Les crises combinées du pétrole, de la biodiversité et des changements climatiques, exigeant, entre autres, la réduction de l'usage des carburants fossiles, font du développement d'énergies alternatives un enjeu majeur. Si bien que l'éthanol, dont la production mondiale a atteint plus de 65 milliards de litres en 2008, constitue désormais un élément clé de la stratégie énergétique de nombreux pays, et que le Canada et les États-Unis (ÉU) le présentent même pour limiter les changements climatiques. Essentiellement dérivées du maïs, les productions d'éthanol aux ÉU premier producteur mondial de carburants végétaux -étaient d'environ 34 milliards de Iitres en 2008 comparées à 900 millions de litres au Canada. Certes, bien que la production de carburants végétaux, ne représente qu'environ 1% de l'ensemble des carburants liquides destinés aux transports dans le monde, elle est néanmoins de plus en plus sujette à controverse. L'aggravation de la crise alimentaire mondiale remet en effet en question cette filière énergivore reposant essentiellement sur des cultures agricoles, notamment le maïs, destinées initialement à l'alimentation. Cette controverse socio-environnementale contribue d'ailleurs au développement d'une 2ième génération de carburants végétaux, dérivée de la cellulose végétale, à qui on promet un avenir bien meilleur, alors que rien n'est moins sûr. La transformation croissante des ressources végétales en énergie destinée aux transports devrait exiger une évaluation approfondie de leurs impacts socio-environnementaux. Or, très peu d'études permettent de dégager un portrait global des carburants végétaux de 1ère génération déjà en production, et de ceux de 2ième génération, toujours en développement. En outre, les plus récents projets de loi au Canada (C-33) et aux ÉU (le US Energy Bill de 2007) favorisent davantage encore le déploiement de ces filières en permettant d'imposer des taux minimums d'éthanol dans l'essence au Canada et en fixant des objectifs nationaux de production (estimés aux É-U à 136 milliards de litres de carburants renouvelables en 2022). Dans ce contexle, ce mémoire vise à analyser dans quelle mesure les carburants végétaux peuvent être considérés, en partie ou en totalité, comme des alternatives viables aux carburants fossiles. Pour ce faire, nous examinerons notamment les impacts socio-environnementaux des carburants végétaux de 1ère et de 2ième génération, à travers les études de cas spécifiques de l'éthanol-maïs et de l'éthanol cellulosique principalement issu de la paille de maïs, deux productions largement développées ou en développement aux ÉU et au Canada. Ce travail de recherche et d'analyse s'appuie sur une importante revue de littérature scientifique, permettant d'appréhender dans toute sa complexité l'évolution des carburants végétaux et notamment la transition amorcée vers ceux de 2ième génération. Comme nous le verrons au fil du texte, la production et l'usage d'éthanol-maïs ont des conséquences socio-environnementales majeures, tant sur la qualité des sols, de l'eau et de l'air, qu'au plan de la biodiversité et de la sécurité énergétique et alimentaire, et elles présentent donc plus de désavantages que de bénéfices. Quant à l'option cellulosique, centrée sur le développement de cultivars à plus fort ratio celulose/lignine et de microorganismes permettant la transformation de la cellulose en éthanol, elle présente autant sinon plus de risques notamment en termes de baisse de productivité des sols agricoles et de risques de contamination génétique des autres variétés végétales naturelles et cultivées. Dans la mesure où ce recours aux carburants végétaux s'inscrit dans une optique incrémentale, modifiant à la marge un aspect relativement mineur de la complexe question de la croissance du transport routier et d'un parc automobile nord-américain particulièrement énergivore, il est fort risqué que l'emballement pour l'option cellulosique accélère sa mise en marché avant que toutes les évaluations requises n'aient été faites, au risque alors de conséquences inattendues, mais aussi importantes que les problèmes qu'on a voulu ainsi éviter ou résoudre. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Biocarburant, Carburants végétaux, Éthanol-maïs, Éthanol cellulosique, Paille de maïs, Sécurité alimentaire, Sécurité énergétique.

Cette thèse est réalisée au sein du Laboratoire de Génie Industriel et Production de Metz (LGIPM) et s'inscrit donc dans une dynamique à la fois européenne et mondiale qui est la réduction des impacts environnementaux et sociétaux des systèmes de transport. Notre but est de développer un système d'aide à la décision au choix d'un itinéraire de fret ayant le moins d'impacts possible sur l'environnement et la société. Pour se faire, nous avons défini des fonctions qui permettent de calculer pour chaque chemin d'un réseau de transport intermodal, les critères économiques (coût, temps, dégâts dus aux transbordements) et les critères écologiques (pollution, consommation d'énergie, nuisances sonores et risque d'accident) à considérer. Par la suite, nous avons construit un modèle de plus court chemin multiobjectif permettant d’optimiser les sept critères ainsi définis. Pour résoudre ce modèle, un algorithme de colonies de fourmis multiobjectif a été mis en place afin de prendre en compte le grand nombre de critères et l'intermodalité du réseau. Une implémentation est ensuite réalisée sur un réseau de transport intermodal se basant sur des données géographiques réelles et les performances de l’algorithme mis en place sont analysées et prouvées / The topic of this thesis is about environmental and societal impacts abatement within the green supply chain. This thesis is taking place in the Laboratory of Industrial Engineering and Production of Metz (LGIPM). Our goal is to develop a decision support system in choosing a path with the less environmental and societal impacts. For building our decision support system, we defined a mathematical model which computes for each part in our transportation network, the travel time, the transportation cost and the damage due to transshipment, the amount of greenhouse gas emissions that are emitted, the energy consumption, the noise emitted and the accident risk. From this graph, we built a multiobjective shortest path problem. A multiobjective ant colony algorithm MOSPACO (Ant colony optimization for multiobjective shortest path problem) is then proposed to solve the proposed multiobjective shortest path problem; this new algorithm aims to take into account the large number of criteria and intermodal network. The running of the algorithm gives a Pareto front from which the decision maker can choose his desired itinerary

Ce mémoire rend compte de l'étude empirique faite sur l'évolution des pratiques d'évaluation environnementale au Québec depuis ses débuts dans les années 1970 en prenant les barrages hydroélectriques comme étude de cas. Cette étude est originale dans la mesure où cet 'état des lieux' des pratiques d'évaluation environnementale n'a jamais été effectué dans la province. Nous avons choisi le domaine du développement hydroélectrique pour notre étude de cas car celui-ci a de nombreux impacts sur le milieu. De plus, les structures hydroélectriques ont fait l'objet d'évaluation des impacts sur l'environnement depuis les années 1970. Nous traitons donc d'évaluation des impacts sur l'environnement (ÉIE) en relation avec les structures hydroélectriques. Nous avons complété notre revue de la littérature sur l'ÉIE en générale, sur l'ÉIE au Québec en particulier ainsi que sur le développement hydroélectrique. Puis nous avons effectué notre collecte de données pour les huit études de cas par la consultation de leurs rapports d'impacts, les rapports d'audiences publiques (quand il y avait lieu) ainsi que par des entrevues avec des experts d'Hydro-Québec ayant pris part à ces projets. Les huit études de cas ont été analysées selon une grille originale créée pour les fins de ce projet de recherche. Les thèmes abordés dans cette grille d'analyse sont: la procédure d'évaluation d'impacts, les communications externes, le régime des cours d'eau, le réservoir, la dimension sociale et le suivi. La présentation détaillée des résultats montre des changements effectifs dans les pratiques d'ÉIE depuis ses débuts au Québec. Ces changements sont visibles à plusieurs niveaux. Nous remarquons particulièrement l'intégration progressive de la dimension sociale ainsi que l'augmentation de la participation du public. Nous pouvons également observer un décalage entre le Nord et le Sud du Québec tous les deux régis par des procédures légales différentes. Un autre point important est l'évolution des méthodes utilisées dans les études d'évaluation des impacts. A partir de l'analyse de ces résultats, nous avons également pu émettre une série de recommandations afin d'améliorer les pratiques d'ÉIE pour les projets futurs. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Évaluation des impacts sur l'environnement (ÉIE), Hydroélectricité, Barrages, Québec, Impacts, Hydro-Québec.

Le chablis est reconnu pour avoir une grande importance dans les régimes de perturbation de plusieurs forêts tempérées d'Amérique du nord. En forêt mixte tempérée nordique, où le régime de perturbation est dominé par des feux et épidémies d'insectes, les intervalles de retour élevés en font la perturbation la moins étudiée. Toutefois, cette perturbation peut avoir un grand impact sur la dynamique forestière. Les principaux effets de cette perturbation sont une augmentation de lumière, crée par la mortalité au niveau de la canopée, ainsi que la création de nouveaux milieux de germination. Ces conditions permettent la croissance de la végétation de sous étage et l'établissement de nouveaux individus. En fonction de la sévérité des dommages, qui modifie l'ouverture de la canopée, le niveau de mortalité des différentes strates et les perturbations du sol (bois morts, puits et monticules), les effets sur la structure et la composition peuvent varier. En effet, en ayant différentes vulnérabilités au chablis ainsi que des réponses variées aux perturbations, certaines essences seront favorisées en fonction des conditions créées par la tempête. Le 17 juillet 2006, un orage violent affecte une grande superficie de forêt mixte nordique, zone historiquement peu touchée par cette perturbation. L'objectif de cette recherche est de connaître l'effet des chablis sur la dynamique forestière de ces forêts mixtes, et ce par l'étude de la mortalité et de la réponse de régénération. L'échantillonnage s'est fait à l'été 2008 où un total de 15 sites situés en chablis sévère et 15 situés en chablis modéré ont été échantillonnés. L'identification des arbres morts et vivants a premièrement permis de déterminer la vulnérabilité des espèces au chablis et les facteurs influençant cette dernière. Les semis d'essences arborescentes ont été échantillonnés à la base des arbres morts afin de déterminer leurs abondances sur différents milieux de germination. Finalement, des matrices de transition ont été construites à partir des données de la mortalité et de la régénération pour évaluer la composition forestière post-chablis. De façon générale, les chablis modérés ont eu peu d'impact sur la structure forestière tandis que les chablis sévères ont diminué la densité des peuplements ainsi que la taille moyenne des arbres. C'est en chablis sévère que les différences interspécifiques jouent un rôle important au niveau de la mortalité, augmentant potentiellement l'impact sur la dynamique post-chablis. Néanmoins dans les deux sévérités, les essences intolérantes sont les plus vulnérables à cette perturbation. Sous les arbres morts, les semis les plus abondants étaient ceux des espèces tolérantes et semi-tolérantes, qui ont pu s'installer dans des conditions ombrageuses. Les puits et monticules créés par cet événement, malgré leur faible couverture, ont permis l'établissement du bouleau jaune, espèce aux conditions de germination spécifiques. Les résultats de mortalité et de régénération semblent indiquer que le chablis pourrait avancer la succession forestière en favorisant des espèces de succession de milieu et de fin de succession. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : chablis, mortalité, vulnérabilité, déracinement, succession, forêt mixte.

L'objectif de cette recherche vise à déterminer l'impact de la désertification et le manque de ressources en eau sur la population ciblée (province de Zagora, au Sud-est du Maroc) et l'implication des acteurs de la coopération internationale pour apporter réponses et solutions aux préoccupations des villageois. Cette recherche se penche essentiellement sur la dimension socio-économique de la désertification et ses répercussions sur le quotidien des victimes de l'ensablement, de la rareté des ressources en eau, de la salinité du sol et du rétrécissement des superficies cultivables notamment. Le constat auquel on est parvenu au terme de deux années de travail, émaillées par de nombreux déplacements dans la zone concernée, c'est qu'il existe un décalage manifeste entre le discours des protagonistes de la coopération et la réalité sur le terrain. Les fonds injectés sont nettement insuffisants pour prétendre à un traitement en profondeur d'un phénomène qui s'inscrit parmi les défis majeurs de ce millénaire car en rapport avec le réchauffement climatique et le manque d'eau qui en découle. Les pistes de solution passent par la création de l'emploi, la promotion du développement durable dans un environnement fragile et la diversification des secteurs d'activité pour mettre un terme à la dépendance du secteur agricole. Parallèlement, la promotion de la recherche scientifique devrait constituer une priorité à un moment où un mode de vie séculaire se trouve menacé et où exode et émigration clandestine s'érigent en défi pour l'humanité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Désertification, Développement, Développement durable, Pauvreté.

Au Québec, ce sont les municipalités qui ont la responsabilité de la gestion des résidus domestiques dangereux (RDD). Elles doivent aussi en assurer le fardeau financier. Dans ce contexte, il est important de comprendre comment l'enjeu des RDD est abordé dans les municipalités. Pour y parvenir, il faut être en mesure de situer la problématique de la gestion des RDD dans un contexte plus général. Pour cette raison, la Politique québécoise de gestion des matières résiduelles 1998-2008 sera abordée, de même que les effets d'une mauvaise élimination des RDD. Pour rendre l'étude plus concrète, nous avons choisi de faire une étude de cas multiples afin de cerner des villes en particulier. Précisément, ce sont les villes de la municipalité régionale de comté (MRC) Thérèse-de-Blainville qui ont été étudiées. Les sept villes la constituant ont fait l'objet d'une étude d'abord individuelle et ensuite comparative. La MRC n'a pas été étudiée en tant qu'entité administrative, elle n'a servi que de balise géographique. Par cette recherche nous avons voulu savoir si les villes veulent conserver leur pouvoir en matière de gestion des RDD, ou si elles créent des partenariats municipaux. Comme les villes investissent beaucoup d'argent pour gérer les RDD, nous avons émis l'hypothèse qu'elles préfèrent conserver ce pouvoir individuel, mais qu'elles auraient un intérêt certain à se regrouper. Outre une importante revue de la littérature, ce sont des entrevues qui ont permis de mener à bien la recherche. En effet, une entrevue a été réalisée avec la personne responsable de la gestion des RDD dans chacune des villes à l'étude. Ces entrevues ont rendu possible la collecte d'informations qui n'étaient pas disponibles autrement. Suite à cette recherche, rien ne démontre de façon claire que c'est le regroupement qui garanti le succès de la gestion des RDD. Certaines villes se regroupent par deux et obtiennent de très bons résultats, alors que d'autres, même en se regroupant, éprouvent des difficultés. L'étude démontre cependant que les villes ne sont pas prêtes à délaisser leur pouvoir de gestion des RDD. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Résidus domestiques dangereux (RDD), Gestion, Environnement, Municipalités, Matières résiduelles.

Comme il est bien connu, le secteur du transport est souvent tenu responsable d'être un secteur polluant important et un contribuant majeur à la production des émissions de gaz à effet de serre (GES) par l'utilisation massive du combustible fossile. D'autre part, vu le souci la convention-cadre des Nations Unies sur le changement climatique (CCNUCC) à mesurer les GES, tous les pays signataires de ce traité ont l'obligation de soumettre annuellement un inventaire de ces émissions, pour chaque secteur impliqué, afin d'évaluer la situation et de prévoir des solutions potentielles. De nos jours, il convient d'étudier non seulement le volume total d'émissions de GES (CO₂, CH₄ et N₂O) mais également ceux qui proviennent du transport des marchandises par camion au Québec. Le but de ce mémoire est d'apporter une mise à jour de la méthode, afin d'obtenir une quantification plus précise de ces émissions en termes d'équivalent de CO₂. À cette fin, nous nous servons "des enquêtes d'origine -destination" élaborées par le Ministère de transport du Québec (MTQ) comme source principale des données. À l'encontre des procédés habituelles, nous ne nous servons pas ni de Statistiques Canada, ni de l'information annuelle de CANSIM du Gouvernement du Canada. Les recommandations et la méthodologie proposée par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), constituent notre ressource la plus importante. Prenant en compte la disponibilité d'information, le document du GICC fournit deux genres d'approches pour évaluer les émissions provenant des véhicules routiers. La première approche ("Tier 1" ou "top-down") recommande de calculer seulement le CO₂ et d'estimer que ces émissions sont soutenues par la base des statistiques de consommation de carburant (carburant vendu) de l'autorité nationale responsable de cette information. La deuxième approche ("Tier 2" ou "bottom-up"), est appropriée pour évaluer des émissions du CO₂ et également du CH₄ et du N₂O et utilise notamment l'information concernant la distance voyagée par le type de véhicule, le type de carburant et le type de route. Afin d'obtenir cette évaluation, en regardant l'information précédente et avec l'intention de ne pas employer des données statistiques, cette évaluation des émissions est effectuée sous la méthode d'évaluation "Tier 2" ou "bottom-up", parce qu'avec "les enquêtes d'Origine-destination" il est possible d'avoir l'accessibilité ou de figurer l'information comme : type de camion, distribution de la flotte, la fréquence et les distances voyagées, consommation de carburant théorique, l'efficacité de carburant, distribution des contrôles d'émissions dans la flotte et des facteurs d'émission pour des différents contrôles de pollution. Comme résultats de cette quantification d'émission des gaz à effet de serre pour le transport de marchandise par camion, notre évaluation nommée « Q 80 + » est transformé en série chronologique de graphiques pour comparer sa tendance des émissions de 1990 à 2004 contre des émissions de la province du Québec et du Canada afin de connaitre les prévisions de l'activité du camionnage au Québec. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gaz à effet de serre (GES), Secteur de transport, Transport de marchandises par camion, Enquêtes d'Origine-destination, Scénario d'évaluation «Q 80+».

La faune associée aux nodules polymétalliques demeure toujours méconnue même si les communautés associées à ce substrat dur sont répandues dans les grands fonds marins. L'exploitation des nodules, pour être rentable économiquement, devra être réalisée à grande échelle et par conséquent, produira un impact considérable sur la faune qui y est associée. Ce projet de mémoire porte sur l'analyse de la distribution spatiale de la faune associée aux nodules polymétalliques en fonction des facteurs environnementaux (courants près du fond, chimie de l'eau, substrat «nodule» et production primaire de surface) en milieu marin profond dans la zone Clarion-Clipperton située entre 7°N et 18°N de latitude et entre 157°W et 118°W de longitude. Trois échelles spatiales sont considérées pour cette étude: l'échelle régionale (latitude) représentant les deux zones explorées, soit la zone est située à 14°N, 130°W et la zone ouest située à 9°N, 150°W, l'échelle locale représentée par quatre types de faciès géologiques différents et la micro-échelle (le nodule). Afin d'analyser la distribution spatiale de la faune à l'échelle régionale et locale, la faune associée à 235 nodules, échantillonnés à l'aide d'un carottier USNEL ou du submersible français Nautile, a été examinée. Les nodules des faciès B et C échantillonnés à l'aide du submersible étaient plus gros que ceux récoltés avec le carottier. Néanmoins, ces différences de taille attribuées à la méthode d'échantillonnage sont très petites et ne contribuent pas à expliquer les différences de faune observées. 90 taxons associés à la surface des nodules ont été décrits: 73 protozoaires et 17 métazoaires. La faune recouvrait en moyenne 3% de la surface du nodule et ce, jusqu'à un maximum de 18%. La richesse des espèces augmentait avec la surface du nodule et ce, à l'échelle régionale et locale. Il n'y avait pas de relation entre le pourcentage de couverture et la surface estimée du nodule. Quelques différences statistiques entre les faciès ont été observées dans la distribution des espèces mais les faciès ne semblent expliquer qu'une petite portion de la variance totale. Enfin, la production primaire de surface est l'unique facteur environnemental considéré variable à l'échelle régionale, la zone est recevant un flux plus élevé de matière organique particulaire. Ceci pourrait contribuer à expliquer la plus grande richesse des espèces ainsi que le plus grand pourcentage de couverture par la faune observés dans la zone est. L'étude à la micro-échelle a montré que l'hétérogénéité des habitats, créée par les mamelons, ainsi que la texture de la surface des nodules pourraient influencer la distribution spatiale de la faune associée aux nodules. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Nodules polymétalliques, Faune associée aux nodules, Foraminifères agglutinants, Distribution spatiale, Facteurs environnementaux, Impacts environnementaux.

Le littoral sur la Côte-Nord est exposé aux risques d'érosion d'origine marine depuis pratiquement plusieurs décennies, en raison d'une part, des changements climatiques que connaît la planète Terre ces dernières années et, d'autre part, d'une perturbation des espaces côtiers et des bassins versants environnants, liée notamment à une importante activité anthropique. Le but de cette étude consiste à évaluer le taux de recul et d'avancement de la ligne de rivage dans la municipalité de Sept-Îles, plus précisément sur le tronçon qui s'étale de la Pointe aux Basques à l'embouchure de la rivière Moisie sur une période de 50 ans (1950-2001), grâce à une étude diachronique de photographies aériennes à l'aide des modules OrthoEngine de PCI Géonatica et ArcGIS. Elle cherche également sur la base d'une bibliographie exhaustive de mettre en évidence l'impact direct de certaines activités humaines «jusque-là minimisé devant les effets directs de l'expansion thermique des océans à l'échelle planétaire» sur l'érosion littorale à Sept-Îles, et de suggérer quelques recommandations pour la gestion de ce phénomène dans une perspective globale du développement durable. ______________________________________________________________________________

Plusieurs environnements côtiers sont aux prises avec des côtes en érosion et une pression anthropique accrue, dont la pression générée par le développement des infrastructures routières situées en bord de mer. Le Québec maritime ne fait pas exception à ce phénomène; devant l'érosion active des côtes, les instances gouvernementales et les particuliers ont de plus en plus recours à la mise en place d'ouvrages de protection du littoral. Dans la zone d'étude, soit le secteur de Saint-Siméon et de Bonaventure, dans la baie des Chaleurs (Québec, Canada), le ministère des Transports du Québec a procédé, en 2007, à la réfection d'anciennes structures et à la mise en place de nouveaux enrochements. La plage devant ces structures est souvent submergée à marée haute. Or, les infrastructures de protection du littoral sont tenues responsables de modifications des systèmes côtiers. Ces impacts se répercutent à la fois sur l'évolution de la ligne de rivage, sur la morpho-sédimentologie des zones intertidales et sur les organismes benthiques. L'objectif du présent mémoire est d'évaluer l'effet d'ouvrages en enrochement sur l'évolution historique de la côte et sur les caractéristiques morpho-sédimentaires et biologiques benthiques des plages. Le bilan de l'évolution historique, obtenu par photo-interprétation multidate (1934-2007), montre que les murets et les enrochements ont provoqué une réduction de 10 % à 75 % de la largeur des plages, entraînant même la disparition quasi complète de celles-ci pour certains segments de côte. Par ailleurs, on observe que plus un secteur est artificialisé, plus les plages situées devant des zones naturelles toujours plus restreintes ont tendance à se rétrécir. Par ailleurs, les résultats de la campagne d'échantillonnage biologique révèlent certaines caractéristiques différentes entre les milieux artificiels (avec structure de protection) et naturels. Les analyses statistiques ont permis d'identifier les variables environnementales prédominantes, dans la structure des 13 taxons dominants identifiés. Parmi les 11 facteurs environnementaux échantillonnés, la pente et l'altitude des plages, ainsi que le coefficient de triage du substrat des plages sont les facteurs influençant le plus la structure des communautés biologiques échantillonnées. Les groupements a priori montrent une distinction plus claire entre les zones artificielles et les bas estrans naturels. En contrepartie, les zones artificielles sont associées à des conditions environnementales semblables à celles des hauts estrans naturels, mais avec des temps de submersion supérieurs, ce qui représente un facteur écologique néanmoins déterminant. Ces conditions environnementales sont interprétées comme étant plus stressantes pour les communautés benthiques, notamment pour les bivalves fouisseurs. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : enrochement, littoral, artificialité, protection, érosion, benthos, plage.