Les méthodes d’évaluation environnementale sont de plus en plus utilisées pour mieux apprécier les impacts environnementaux générés par les activités humaines (produits, services, systèmes). L’analyse de cycle de vie (ACV) est sans doute la méthode d’évaluation la plus répandue. Elle est aussi souvent considérée comme la plus avancée, bien qu’elle comporte de sérieuses limites (elle n’intègre pas de réels indicateurs économiques ou sociaux, par exemple). Dans cette thèse de doctorat, j’examine plus particulièrement la problématique de l’intégration du temps dans les modèles d’inventaire et les calculs d’impact tout au long du cycle de vie. J’y présente une évolution de la méthodologie d’ACV traditionnelle pour le cas du réchauffement climatique, qui incorpore des aspects dynamiques et cumulatifs exprimés directement en équivalent-CO2. Cette perspective orientée vers une meilleure prise en compte dans les pratiques de reporting et/ou les politiques publiques est ensuite déclinée sur trois cas d’application de complexité croissante pour l’analyse. L’hypothèse centrale de ce travail est que le passage d’une ACV traditionnelle à une ACV dite « dynamique » permettrait d’obtenir des résultats d’évaluation d’impacts plus proches de la réalité des phénomènes environnementaux / Environmental impact assessment methods are now widely used in order to measure environmental impacts associated with human activities (for products, services, and systems). Life-cycle assessment (LCA) is without doubt the foremost assessment method. LCA is also often thought of as the more advanced one, despite serious limitations (e.g. LCA does not include properly economical or social dimensions). In this PhD report, I explore more specifically the issue of integrating time in both inventory models and impact assessments along the life-cycle. In the case of climate change, I offer an evolution of traditional LCA towards a framework that includes dynamic and cumulative aspects as expressed directly in CO2-equivalent. This approach, which is oriented towards reporting practices and/or public policies, is afterwards applied to three different case studies of growing complexity. The central hypothesis of this work is that switching from traditional to so-called “dynamic” LCA would allow for better results with regards to one reality of environmental processes

Dans le cadre de ce mémoire, nous documentons les interventions du ministère de l'Environnement du Québec (MF.NVIQ) pour trois enjeux liées aux contaminants atmosphériques soit les précipitations acides, l'appauvrissement de la couche d'ozone et les changements climatiques. Pour chacun de nos cas d'études, indiquons les instruments choisis par le MHNVIQ. Nous formulons également des hypothèses afin d'expliquer les variations observées au niveau du choix des instruments et, particulièrement, de leur degré de coercition. De plus, nous distinguons les instruments de détection, devant fournir des informations au Ministère concernant les causes et les conséquences des problématiques environnementales, et les instruments effectifs, dont l'objectif est de changer les comportements des groupes ciblés. Afin de réaliser notre recherche, nous utilisons abondamment les concepts développés par l'analyse des politiques publiques et, plus particulièrement, par les auteurs associés au paradigme du choix des instruments. Pour les cas que nous avons observés, nous concluons que plus l'étendue des activités qui causent un problème environnemental est perçue comme étant grande, moins les instruments choisis seront coercitifs. Par ailleurs, il semble y avoir un lien entre les ressources à la disposition du MFNVIQ et la mise en œuvre d'instruments coercitifs puisque durant les années où les ressources du Ministère étaient décroissantes nous pouvons observer un recours proportionnellement plus important à des instruments volontaires. Finalement, nous avons également observé que les entreprises régulés ont une préférence pour les instruments moins coercitifs (ex. ententes volontaires) alors que les groupes écologistes tendent à proposer la mise en œuvre d'instruments plus coercitifs (ex. taxes environnementales, réglementation, etc.). Nous terminons notre mémoire par une discussion des limites relatives à nos travaux ainsi qu'à l'application de la théorie du choix des instruments à l'étude des interventions gouvernementales.

Les résines échangeuses d'ions, essentielles à la purification des systèmes modérateur et caloporteur, sont entreposées dans des réservoirs lorsqu'elles sont saturées. Cependant, ces réservoirs sont presque pleins, et leur contenu devra être transféré dans des unités de stockage à long terme. Afin d'évaluer les risques associés à l'entreposage des résines usées dans des enceintes fermées, des échantillonnages ont été réalisés pour déterminer les taux de formation des composés volatils d'intérêt, soit le méthane, l'hydrogène et le dioxyde de carbone, contenant ou non du tritium et du carbone-14. À partir des taux de formation ainsi calculés, les quantités de ces composés pouvant s'accumuler dans les enceintes de stockage ont été évaluées. Finalement, une méthode de suivi et de contrôle des émissions de composés volatils dans les enceintes de stockage est proposée.

La pollution de l’air au Québec fait l’objet d’un bon suivi quotidien pour répondre aux enjeux de la santé publique. Cependant, il y a peu d’analyse concernant les tendances à long terme des polluants et ces analyses ne traitent que des polluants qui ont un impact connu sur la santé humaine. L’un des deux objectifs de ce projet vise donc à faire l’analyse des tendances de dix polluants entre 1974 et 2015 sur le territoire du Québec. Le second est de déterminer les sources de la pollution transfrontalière. Les polluants à l’étude sont l’ozone troposphérique (O3) et les matières particulaires de toutes les tailles (<2,5 μm, <10 μm et >10 μm), ainsi que leurs concentrations en nitrates et sulfates. Le déplacement sur de grandes distances de l’O3 et des PM2.5 est aussi analysé, grâce à la méthodologie des rétrotrajectoires. Des tendances totales, annuelles, mensuelles, hebdomadaires et journalières ont été faites pour comprendre les divers patrons de concentrations des polluants. Puis, lorsque les normes de dépassements étaient disponibles, une analyse temporelle et spatiale de ces dépassements a été faite. De manière générale, la qualité de l’air au Québec s’est améliorée pour sept des dix polluants à l’étude. L’O3 ainsi que les nitrates qui composent les PM10 (NPM10) sont les seuls polluants à montrer une augmentation au cours de la période à l’étude. Les PM2.5, pour leurs parts demeurent stables sur la période d’étude. Spatialement, les concentrations dépendent des polluants ainsi que de leurs sources d’émissions. Pour le transport longue distance de l’O3, les sources associées aux hautes concentrations proviennent du nord du Québec et du secteur des Grands Lacs canadiens. Le transport longue distance des PM2.5 provient essentiellement du secteur des Grands Lacs. Mots-clés : Pollution atmosphérique, qualité de l’air, rétrotrajectoires, ozone troposphérique, PM2.5, tendance temporelle, géographie.

Le rayonnement Térahertz, ou infrarouge lointain, couvre la bande spectrale de 100 GHz à 10 THz. Cette<br />partie du spectre électromagnétique est encore peu exploitée et a souvent été qualifiée de "gap spectral" en raison des nombreuses difficultés à émettre ce rayonnement à des puissances exploitables. Deux spectromètres dans la gamme THz ont été développés et exploités. Le premier, basé sur la spectroscopie résolue en temps, utilise des impulsions THz et permet d'obtenir un spectre de quelques GHz à 1,2 THz en quelques minutes avec une résolution de l'ordre du GHz. Le second est un spectromètre continu basé sur le photomélange avec<br />une extension spectrale de 3 THz et une pureté spectrale de 5 MHz. Après des descriptions analytiques et des caractérisations expérimentales des dispositifs, nous nous sommes intéressés à l'étude, à la surveillance et à la détection des polluants atmosphériques dans l'infrarouge lointain en exploitant les deux instruments pour l'analyse de la fumée de cigarette qui représente un excellent exemple de milieu hostile. Cette étude révèle la présence d'acide cyanhydrique (HCN), de monoxyde de carbone (CO), et de formaldéhyde (H2CO). Les concentrations de ces espèces ont été déduites des formes de raies puis confirmées et comparées à des<br />mesures par méthodes chimiques. La partie fondamentale de ce travail est d'étudier la réponse d'un gaz suite à une excitation subpicoseconde : les signaux de précession libre dans le sulfure de carbonyle (OCS) qui consiste en une série d'impulsions transitoires. Un modèle théorique permet d'interpréter classiquement ces impulsions réémises. La décroissance quasi exponentielle des impulsions transitoires est liée à la largeur de raie des transitions de rotation et les informations d'anharmonicité sont observées sur les formes de ces<br />impulsions qui sont principalement dues à la propagation, à la dispersion et à la distorsion centrifuge.

L'effet de la pollution atmosphérique se fait de plus en plus ressentir de nos jours. Plusieurs études font valoir la nécessité de développer des techniques de mesures et de simulations pour la surveillance continue de son évolution dans l'atmosphère. La modélisation numérique est de plus en plus utilisée pour estimer la dispersion des nuages de polluants dans le temps et dans l'espace. Elle présente a priori des avantages certains par rapport aux techniques physiques que sont les essais in situ ou à échelle réduite. La présente étude consiste en une modélisation inverse des concentrations de CO₂ obtenues à l'été 2007 par la mesure en continu sur le site de Lethbridge, Alberta (Fluxnet Canada). Cette première étape dite de "calage de modèle" a permis ainsi d'optimiser les paramètres d'entrée du modèle de chimie-transport. Il a ainsi été possible de s'assurer de la qualité et de la reproductibilité des simulations par rapport aux observations. L'écart relatif maximal (de l'ordre de 12,3 %) entre simulations et observations sur le site (mai-août 2007) démontrent la bonne qualité des données d'entrée du modèle. Nos résultats ont montré également la grande influence des vents sur ce site dans la dispersion atmosphérique des polluants. Les vents de l'ordre de 44 km/h dispersent les polluants (ici le CO₂), tandis que ceux de l'ordre de 7 km/h favorisent l'accumulation des polluants sur le site de mesure. Dans une seconde étape, les concentrations de CO₂ et de CH₄ mesurées sur le champ expérimental de culture de l'Université Laval au cours de l'été 2005, grâce au dispositif conçu au LP AM (Laboratoire de physique atomique et moléculaire, Département de physique de génie physique et d'optique, Université Laval), ont été calculées grâce à nos codes (TRANSCHIM). Une erreur relative maximale de ~7 % pour le CH₄ et de ~2 % pour le CO₂ ont été observées entre les mesures et les simulations. Une fois de plus la grande influence du vent sur la dispersion atmosphérique des polluants a été mise en évidence. Les indicateurs statistiques, choisis pour déterminer la qualité des résultats dans cette deuxième étape, ont été généralement meilleurs malgré certaines données qui semblaient parfois physiquement irréalistes. Néanmoins le but de jeter les jalons d'une recherche combinée de mesures expérimentales et de simulations numériques conduisant à des résultats convergents a été atteint.