En raison de leur utilisation répandue dans les soins de santé humaine et animale, les antibiotiques et autres résidus de médicaments sont omniprésents dans l’environnement en général et le milieu aquatique particulièrement. Compte tenu de leurs impacts potentiels sur le fonctionnement de l'écosystème et la santé publique, la quantification des résidus de médicaments sur l'environnement est devenue une nécessité. Diverses techniques d'analyse se sont avérées être appropriées pour la détection fiable de tels composés. Cependant, la quantification peut être difficile car ces contaminants émergents sont présents à l’état de traces ou d'ultra-traces. Par conséquent, l'exactitude des analyses environnementales dépend à la fois de l'efficacité et de la robustesse de la méthode d'extraction et de quantification. Des procédures d’analyse de traces de ces contaminants émergents, ont été donc mise au point et des méthodes basées sur des analyses LC-MS/MS ont été développées. Pour les échantillons aqueux, l’extraction est menée sur phase solide (SPE, OASIS HLB). Les MLOQ sont comprises entre 0.2 et 3 ng/L. Pour la matrice solide, la procédure d’extraction à haute température et pression a été utilisée suivie d’une purification SPE. Afin d’évaluer le contexte de la pollution totale, la méthodologique analytique validée a été appliquée à des échantillons d’eaux potables et usées provenant de la France et de la Tunisie. Les résidus de médicament associés à la matière solide en suspension (MES) ont également été quantifiés pour compléter l’évaluation du degré de pollution environnementale. / Due to their widespread use in human and animal health care, antibiotics and other drug residues are ubiquitous in the environment in general and the aquatic environment in particular. Given their potential impacts on the functioning of the ecosystem and public health, the quantification of drug residues on the environment has become a necessity. Various assay techniques have been found to be suitable for the reliable detection of such compounds. However, quantification can be difficult because these emerging contaminants are present in the trace or ultra-trace state. Therefore, the accuracy of environmental analyzes depends on both the effectiveness and the robustness of the extraction and quantification method. Trace analysis procedures for these emerging contaminants were therefore developed and methods based on LC-MS / MS analyzes were also developed. For aqueous samples, extraction is carried out on solid phase (SPE, OASIS HLB). MLOQs range from 0.2 to 3 ng / L. For the solid matrix, the extraction procedure at high temperature and pressure was used followed by SPE purification. To assess the context of total pollution, the validated analytical methodology was applied to drinking and wastewater samples from France and Tunisia. Drug residues associated with suspended solid matter (SSM) were also quantified to complete the assessment of the degree of environmental pollution.

Le devenir des métaux dans les sols agricoles est d'un intérêt majeur si l'on veut maîtriser les risques pour l'environnement et pour les hommes. Un paramètre clé dans la prévision du devenir des métaux est la connaissance de leur spéciation (i.e. leur forme chimique et leur répartition entre les différentes phases réactives du sol). Cependant, cette spéciation est difficile à établir dans les milieux complexes comme le sol. Des modèles ont été développés pour prévoir cette spéciation. Dans ces modèles, la réactivité des Matières Organiques du Sol (MOS) est assimilée à celle de molécules modèles telles que les Substances Humiques (SH). Or les substances humiques ne sont pas représentatives de la diversité des fractions organiques dans les sols identifiées comme porteuses de métaux. De ce fait, pour prévoir à long terme le devenir des métaux dans les sols, il est nécessaire d'améliorer la prise en compte des MOS dans les modèles et d'y intégrer des fractions organiques autres que les SH. Pour atteindre cet objectif, on a étudié la réactivité avec le cuivre de quatre fractions des MOS susceptibles d'interagir avec les métaux dans les sols : les bactéries, les Matières Organiques Particulaires (MOP), la matière organique liée à la matrice minérale et les Matières Organiques Dissoutes (MOD). Ces différentes fractions organiques ont été isolées à l'aide d'extractions physiques ou chimiques pour trois échantillons de sol qui diffèrent par leur statut organique suite à des amendements organiques effectués pendant une quinzaine d'années, et leur réactivité a été étudiée par potentiométrie. La modélisation des données obtenues a permis de hiérarchiser et de quantifier la réactivité de ces différentes fractions des MOS, et d'introduire ces données de réactivité dans le programme de prévision de spéciation ECOSAT. Trois scénarios de prise en compte des MOS ont été utilisés pour prévoir la spéciation du cuivre : 1) réactivité des MOS décrite avec la base de donnée générique interne au programme ECOSAT 2) réactivité des MOS décrite en contraignant les teneurs en sites réactifs par la CEC du sol 3) réactivité des MOS décrite par la somme des réactivités des différentes fractions étudiées. Ces différents scénarios ont été testés et validés à l'aide de données expérimentales (fractionnements granulo-densimétriques, extractions séquentielles, cuivre dissous) sur les mêmes échantillons de sol avant ou après un ajout de cuivre.

La rareté, en Mésopotamie, de matières premières importantes comme le bois, la pierre ou les métaux, a sans doute joué un grand rôle dans son développement, en obligeant les pouvoirs à adapter leurs politiques à cette situation. Mais d'autres matières premières existent à profusion dans ces régions et leur utilisation privilégiée a aussi profondément marqué cette civilisation. La richesse documentaire des Archives Royales de Mari, au 18ème siècle av. J.-C. permet d’envisager une étude approfondie de ces questions, nous fournissant une quantité de renseignements aussi bien d’un point de vue local qu’international, concernant tous les types matières premières, et pas seulement celles qui devaient être importées. La documentation se compose de très nombreux textes administratifs, fournissant une information ″objective″. Elle comporte aussi une bonne quantité de lettres, qui nous donnent des renseignements plus difficiles à interpréter (non datés et souvent très allusifs), mais qui permettent de comprendre des aspects très concrets de ces problèmes. On étudie ainsi tout d'abord les matières premières végétales provenant des activités agricoles: céréales, sésame, légumes secs, légumes verts et petites plantes aromatiques, ainsi que les arbres (peuplier, palmier, etc.), précieux pour leurs fruits éventuels ainsi que pour leur bois. On s'est aussi interrogé sur le problème de l'importation de certains types de bois, nécessaires pour la construction.Les matières premières animales, (viande, peau, laine, etc.), provenant de l'élevage, jouent un rôle essentiel en Mésopotamie, et surtout dans les régions où la société est fondée sur un équilibre entre les modes de vie sédentaire-agricole et semi-nomade-pastoral. La production, la transformation et la circulation de ce type de matières est à la base d'une grande partie de la richesse de cette civilisation.Quant au matières premières minérales, elles sont rares en Mésopotamie, si l'on met à part l'argile - largement utilisée pour la construction et pour la production de céramique. Toutefois, dès la préhistoire, la circulation de ces matières, importées pour un usage local ou bien dans le cadre de procédures commerciales plus ou moins complexes, a joué un rôle très important dans le développement économique et culturel. / The scarcity, in Mésopotamie, of important raw materials as wood, the stone or metals, undoubtedly played a great part in its development, by obliging the capacities to adapt their policies to this situation. But d' other raw materials exist with profusion in these areas and their privileged use also deeply marked this civilization. Documentary richness of the Royal archives of Husband, at the 18th front century J. - C. makes it possible to consider a thorough study of these questions, providing us a quantity of information as well from local point of view as international, relating to all the raw materials types, and not only those which were to be imported. Documentation is composed of very many administrative texts, providing information ″ objectifies ″. It comprises also a good quantity of letters, which give us information more difficult to interpret (not dated and often very allusive), but which makes it possible to include/understand very concrete aspects of these problems. One studies all thus d' access vegetable raw materials coming from the agricultural activities: dry cereals, sesame, vegetables, green vegetables and small aromatic plants, as well as trees (poplar, palm tree, etc), invaluable for their possible fruits like for their wood. One s' is also questioned on the problem of l' importation of certain types of wood, necessary for construction. Animal raw materials, (meat, skin, wool, etc), coming from l' breeding, play a crucial role in Mésopotamie, and especially in the areas where the company is founded on a balance between the lifestyles sedentary-agricultural and semi-nomad-pastoral. The production, the transformation and the circulation of this type of matters are at the base d' most of the richness of this civilization. As for the mineral raw materials, they are rare in Mésopotamie, if l' one puts aside l' clay - largely used for the construction and the production of ceramics. However, as of prehistory, the circulation of these matters, imported for a local use or within the framework of more or less complex commercial procedures, played a part very important in economic development and cultural.

Ce projet de maîtrise s'inscrit à la suite de nombreuses demandes de plusieurs municipalités auprès des entreprises oeuvrant dans la fabrication de bacs roulants, de créer un nouveau bac de recyclage contenant un certain pourcentage de polymères recyclés. Scientifiquement parlant, il s'agit d'améliorer et d'optimiser le recyclage du polyethylene de haute densité et du polypropylene d'origine post-consommation, soit en fait de transformer la matière plastique de la plupart des produits domestiques et fabriquer un bac roulant fait à partir de 25% de matières plastiques recyclées. Le produit fini doit posséder les caractéristiques demandées et rencontrer les exigences requises habituellement pour la fabrication d'un bac roulant (bac à ordure, à recyclage ou à composte) en définitive le même que celui produit chez IPL par un procédé de moulage par injection. C'est donc dans cette optique que les recettes contenant à la fois des résines vierges et résines recyclées selon le ratio prédéfini de 75/25, ont été réalisées. De plus, pour certains de ces mélanges, il y a eu ajout d'un agent couplant destiné à en améliorer les propriétés mécaniques. Par ailleurs, le choix du meilleur mélange s'est effectué à partir de propriétés mécaniques obtenues à l'aide de tests appropriés permettant de les sélectionner. Il fallait également déterminer le moyen pour diminuer la tonalité de la couleur lors du procédé d'extrusion.

Ce travail étudie l'effet de la fibre de chanvre comme renfort pour les mousses de polyuréthane (PU). Dans un premier temps, la concentration de la fibre a été maintenue faible (0-10% en masse) pour comparer l'effet de la stratégie de mélange (agitateur mécanique vs mélange manuel). En particulier, un traitement de surface alcalin de la fibre de chanvre (dimensions fixes) a été réalisé pour améliorer les interactions fibre-matrice. Les meilleures conditions se sont révélées être une solution aqueuse à 5% de NaOH à 65 °C pendant 4 h. Ces conditions ont conduit à une résistance à la compression (27%) et un module (15%) plus élevés par rapport aux fibres non traitées lorsque la teneur en fibres était fixée à 5% en masse et pour une densité de mousse de l'ordre de 400 à 500 kg/m³. Ces résultats peuvent être utilisés pour produire des mousses PU renforcées sur une large gamme de densités et pour des applications de rembourrage et d'amortissement/absorption d'énergie. / This work investigates the effect of hemp fibre as a reinforcement for polyurethane (PU) foams. As a first step, the fibre content was kept low (0-10% wt.) to compare the effect of the mixing strategy (mechanical stirrer vs. hand mixing). In particular, an alkaline surface treatment of the hemp fibre (fixed dimensions) was performed to improve the fibre-matrix interactions. The best conditions were found to be a 5% aqueous solution of NaOH at 65 °C for 4 h. These conditions led to higher compressive strength (27%) and modulus (15%) as compared to untreated fibres when the fibre content was fixed at 5% wt. for a foam density in the range of 400 to 500 kg/m³. These results can be used to produce reinforced PU foams over a wide range of density for cushioning and energy damping/absorption applications.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017-2018 / Les plus récents estimés indiquent que seulement 32% des plastiques post-consommation (emballages, sacs et contenants) sont récupérés par la collecte sélective des matières recyclables au Québec, et une quantité probablement encore moindre est réellement recyclée. Pourtant, le recyclage a été identifié comme une des stratégies clés permettant la mise en place d’une véritable économie circulaire des plastiques. Présentement, un manque de données précises et transférables entre les acteurs de la chaîne de valeurs rend plus difficile l’application de mesures efficaces pour augmenter la qualité des plastiques voués au recyclage thermomécanique. De plus, il existe peu de solutions de recyclage pour les flux de plastiques fortement hétérogènes, alors que la diversité des emballages disponibles sur le marché est sans cesse croissante. Ce travail de recherche avait pour objectif d’étudier la qualité des plastiques mélangés en provenance du centre de tri de Gaudreau Environnement Inc., et de développer une technologie de recyclage applicable aux flux hétérogènes de plastiques. Une caractérisation combinant des équipements industriels et des analyses de laboratoire a permis de dégager un taux de qualité correspondant à la concentration réelle d’un polymère visé dans un échantillon trié par séparateur optique. De plus, la caractérisation des contaminants a démontré que les plastiques faits de polystyrène et de polyvinyle chloré sont sujets à de grandes variations de qualité. Une méthode de recyclage de ces plastiques est proposée ici, soit l’utilisation d’agrégats de plastiques recyclés comme substituts au sable pour des mélanges expérimentaux de béton. Le plastique a généré des bétons ayant une plus grande ténacité élastique et une résistance thermique plus élevée que le béton conventionnel. Cette technique de recyclage a semblé convenir aux flux hétérogènes de plastiques, notamment lorsque plusieurs types de polymères sont présents, car les critères de qualité diffèrent de ceux employés pour évaluer les plastiques voués au recyclage thermomécanique conventionnel. / According to recent estimates, only 32% of all postconsumer plastics are collected by curbside collection programs in the province of Quebec (CANADA), and an even smaller amount may be actually recycled into new products. Recycling has nonetheless been identified as one of the key strategies needed to enable a transition to a fully circular economy for plastics. At this time, a lack of precise data, transferable between all stakeholders of the plastics value chain, prevents the implementation of efficient measures to upgrade the quality of plastics channelled towards thermomechanical recycling. Also, very few recycling techniques are designed for heterogeneous plastic streams, while an increasingly varied array of plastic packaging is found on the consumer market. This research aimed to study the quality of a mixed plastics stream produced by Gaudreau Environnement Inc.’s material recovery facility, and develop a recycling technique able to process an heterogeneous plastic stream. A combination of industrial machineries and laboratory analyses was used to characterize the quality of the mixed plastics, and a quality index was generated to estimate the concentration of a targeted polymer in a sorted plastic stream. A characterization of contaminants showed that polystyrene and polyvinyl chloride streams experienced more variation in terms of quality for recycling. A potential valorization route was investigated, where recycled plastic aggregates were substituted to sand in experimental concrete blends. Plastic aggregates helped confer greater elastic toughness and a higher thermal resistance to concrete. Plastic aggregates with a high bulk density, such as those derived from PVC, generated concretes with the best mechanical performances. This recycling technique seems promising for heterogeneous plastic streams, particularly when several polymers are present, since its quality parameters differ from conventional thermomechanical recycling.

This work developed an innovative approach of tire recycling through the application of waste tire rubber and textile fiber as reinforcements for the production of fully recycled thermoplastic elastomer (TPE), compounds turning wastes into added-value materials. An experimental optimization was performed to develop a specific phase morphology and achieve balanced physical, mechanical, and thermal properties of TPE based on recycled materials. In the first part, ground rubber tire (GTR) from regenerated rubber (RR) and non-regenerated rubber (NRR) based on off-the-road (OTR) tires were melt blended (twin-screw extrusion) with recycled high-density polyethylene (rHDPE) to investigate the effect of rubber regeneration and composition on the processability, phase morphology and properties of highly filled TPE containing up to 90 wt.% GTR. Inclusion of RR into rHDPE contributed to better flowability and processability because of higher chain mobility and particle deformability compared to NR particles. Despite decreasing tensile strength and tensile modulus with rubber content (stress concentration points), the elongation at break and impact strength increased which was attributed to the presence of a more elastic phase content and higher energy absorption through the deformation of rubbery particles retarding fracture. In the second part, TPE blends based on recycled thermoplastic were prepared via melt blending to study the effect of GRT particle size (0–250 μm, 250–500 μm and 500–850 μm) and content (0, 20, 35, 50 and 65 wt.%). The results revealed that for a fixed blend composition, smaller GTR particles (0–250 μm) gave higher tensile properties and toughness compared to larger particles because of higher specific surface area (higher value and better contact) between small GTR particles and the matrix promoting interfacial interaction. However, smaller particles had a negligible effect on mechanical strength at higher GTR content (above 50 wt.%) since incompatibility and poor interphase quality played a more significant role. In the next step, different types of regenerated recycled rubbers (RR₁ and RR₂) were used to produce highly filled TPE blends (over 70 wt.%). Strong entanglement between RR₂ (regeneration degree of 24%) free chains and the thermoplastic macromolecules contributed to strong interfacial interaction, leading to high mechanical properties. The introduction of a recycled ethylene-vinyl acetate (rEVA) copolymer improved the elongation at break and impact strength by 27% and 11% respectively, via encapsulation of the rubber phase by the elastomer copolymer (10 wt.%) forming a thick/soft interphase decreasing interfacial stress concentration slowing down fracture. In the last part, a masterbatch based on maleic anhydride grafted polyethylene (MAPE)/RR (70/30) was used for impact modification and compatibilization of recycled TPE composites reinforced with recycled tire fiber (RTF). The addition of surface coated RR with the coupling agent delayed crack initiation/propagation by forming a thick/soft interphase decreasing interfacial stress concentration slowing down fracture. Encapsulation of the rubber phase by MAPE provided an efficient method for waste tire recycling (rubber and fibers) by producing toughened TPE composites with acceptable mechanical properties. Overall, the results obtained in this project open the door for further development of waste tires recycling via the production of environmentally friendly, cost effective and added-value TPE compounds for several industrial applications like automotive, packaging and civil engineering. / Ce travail développe une approche innovante du recyclage des pneus grâce à l'application de déchets de caoutchouc de pneus et de fibres textiles comme renforts pour la production de composés élastomères thermoplastiques (TPE) entièrement recyclés transformant les déchets en matériaux à valeur ajoutée. Une optimisation expérimentale a été réalisée pour développer une morphologie de phase spécifique et obtenir des propriétés physiques, mécaniques et thermiques équilibrées du TPE à base de matériaux recyclés. Dans la première partie, de la poudrette de pneu usé (GTR) à partir de caoutchouc régénéré (RR) et de caoutchouc non régénéré (NRR) à base de pneus hors-route (OTR) ont été mélangés à l'état fondu (extrusion à double vis) avec des matériaux recyclés comme le polyéthylène haute densité recyclé (rHDPE) pour étudier l'effet de la régénération et de la composition du caoutchouc sur l'aptitude au moulage, la morphologie des phases et les propriétés du TPE hautement chargé contenant jusqu'à 90% en poids de GTR. L'inclusion de RR dans le rHDPE a contribué à une meilleure fluidité et une aptitude au moulage en raison de la mobilité des chaînes et de la déformabilité des particules plus élevées que les particules NR. Malgré la diminution de la résistance à la traction et du module de traction avec la teneur en caoutchouc (points de concentration de contrainte), l'allongement à la rupture et la résistance aux chocs ont augmenté, ce qui a été attribué à la présence d'une teneur en phase plus élastique et d'une absorption d'énergie plus élevée par la déformation des particules caoutchouteuses retardant la rupture. Dans la deuxième partie, des mélanges de TPE à base de thermoplastique recyclé ont été préparés par mélange à l'état fondu pour étudier l'effet de la taille des particules de GTR (0-250 μm, 250-500 μm et 500-850 μm) et leur contenu (0, 20, 35, 50 et 65% en poids). Les résultats ont révélé que pour une composition de mélange fixe, les particules de GTR plus petites (0-250 μm) ont donné des propriétés de traction et une ténacité plus élevées par rapport aux particules plus grosses en raison d'une surface spécifique plus élevée (valeur plus élevée et meilleur contact) entre les petites particules de GTR et la matrice favorisant l’interaction interfaciale. Cependant, les particules plus petites ont un effet négligeable sur la résistance mécanique à une teneur en GTR plus élevée (au-dessus de 50% en poids) puisque l'incompatibilité et la mauvaise qualité de l'interphase ont joué un rôle plus important. Dans l'étape suivante, différents types de caoutchoucs recyclés régénérés (RR₁ et RR₂) ont été utilisés pour produire des mélanges de TPE hautement chargés (plus de 70% en poids). Un fort enchevêtrement entre les chaînes libres RR₂ (degré de régénération de 24%) et les macromolécules thermoplastiques a contribué à une forte interaction interfaciale conduisant à des propriétés mécaniques élevées. L'introduction d'un copolymère éthylène-acétate de vinyle recyclé (rEVA) a montré une augmentation de l'allongement à la rupture et de la résistance aux chocs de 27% et 11% respectivement, via l'encapsulation de la phase de caoutchouc par le copolymère élastomère (10% en poids) formant un interphase épaisse/flexible diminuant la concentration de contraintes interfaciales ralentissant la fracture. Dans la dernière partie, un mélange maître à base de polyéthylène greffé à l'anhydride maléique (MAPE)/RR (70/30) a été utilisé pour la modification d'impact et la compatibilisation de composites TPE recyclés renforcés de fibres de pneu recyclées (RTF). L'ajout de RR recouvert en surface avec l'agent de couplage a retardé l'initiation et la propagation des fissures en formant une interphase épaisse/flexible diminuant la concentration de contraintes interfaciales ralentissant la fracture. L'encapsulation de la phase caoutchouc par MAPE a fourni une méthode efficace pour le recyclage des pneus usés (caoutchouc et fibres) en produisant des composites TPE renforcés avec des propriétés mécaniques acceptables. Dans l'ensemble, les résultats obtenus dans ce projet ouvrent la porte à un développement ultérieur du recyclage des pneus usagés via la production de composés TPE respectueux de l'environnement, rentables et à valeur ajoutée pour plusieurs applications industrielles telles que l'automobile, l'emballage et le génie civil.

Dans cette étude, des matériaux composites bois/plastiques moussés ont été produits par une méthode de moulage par injection. En particulier, les composites sont constitués de fibres de bois et d'une matrice de polyoléfines recyclées (mélange de HDPE et PP). La décomposition thermique de l'azodicarbonamide (ACA), un agent gonflant chimique, fournit le gaz nécessaire à la formation de la mousse microcellulaire. Afin d'étudier ces composites, nous avons varié la concentration de bois, la température du moule ainsi que la teneur en agent gonflant. La caractérisation microscopique des échantillons comprend l'analyse de la structure cellulaire, de l'épaisseur de peau ainsi que de la morphologie des fibres. Les résultats montrent que la température du moule et la teneur en agent gonflant ont très peu d'influence sur la morphologie cellulaire à l'intérieur de la plage de valeurs étudiées. Par ailleurs, l'augmentation de la teneur en fibres augmente le diamètre cellulaire à cause de la nature de l'interface bois/plastiques. Enfin, les tests mécaniques en flexion, torsion, impact et traction ont pour but de caractériser l'effet du bois et du moussage sur ces matériaux tout en liant les propriétés mécaniques aux analyses microscopiques. On observe que les propriétés des échantillons sont supérieures en présence de fibres de bois mais légèrement inférieures lorsque moussés.

Plusieurs industries font face actuellement à un problème commun, soit la variabilité entre les lots de matières premières qu'elles utilisent. Cette dernière a un impact non négligeable sur la qualité du produit puisqu'elle rend l'atteinte des seuils de qualité plus ardue et occasionne une production moins uniforme. La mise en place d'un bon contrôle de qualité peut favoriser la réduction de sa propagation par l'usage de spécifications multivariées sur les propriétés de la matière première et par l'optimisation des conditions opératoires. Cette thèse vise à fournir de nouveaux outils pour réduire l'impact de la variabilité de la matière première sur le produit fini. Elle s'attarde à la généralisation de l'approche permettant de définir des spécifications multivariées construites à partir de modèles à variables latentes tels que la régression des moindres carrés partiels (PLS) ainsi qu'à l'optimisation dans l'espace latent. Elle débute par une analyse des deux techniques utilisées pour la définition des spécifications multivariées sur les propriétés de la matière première, soit l'inversion d'un modèle PLS et l'ajustement de limites dans l'espace latent discriminant les indices de qualité du produit fini. Celle-ci a permis de développer un outil d'aide à la décision facilitant la sélection de la méthode à utiliser en se basant sur leurs avantages et inconvénients. L'analyse de l'impact de la colinéarité entre les propriétés du produit fini a permis d'observer une perte de performances lorsque le degré de corrélation est élevé. Afin de comprendre cette dégradation, différentes causes ont été examinées telles que le conditionnement de la matrice à inverser et le positionnement des prédictions des indices de qualité dans l'espace de *scores*. En présence de forte corrélation, il est suggéré d'effectuer au préalable une analyse en composantes principales pour obtenir des variables indépendantes. Selon leurs définitions originales, les spécifications multivariées ne considèrent pas l'ajustement des conditions opératoires. Une méthodologie permettant le développement d'un outil d'aide à la décision utilisant une projection des structures latentes multiblocs séquentiels (SMB-PLS) a été élaborée afin d'accroître la zone d'acceptabilité de la matière première menant à l'atteinte des seuils de qualité du produit fini. Elle couple le concept de spécifications multivariées avec la résolution d'un problème d'optimisation dans l'espace latent qui tient compte de l'impact économique des modifications suggérées. Ainsi, l'utilisateur peut déterminer s'il est économiquement justifiable d'acheter un lot de matière première de moins bonne qualité. À partir d'un cas d'étude basé sur un procédé de broyage-flottation d'un minerai de plomb, les tests en simulation ont démontré que cette approche permet d'accepter correctement 7.3% plus de lots que l'opération normale. Comme elle requiert un processus en deux étapes, une méthode simplifiée a aussi été proposée. Cet outil se base uniquement sur un ensemble d'inégalités et ne nécessite pas la résolution du problème d'optimisation lors de la prise de décision. Ses performances sont similaires à l'approche globale. Finalement, dans certains cas, l'option d'accepter ou de rejeter un lot n'est pas possible puisque la matière première est déjà en stock et qu'elle ne peut être écartée. La réduction de l'impact de la variabilité repose donc uniquement sur l'ajustement des conditions opératoires. La structure du problème d'optimisation défini à partir d'un modèle SMB-PLS est utilisée pour proposer une solution d'optimisation en temps réel. Elle suggère les conditions opératoires nécessaires pour maximiser la rentabilité d'un procédé continu chaque fois qu'un nouveau lot de matière y est introduit. Sa structure inclut la mise à jour du modèle et un fonctionnement en boucle fermée pour minimiser l'effet des perturbations paramétriques. Le cas d'étude a montré qu'il est possible d'augmenter d'au moins 1.5% le gain semestriel comparativement à l'opération nominale. / A common problem currently faced by many industries is the lot-to-lot variability in incoming raw materials. This has a significant impact on product quality, since it is harder to reach quality targets, and results in a less uniform production. Carrying out proper quality control can help to reduce its propagation by using raw material multivariate specifications and optimization of operating conditions. This thesis aims to provide new tools to reduce the impact of raw material variability on the final product. It focuses on the generalization of the approach for defining multivariate specifications based on latent variable models such as the projection to latent space structure (PLS), as well as optimization in latent space. It begins with an analysis of the two techniques used to define raw material multivariate specifications, i.e. a PLS model inversion and direct mapping (fitting limits in the latent space that discriminates the final product quality indices). This helps to develop a decision-support tool facilitating the selection of the method to be used, based on their advantages and disadvantages. Analysis of the impact of collinearity between end-product properties revealed a loss of performance when the degree of correlation is high. In order to understand this degradation, various causes were examined, such as the condition number of the invertible matrix and the position of the prediction of the quality indices in the score space. In presence of strong correlation, it is suggested to perform a principal component analysis beforehand to obtain independent variables. In their original definitions, raw material multivariate specifications do not consider the adjustment of operating conditions. In order to increase the raw material acceptance region leading to the achievement of the final quality thresholds, a methodology is proposed to develop a decision support tool using sequential multi-block partial least squares model (SMB-PLS). It couples the concept of multivariate specifications with the resolution of an optimization problem in latent space, which takes into account the economic impact of suggested modifications. In this way, the user can determine whether it is economically justifiable to purchase a lower-quality raw material lot. Using a case study based on a lead ore milling flotation process, simulation tests demonstrated that this approach correctly accepts 7.3% more lots using multivariate specifications and operating the process at nominal conditions. As the framework considers two steps, a simplified method is also proposed. This tool is based only on a set of inequalities and does not require solving the optimization problem at the decision-making stage. Its performance is similar to that of the global approach. Finally, in some cases, it is impossible to determine the acceptability of a lot before purchasing it since the raw material is already in stock and cannot be discarded. Reducing the impact of variability relies therefore solely on adjusting operating conditions. The structure of the optimization problem defined from an SMB-PLS model is used to propose a real-time optimization solution. It suggests the operating conditions needed to maximize the profitability of a continuous process each time a new lot of raw material is introduced. Its structure includes model updating and closed-loop operation to minimize the effect of parametric disturbances. The case study showed that it is possible to increase the biannual gain by at least 1.5% compared to the nominal operation.

Les matières résiduelles deviennent progressivement les ressources de demain. Cette optimisation des matières résiduelles est mise en avant grâce à La Politique québécoise de gestion des matières résiduelles 1998-2008. Représentant près du dixième de l'ensemble des résidus, les rebuts de bois possèdent un important potentiel de mise en valeur. Actuellement, ce potentiel est limité en raison des lacunes dans la gestion de cette matière. Le manque d'options pour les différentes optimisations, relié directement à l'absence de collecte et de triage des résidus, provoque une situation favorisant l'enfouissement comme principal devenir. Ayant pour but d'optimiser le potentiel des rebuts de bois, l'objectif de la présente recherche est de développer une nouvelle approche de gestion intégrée des rebuts de bois au Québec. Pour ce faire, la dynamique de la matière ligneuse a été étudiée et en particulier un outil de collecte qui connaît une ascension fulgurante depuis quelques années: l'écocentre. Suite aux lacunes répertoriées, un modèle a été créé afin de comprendre la dynamique des rebuts de bois dans la société. Ce dernier apporte des solutions concrètes à l'enfouissement des résidus par la mise en place d'établissements (écocentres) permettant de récupérer les matières résiduelles, de les trier adéquatement et de les répartir pour différentes voies de réemploi, de recyclage et de valorisation. De plus, le modèle permet de simuler les changements associés aux différents choix de mises en valeur des résidus dans l'ensemble de la dynamique des matières. Le nombre d'écocentres québécois a connu une très grande popularité au cours de ces dernières années. Cependant, les gestionnaires des écocentres doivent augmenter leur efficacité de traitement des matières résiduelles en optimisant le potentiel des matières résiduelles tout en étant informés et critiques sur les différents modes de mises en valeur des résidus. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gestion, Matière résiduelle, Bois, Bois traité, Écocentre, Déchetterie.