique. Les essais mécaniques ont été conduits à des températures variant entre -30ʻC et 20ʻC et à des intervalles de 10ʻC. La teneur en humidité des échantillons était largement au-dessus du point de saturation des fibres. La teneur en humidité, la masse volumique basale et la largeur des cernes ont aussi été mesurées pour chaque échantillon. Les résultats montrent que, pour les deux espèces et pour toutes les propriétés mécaniques étudiées, la température a eu un effet significatif sur les propriétés mécaniques uniquement au-dessous de 0ʻC. Dans ce cas, cet effet a été plus évident pour l’aubier que pour le duramen. En général, pour des températures de 0ʻC et plus, la température n’a pas affecté différemment les propriétés mécaniques étudiées, autant pour l’aubier que pour le duramen. Le fendillement a été la propriété mécanique la plus sensible à la variation de la température, suivi par le cisaillement et le MOR et le MOE en flexion. En outre, la teneur en humidité a été l’élément le plus important pour expliquer les propriétés mécaniques au-dessous de 0ʻC. En revanche, pour les températures de 0ʻC et plus, la masse volumique basale fut le facteur principal pour expliquer les propriétés mécaniques. La largeur des cernes de croissance n’a pas constitué un élément significatif pour prédire aucune propriété mécanique. Les résultats de ce travail devraient servir à améliorer la performance des équarrisseuses-fragmenteuses autant en hiver qu’en été.