Les difficultés vécus par l'industrie canadienne des produits forestiers dans la dernière décennie l’ont amené vers une transformation importante. L'innovation dans les produits et les processus est encore nécessaire afin de maximiser la valeur économique des ressources forestières. Cette thèse se concentre sur le les systèmes d'approvisionnement en bois de l’industrie forestière qui est responsable de la récolte et de la livraison des matières premières de la forêt vers les usines. Les entreprises les plus compétitives sont celles qui peuvent fournir les bons produits aux bons clients au bon moment. L'agilité du système d'approvisionnement en bois devient ainsi une des caractéristiques nécessaires à la compétitivité. Les objectifs de la thèse sont d'identifier les possibilités d'améliorer l'agilité du système d'approvisionnement en bois, de quantifier les gains potentiels et de proposer un mécanisme dans le but d’anticiper son impact à long terme. L’agilité est la capacité des systèmes d'approvisionnement en bois à répondre rapidement et efficacement à des fluctuations inattendues de la demande. Premièrement, nous identifions les capacités requises par le système d'approvisionnement en bois qui permettent l'agilité; ensuite, nous examinons la littérature portant sur les systèmes d'approvisionnement en bois pour trouver des signes de ces capacités. Suite à cette étape, une opportunité d'améliorer l'agilité des systèmes d'approvisionnement a été identifiée. Celle-ci implique une plus grande flexibilité dans le choix des traitements sylvicoles au niveau opérationnel afin de mieux aligner l'offre avec la demande. Une expérimentation a été menée en utilisant des données industrielles pour quantifier les avantages potentiels associés à l'approche. Dans les scénarios avec flexibilité permise, des profits significativement plus élevés et des taux plus élevés de satisfaction de la demande ont été observés. Ensuite, un système de simulation-optimisation de la planification hiérarchique a été développé pour étudier l'influence de la flexibilité au niveau opérationnel sur l'approvisionnement en bois à long terme. Le système a été mis en œuvre en utilisant les données hypothétiques d'une forêt du domaine public québécois pour un horizon de 100 ans. Le système développé a permis de mesurer les impacts à courts et à long terme des décisions d'approvisionnement. Il devrait permettre de mieux intégrer les pratiques d’aménagements forestiers avec les besoins de la chaîne d’approvisionnement. / The significant downfall experienced by the Canadian forest products industry in the past decade has catalyzed the industry into a process of transformation. A concerted effort to maximize economic value from forest resources through innovation in both products and processes is currently underway. This thesis focuses on process innovation of wood procurement systems (WPS). WPS includes upstream processes and actors in the forest products supply chain, responsible for procuring and delivering raw materials from forests to manufacturing mills. The competitiveness of the industry depends on the agility of WPS to deliver the right product to the right customer at the right time. The specific aims of the thesis are to identify opportunities to improve wood procurement system agility, quantify the potential improvement in performance and propose a mechanism to anticipate its long-term impact. Agility is the ability to respond promptly and effectively to unexpected short-term fluctuation in demand. We first identify the capabilities a WPS needs to possess in order to enable agility; we then review the literature in the WPS domain to search for evidence of these capabilities. An opportunity to improve agility of WPS was then identified. It entailed providing managers with flexibility in the choice of silvicultural treatments at the operational level to permit better alignment of supply with the prevailing demand. An experiment was conducted using industry data to quantify the potential benefits associated with the approach. In scenarios where flexibility was permitted, significantly higher profits and demand fulfillment rates were observed. Next, a simulation-optimization system for hierarchical forest management planning was developed to examine the influence of operational level silvicultural flexibility on long-term wood supply. The system was implemented to a forest management unit in Québec in a rolling planning horizon basis for a 100 year horizon. The system demonstrated a capability to measure short and long-term impacts of supply decisions. It will prove to be a useful tool to better integrate forest management practices and supply chain needs.

Pour s'affranchir partiellement des ressources pétrolières coûteuses et non-renouvelables, il devient de plus en plus avantageux d'introduire des composés biosourcés dans les matériaux pétrochimiques. Dans ce contexte, les molécules d'origine oléagineuse issues des huiles végétales non-comestibles s'avèrent une ressource de choix, étant à la fois renouvelables et ayant un impact moindre sur l'environnement. Elles sont d'ailleurs disponibles en quantités industrielles et avec une bonne pureté, en plus de présenter une possibilité de fonctionnalisation via leurs fonctions alcools, esters et alcènes. Afin de faire de ces huiles des composés à valeur ajoutée, nous avons décidé, dans le cadre de ce projet, de nous concentrer sur l'oxydation de leur liaison double, en utilisant comme composé modèle l'oléate de méthyle. Puisqu'il est important, pour diminuer les coûts, de minimiser les réactifs nécessaires et de limiter les purifications, l'emploi de la catalyse hétérogène est tout indiqué pour parvenir à oxyder les acides gras. L'hémine est une porphyrine connue comme le centre catalytique de nombreuses familles de protéines actives en oxydation. Les travaux de Xue et al. (Angew. Chem. Int. Ed. 2012) ont montré que l'hémine liée de façon non-covalente à l'oxyde de graphène réduit peut oxyder sélectivement certains composés d'intérêt. Le but de ce projet est donc de vérifier l'applicabilité d'un catalyseur d'hémine-graphène pour l'oxydation des acides gras en industrie. À la lumière des résultats obtenus, la fonctionnalisation covalente de l'hémine à l'oxyde de graphène, ainsi qu'à une silice mésoporeuse ont également été testées. Les performances se montrant peu reproductibles, des travaux sur l'utilisation d'acides percarboxyliques supportés sur silice comme oxydant réutilisable des acides gras ont ensuite été effectués.

La planification stratégique de l'approvisionnement forestier est une activité complexe permettant à l'entreprise de fournir en matière première ses installations de transformation. Il est reconnu que les modèles mathématique de planification stratégique proposés à ce jour n'intègrent pas l'approvisionnement forestier en tant que variable décisionnelle mais le considèrent plutôt comme une contrainte. Les caractéristiques spatiales et temporelles de l'approvisionnement forestier sont aussi souvent ignorées, de même que la demande des produits sur les marchés et l'incertitude reliée aux activités forestières. Pour faciliter l'intégration éventuelle de ces éléments dans un modèle mathématique, ce mémoire présente une étude de cas sur la chaîne de création de valeur de l'industrie forestière, plus particulièrement au niveau de l'entreprise et de son approvisionnement forestier. L'objectif est de décrire, par un modèle conceptuel, le processus décisionnel stratégique de l'entreprise et les variables reliées, de l'approvisionnement jusqu'aux marchés.

L'objectif de cette étude est de savoir si la fédération des provinces du Canada forme aujourd’hui une zone monétaire optimale. Les travaux précédents ont suggéré que l’espace monétaire canadien soit divisé en deux espaces, l’un de l’Est et l’autre de l’Ouest. Notre méthodologie, qui intègre des données des Etats-Unis et du cours du pétrole WTI, fait ressortir l’existence de deux zones économiques pouvant se doter de leur propre devise. L’analyse par VECM montre l’existence d’une relation de long terme entre les provinces canadiennes, les États-Unis et le cours du pétrole. Une interprétation possible de nos résultats est que ceux-ci suggèrent que le Canada devrait avoir deux monnaies distinctes une pour la zone de l’Ouest (Alberta/Colombie-Britannique), une pour la zone de l’Est (Québec/Ontario/Nouveau-Brunswick). / The aim of this study is to assess whether the federation of the provinces of Canada today form an optimal currency area. Previous work has sometimes suggested that the Canadian monetary zone be divided into two spaces, one in the East and the other in the West. Our methodology, which incorporate data from the United States and WTI oil prices, highlights the existence of two economic areas that could develop their own currency. VECM analysis shows the existence of a long-term relationship between the Canadian provinces, the United States and oil prices. The results can be interpreted as suggesting that Canada should have two separate currencies for an area of the West (Alberta / British Columbia), one for the area (Quebec/Ontario/New-Brunswick).

Les usines de bioénergie devraient jouer un rôle important dans la production d'énergie verte à partir de la biomasse forestière. Pour intégrer l'usine de bioénergie dans la chaîne d'approvisionnement forestière, l'industrie a besoin de nouveaux investissements ainsi que de la conception et de la gestion de la chaîne de valeur. D'un autre côté, les incertitudes associées aux nouveaux produits sur le marché peuvent ajouter des risques supplémentaires à un investissement aussi important dans la chaîne d'approvisionnement forestière instable. Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier la conception du réseau de bioénergie forestière dans un contexte déterministe et stochastique. La première partie de la thèse propose une plate-forme expérimentale pour intégrer la conception et le pilotage de la chaîne de valeur puisque le nouveau design ne sera réalisable que s'il considère au préalable la planification. La plateforme a inclus plusieurs actions collaboratives entre tous les partenaires impliqués dans la chaîne d'approvisionnement. Cette plateforme est la base d’un nouvel outil éducatif appelé jeu de transport. Ensuite, la plate-forme a été utilisée pour concevoir un réseau optimisé de bioénergie forestière. La chaîne d'approvisionnement forestière de Terre-Neuve, composée de quatre acteurs majeurs de l’industrie forestière, a été considérée comme notre étude de cas. La rentabilité de l'ajout de nouvelles installations de bioénergie ainsi que de nouveaux terminaux dans plusieurs emplacements potentiels ont été évalués. Enfin, à la troisième partie de la thèse, nous repensons le réseau bioénergétique en tenant compte de l'incertitude de la demande et des prix de tous les produits finaux de la nouvelle chaîne de valeur. Plusieurs bioprocédés potentiels avec différentes technologies ont été évalués dans notre étude de cas. Pour fournir une solution tenant compte du risque, nous avons développé deux nouveaux modèles de gestion des risques. Les résultats dans les trois parties ont clairement démontré l'impact de la planification intégrée, des usines de bioénergie et de la collaboration sur l'amélioration de la performance de la chaîne d'approvisionnement forestière. En général, le travail accompli dans ce projet permettra une transformation en douceur de la chaîne d'approvisionnement forestière en tenant compte des risques d'investissement. En ce qui concerne les résultats obtenus grâce aux études de cas, nous croyons que la plateforme et les approches proposées dans cette thèse peuvent être considérées comme des outils novateurs et pratiques pour le problème de la conception des réseaux de bioénergie forestière. / Bioenergy plants are expected to play an important role in green energy production from forestry biomass. To incorporate bioenergy plant in the forest supply chain, the industry requires new investments as well as new value chain design and management. On the other side, the uncertainties associated with demand and price of new products in the market may add risks to such large investment in current forest supply chain. Hence, the main objective of this thesis is to analyze and to propose new design of the forest bioenergy network in both a deterministic and a stochastic context. The first part of the thesis has proposed four optimization models for strategic, tactical and operational planning levels of the supply chain. The models have included several collaborative actions between all involved stakeholders of the supply chain. They have been integrated in a new educational tool called hierarchical transportation game. In the second part of the thesis, we have integrated the developed optimization models to propose an integrated value chain design and value chain management optimization model. This model has been used to analyze a forest bioenergy network in Newfoundland. Newfoundland forest supply chain comprising four major stakeholders was considered as our case study. The profitability of adding a new bioenergy plant as well as new terminals in several potential locations have been evaluated. Finally, in a third part of the thesis we have proposed the bioenergy network taking into account uncertainty on demand and price of all final products of a new value chain. Several potential bioprocesses with different technologies have been evaluated for our case study. To provide a risk-averse solution, we have proposed two risk management models. The results from the three parts of the thesis have demonstrated the impact of integrated planning, bioenergy plants and collaboration on improvement of forest value chain. In general, the work in this thesis can support an efficient transformation of the forest supply chain considering investment risks. The optimization models and approaches proposed in this thesis are novel and practical for the forest bioenergy network design problem.

Titre de l'écran-titre (visionné le 4 janvier 2024) / Ce mémoire étudie les conséquences macroéconomiques d'une hausse soudaine du prix mondial du pétrole pour le Québec, une petite économie ouverte importatrice nette de pétrole. Pour ce faire, un modèle d'équilibre général dynamique et stochastique (DSGE) a été développé. Le modèle s'inscrit dans le cadre général des modèles Real Business Cycle (RBC) et tient compte de l'utilisation d'essence par les entreprises ainsi que de la présence de raffineries dans l'économie québécoise. Les résultats indiquent qu'un choc pétrolier entraîne un recul du produit intérieur brut (PIB) québécois, principalement attribuable à la diminution de la consommation des ménages et des dépenses du gouvernement provincial. L'activité économique se rétablit dans un délai d'environ deux ans et demi. Le modèle ne reproduit pas précisément les répercussions économiques qui ont suivi le choc pétrolier de mars 2022 provoqué par l'invasion russe en Ukraine. Une future version du modèle pourrait intégrer des rigidités néo-keynésiennes et une estimation bayésienne des paramètres, tenir compte de la croissance démographique et retirer la contrainte d'équilibre de la balance commerciale imposée par le modèle actuel. / This master's thesis examines the macroeconomic consequences of a sudden increase in the global price of oil for Quebec, a small open economy that is a net oil importer. To do so, a dynamic stochastic general equilibrium (DSGE) model has been developed. The model is rooted in the framework of Real Business Cycle (RBC) models and takes into account the use of gasoline by firms as well as the presence of refineries in the Quebec economy. The results indicate that an oil shock leads to a decline in Quebec's gross domestic product (GDP), primarily driven by a decrease in household consumption and provincial government spending. Economic activity recovers within approximately two and a half years. The model does not precisely replicate the economic repercussions that followed the oil shock of March 2022 caused by the Russian invasion of Ukraine. A future version of the model could incorporate New Keynesian rigidities and a Bayesian estimation of the parameters, account for population growth, and remove the equilibrium constraint on the trade balance imposed by the current model.

Titre de l'écran-titre (visionné le 19 octobre 2023) / Les produits de Cannabis sativa L. comestibles tels que les teintures alcooliques et les huiles contenant des cannabinoïdes sont en vogue. Ces extractions liquides sont souvent fabriquées avec des inflorescences de cannabis à partir d'éthanol et d'huile alimentaire, car les cannabinoïdes sont solubles dans ces solvants. Cependant, l'utilisation d'inflorescences pour fabriquer ces produits n'est pas idéale en matière de valeur ajoutée. Ce mémoire propose donc des méthodes d'extraction des cannabinoïdes valorisant les sous-produits de l'industrie du cannabis. Les sous-produits consistent en un mélange d'effeuillures, de feuilles, de tiges et de branches de cannabis. L'objectif principal de ce mémoire est de développer des procédés d'extraction de cannabinoïdes des sous-produits du cannabis par macération à température ambiante dans l'alcool et par macération à chaud dans l'huile végétale. Le premier objectif spécifique est de déterminer s'il est possible d'atteindre une concentration seuil définie de 6 mg/mL en cannabinoïdes totaux dans les teintures alcooliques et les huiles de cannabis obtenues respectivement par la macération à température ambiante des sous-produits du cannabis dans l'éthanol 70% et par la macération à chaud des sous-produits dans l'huile végétale. Le deuxième objectif spécifique de cette étude tente de démontrer quelle méthode d'extraction entre celle à base d'éthanol 70% et celle à base d'huile végétale possède le meilleur pouvoir d'extraction des cannabinoïdes. Pour atteindre les objectifs, les cannabinoïdes présents dans les sous-produits à valoriser sont caractérisés ainsi que les cannabinoïdes extraits à l'aide de l'éthanol et de l'huile végétale. Leur caractérisation est effectuée par HPLC et les résultats sont analysés statistiquement. D'après les résultats, la moyenne du marqueur des cannabinoïdes totaux avec le facteur de conversion (Total CANNAB) est de 0,97 mg/mL ± 0,13 pour la teinture de cannabis et de 1,57 mg/mL ± 0,21 pour l'huile de cannabis et ces moyennes sont significativement différentes et inférieures à la concentration seuil définie de 6 mg/mL à α = 5%. Cela signifie qu'il est possible de développer des procédés d'extraction de cannabinoïdes des sous-produits du cannabis par macération à température ambiante dans l'alcool et par macération à chaud dans l'huile végétale. Cependant, il n'est pas possible d'atteindre une concentration seuil définie de 6 mg/mL en cannabinoïdes totaux dans les teintures et les huiles de cannabis étudiées. Également, les résultats révèlent qu'il y a une différence significative à α = 5% entre la moyenne de Total CANNAB de la teinture et de l'huile. Ainsi, dans ce projet de recherche, la méthode d'extraction à partir d'huile végétale possède un meilleur pouvoir d'extraction des cannabinoïdes comparativement à celle à base d'éthanol 70%.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse aborde trois questions relatives à l'innovation et au commerce international agroalimentaire. Le premier essai traite des implications de la libéralisation commerciale sur la qualité et les prix des exportations agroalimentaires, tant sur le plan théorique qu'empirique. Basée sur la littérature récente en commerce international, l'investigation théorique étend un modèle existant en introduisant les tarifs des outputs comme facteurs susceptibles d'impacter la qualité des exportations. Le modèle renseigne que les effets de la libéralisation commerciale sur la qualité des produits exportés dépendent fortement du niveau de différenciation des produits. En e et, la libéralisation commerciale induit une amélioration de la qualité des exportations plus importante pour les produits différenciés que pour les produits homogènes. Ces conclusions théoriques ont été testées avec des données des pays membres de l'OCDE. Les résultats empiriques corroborent en grande partie les hypothèses théoriques. Le deuxième essai est consacré à l'analyse des effets directs et indirects (via l'innovation) des contraintes de financement sur les performances à l'exportation des entreprises agroalimentaires dans les pays africains. La littérature soutient que les contraintes de financement impactent négativement les activités d'innovation des entreprises. Par ailleurs, l'innovation constitue un des principaux déterminants de la performance des entreprises à l'exportation. Il est alors pertinent d'envisager que les contraintes de financement peuvent impacter directement les performances à l'exportation des entreprises agroalimentaires à travers la hausse des coûts liés aux activités d'exportation, mais aussi indirectement à travers la réduction des incitations des entreprises à innover. Le modèle théorique développé suggère que l'impact de l'innovation sur les performances à l'exportation dépendent de deux effets : l'e et coût et l'e et de création de demande. L'innovation ne se traduit par une amélioration des performances à l'exportation que si l'e et de création de demande est supérieur à l'e et coût. Par ailleurs, les entreprises les plus financièrement contraintes sont moins enclines à innover et moins performantes sur les marchés étrangers. Ces conclusions théoriques ont été testées à travers des données d'entreprises agroalimentaires de 10 pays africains. De façon générale, l'évidence empirique confirme les conclusions théoriques selon lesquelles les contraintes des financements sont dommageables pour les performances des exportations des entreprises. Le dernier essai de cette thèse questionne les implications des investissements en R&D dans le secteur agricole sur la durée des exportations des produits agricoles dans les pays membres de la CEDEAO. Les recherches sur la survie des exportations dans le secteur agricole sont peu nombreuses. Plus précisément, celles abordant la question des possibles effets des investissements publics R&D sur la durée des exportations sont quasi inexistantes. Au regard de l'importance et du rôle que joue le secteur agricole dans l'économie des pays membres de la CEDEAO et de la faiblesse des investissements dans le secteur agricole, ce troisième essai contribue à combler ce gap. Deux mesures des investissements en R&D ont été utilisées comme variables explicatives de la probabilité de survie des exportations : la moyenne annuelle de la part des investissements en R&D dans le PIB agricole réalisée durant les cinq dernières années avant le début de l'épisode de commerce (investissement en amont) et la moyenne annuelle de la part des investissements en R&D dans le PIB agricole réalisée pendant l'épisode de commerce (investissement en aval). Les résultats empiriques indiquent que de façon générale, les investissements en R&D augmentent la probabilité de survie des exportations des produits agricoles des pays membres de la CEDEAO. Par ailleurs, cet e et n'est pas linéaire dans la mesure où l'augmentation les dépenses en R&D tendent à réduire la probabilité de survie des exportations à partir d'un certain seuil. Les résultats indiquent aussi une hétérogénéité entre les pays et selon le nombre d'épisodes de commerce passés. / This thesis addressed three issues related to innovation and agrifood trade through three essays. The rst essay deals with the implications of agrifood trade liberalization on export prices and quality upgrading, theoretically and empirically. Based on the recent literature on international trade, the theoretical investigation extends an existing model by incorporating the reduction of output tari s as an indicator of trade liberalization likely to a ect export quality. The theoretical model informs that the e ects of trade liberalization on the quality of exported products depend strongly on the level of product di erentiation. Indeed, trade liberalization leads to more quality improvement for di erentiated products than for homogeneous products. These theoretical conclusions have been tested with data from OECD member countries. Empirical results largely corroborate theoretical conclusions. The second essay is devoted to the analysis of the direct and indirect e ects (via innovation) of nancial constraints on the export performance of agrifood rms in African countries. The literature argues that nancial constraints negatively impact rms' innovation activities. In addition, innovation is one of the main determinants of export performance. It is therefore relevant to consider nancial constraints to directly impact the export performance of agrifood rms through increased costs related to export activities, but also indirectly through the reduction of rm incentives to innovate. Our theoretical model suggests that the impact of innovation on export performance depends on two e ects: the cost e ect and the demand-creation e ect. Innovation induces improved export performance only if the demand-creation e ect is greater than the cost e ect. Moreover, the most nancially constrained rms are less inclined to innovate and are less successful in foreign markets. These theoretical conclusions were tested on data about agrifood rms from 10 African countries. In general, empirical evidence con rms the theoretical conclusions that nancial constraints are damaging to the performance of rms' exports. v The last essay of this thesis questions the implications of R&D investment in the agricultural sector on export duration of agricultural products in ECOWAS member countries. There is little research on export survival in the agricultural sector. More precisely, those addressing the issue of the possible e ects of public R&D investment on the duration of exports are almost non-existent. Given the importance and role of the agricultural sector in the economies of ECOWAS member countries and the low level of investment in the agricultural sector, this essay contributes to lling this gap. Two measures of R&D investments were used as explanatory variables for the probability of export survival: the annual average share of R&D investments in agricultural GDP in the last ve years before the start of the trade episode (upstream investment) and the average annual share of R&D investments in agricultural GDP realized during the trade episode (downstream investment). The empirical results indicate that, in general, R&D investments increase the agricultural export survival rate of ECOWAS countries. In addition, this e ect is not linear as the increase in R&D expenditures tends to reduce the probability of export survival above a certain threshold. The results also indicate heterogeneity across countries and the number of past trade episodes.

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