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L'électricité d'origine photovoltaïque constituera une composante majeure des apports énergétiques domestiques dans les prochaines décennies. Aujourd'hui et malgré des rendements records, le coût des cellules solaires à base de matériau III-V sur germanium (Ge) est toujours trop dispendieux pour démocratiser cette technologie au niveau grand public. Le prix du substrat de Ge s’élève à plus de 50 % du prix de la cellule au complet alors que moins de 1% du substrat de Ge constitue la zone active du composant où le courant est généré. Une alternative serait donc d’intégrer une couche épitaxiale de Ge sur un support mécanique ou un substrat semi-conducteur à faible coût comme le silicium. Cependant, l’épitaxie de Ge sur substrat de Si présente des barrières physiques et technologiques. Le fort désaccord en paramètre de maille (4,2%) engendre des dislocations et contribuent majoritairement à dégrader le rendement des cellules. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé de nouvelles architectures de substrat virtuels de germanium-sur-silicium à base de porosification électrochimique. Les dislocations sont éliminées de la couche épitaxiale par un procédé de nano structuration thermo-électrochimique, permettant de créer une barrière de nano-cavités qui piège les dislocations. Le procédé de fabrication de ces substrats virtuels répond aux critères industriels : Monocristallins en surface, exempts de défauts, epi-ready et réalisés sur des substrats de grande taille par un procédé faible coût. La densité de dislocations moyenne est réduite de plus de trois ordres de grandeur, de ~ 107 cm-2 à ~ 104 cm-2 pour des couches de Ge de 1,5 μm d'épaisseur, ce qui est considéré comme très faible pour une couche épitaxiale aussi mince. L'utilisation de ces procédés simples, par anodisation électrochimique et recuit thermique adéquat, s’est révélée très efficace et innovante permettant de réduire significativement le coût des cellules photovoltaïques à base de matériau III-V sur substrat silicium, ainsi que leurs intégrations ...

Le financement basé sur les résultats (FBR) est un type de financement de plus en plus utilisé dans les systèmes de santé en Afrique. Au Mali, un projet pilote de FBR a été implanté afin d’améliorer l’offre et la qualité des soins, en ciblant des services payés à la performance. Aucune étude n’a encore été publiée pour comprendre le processus de pérennisation d’un tel programme en Afrique ou pour évaluer la pérennité de ses résultats; ceci étant le but de la recherche. La pérennisation a été analysée à travers ses différents déterminants, phases, niveaux et contextes. Ces composantes ont été explorées par différents événements critiques permettant d’obtenir une notion partagée par les parties prenantes de la pérennité du projet. Six centres de santé communautaire et deux centres de référence ont été choisis comme sites. Quarante-neuf entretiens ont été conduits avec les différentes parties prenantes (prestataires de soins, direction, gestionnaires, membres du projet) à divers niveaux administratifs (aires de santé, district, régional et national). Une analyse thématique a été effectuée à l’aide du logiciel © QDA Miner. Les résultats montrent que le niveau de pérennité du projet est faible pour plusieurs raisons. Concernant les déterminants de pérennité, l’investissement de ressources s’est arrêté à la fin du projet, peu de partage culturel se déroulait autour du FBR, peu de nouvelles tâches ont perduré et le projet n’était pas totalement adapté/approprié pour/par tous les acteurs. Peu d’événements critiques permettent de retracer les différentes phases de pérennisation, cependant, un manque de planification au niveau de la pérennité du projet est constaté. Des questions peuvent donc être posées quant à l’approche par projet et les gains potentiels qui pourraient être effectués grâce à une meilleure compréhension et opérationnalisation du concept de pérennité. Performance-based financing (PBF) is emerging as a new alternative to finance health systems in many African countries. In Mali, a pilot project was conducted to improve demand and supply of health services through financing performance. No study has explored the sustainability process of such a project in Africa. This study’s objectives were to understand the sustainability process of the project and to assess its level of sustainability. The process of sustainability was examined through its different determinants, stages and contexts. These were explored in interviews to discern, via critical events, stakeholders’ ideas regarding sustainability in terms of this project. Forty-nine stakeholders were interviewed in six community health centres and two referral health centres, including health practitioners, administrators (at district, regional, national levels), and those involved in implementing and conceptualizing the program (government and NGOs). A theme analysis was done with the software © QDA Miner. The results show a weak level of sustainability of the project due to many factors. Concerning determinants of sustainability, investments stopped at the end of the project, insufficient cultural artefacts were shared around PBF, few new tasks lasted after the project and the latter was not fully adapted/owned for/by the stakeholders. Few critical events were associated to stages of sustainability; however, a lack of planning could be seen linked to sustainability. Therefore, questions can be asked regarding the project approach and the potential gains that could be made through a better comprehension and operationalisation of the sustainability concept.

Les impacts potentiels du futur changement climatique sur l’évolution de la recharge souterraine ont été étudiés à l’échelle locale d’un bassin versant de 546 km2 dans l’Est du Canada. La recharge a été évaluée en utilisant le modèle d’infiltration HELP avec cinq séries de données climatiques issues d’un modèle climatique régional, en combinaison avec le scénario de gaz à effet de serre A2. Les simulations prévoient une augmentation de la recharge annuelle sur la période 2041–2070. Cependant, à l’échelle saisonnière, on observe une diminution marquée de la recharge en été et une augmentation marquée en hiver. Les résultats suggèrent que l’augmentation de l’évapotranspiration résultant de températures plus élevées ne contrebalance pas l’importante augmentation de l’infiltration hivernale. Les différentes composantes du bilan hydrique montrent des différences importantes d’un scénario à l’autre. La recharge mensuelle s’avère également assez variable, même pour un scénario climatique donné. Ces conclusions ont été comparées avec les résulats de deux études à l’échelle régionale. The potential impacts of future climate change on the evolution of groundwater recharge are examined at a local scale for a 546-km2 watershed in eastern Canada. Recharge is estimated using the infiltration model Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP), with inputs derived from five climate runs generated by a regional climate model in combination with the A2 greenhouse gas emissions scenario. The model runs project an increase in annual recharge over the 2041-2070 period. On a seasonal basis, however, a marked decrease in recharge during the summer and a marked increase during the winter are observed. The results suggest that increased evapotranspiration resulting from higher temperatures does not offset the large increase in winter infiltration. In terms of individual water budget components, clear differences are obtained for the different climate change scenarios. Monthly recharge values are also found to be quite variable, ...

Climate change will affect agricultural production conditions, which will translate in impacts on yield and cost of production for Quebec farmers. This would likely affect the relative competitive position of Quebec in North America. Using the Delphi technique and partial budgets, climate change scenarios for the 2050 period were elaborated and their impact on relative competitiveness assessed for Quebec and its competitors in North America. Results indicate that Quebec competitive position would improve due to more favorable conditions for corn and apple production and due to worsen conditions for the competitors in maple syrup production.

Notre équipe d’enseignant et de chercheur participe à un programme de recherche sur l’impact duchangement climatique sur le littoral méditerranéen. Notre démarche s’articule entre enseignement du projet et séminaire d’initiation à la recherche en cycle Master et recherche doctorale. Notre envisageons l’espace littoral de manière diachronique selon trois axes. Premièrement l’histoire de l’évolution de l’urbanisation de la frange littorale, ensuite la connaissance cartographique de la situation présente du littoral et de son épaisseur, et enfin l’exploration par le projet d’échelle urbaine et territoriale.Nous proposons dans cette communication de présenter cette démarche, à partir de la cartographie exploratoire. Nous avons développé un savoir-faire technique, méthodologique et pédagogique sur les questions de la représentation cartographique du territoire de l’échelle métropolitaine à l’échelle régionale. Ces travaux sont autant des outils de représentation que de questionnement problématiques, de production de connaissance et d’aide au projet. Ils permettent sur le littoral de notre région, de faire émerger et de prendre la mesure de phénomènes tant génériques que spécifiques (épaisseur, usages et pratiques, évolution du trait de côte, desserte, etc.). Les objectifs sont de réintégrer les cycles longs de la nature dans la pensée sur les territoires littoraux, et de recomposer le littoral autour d’une certaine épaisseur variable. L’atelier de projet ambitionne de répondre à ces problématiques littorales en constituant une connaissance «par le projet» Our teaching and research team is participating in a research programme on the impact of climate change on the Mediterranean coast. Our approach is a combination between teaching the project (design process) and a series of seminars focused on research at Masters and doctoral level. We envisage the coastal area in a diachronic way based on three themes. Firstly, the history of the evolution of urbanisation of the coastal fringe, secondly, the cartographic knowledge of the present situation of the coastline and its depth, and thirdly, the exploration through design according to the urban and territorial scale.In this paper, we are presenting this approach, based on exploratory mapping. We have developed thetechnical, methodological and pedagogical know-how on the issues of cartographic representation of the territory from the metropolitan to the regional scale. This work is as much a tool for representation as for identifying problems, knowledge production and project support. They allow both generic and specific phenomena to emerge and be measured on the coastline of our region (depth, uses and practices, evolution of the coastline, services, etc.). The objectives are to reintegrate the long cycles of nature into the way we think about coastal territories, and to recompose the coastline around a certain variable depth. The project workshop aims to respond to these coastal issues by building up knowledge "by design".

La végétation aquatique submergée (VAS) est une composante essentielle qui structure les écosystèmes aquatiques continentaux. Elle soutient plusieurs fonctions et services écosystémiques, dont le soutien d’habitats pour la faune, la stabilisation du rivage, le maintien d’une eau claire et la régulation des cycles des nutriments. Cependant, la VAS est soumise aux activités humaines qui modifient leur habitat, altère leur quantité et menacent le maintien de ces services. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre comment les quantités de la VAS répond aux variations environnementales et quels sont les effets de ces modifications sur les fonctions et services qu’elle soutient. Cet objectif est abordé de différents angles d’attaque et à différentes échelles spatiales et temporelles. Tout d’abord, une nouvelle méthode permettant des économies de temps et d’argent pour mesurer la biomasse de la VAS est proposée. À l’aide de deux modèles de calibration, la méthode combine trois techniques existantes couramment utilisées pour estimer la biomasse de la VAS : le prélèvement de biomasse dans des quadrats en plongée, le prélèvement à l’aide d’un râteau manié depuis la surface et l’échosondage à partir d’une embarcation. Cette approche offre l’avantage de limiter l’utilisation risquée et fastidieuse du quadrat avec plongeur, mais fournissant la mesure de biomasse la plus fiable. La première calibration avec le quadrat permet d’utiliser le râteau et corrige son biais, alors que la deuxième calibration entre râteau et échosondage convertit les valeurs mesurées par cette dernière en biomasse. L’utilisation de l’échosondage permet ainsi d’estimer plus rapidement la biomasse à grande échelle. La méthode est validée à partir de données d’échosondage qui sont confrontées avec des biomasses par quadrat, démontrant la robustesse de l’approche. Ensuite, les variations climatiques interannuelles et leurs effets sur la rétention de l’azote ont été évalués pendant six étés dans un herbier aquatique à la confluence de deux tributaires agricoles avec le fleuve Saint-Laurent. Des budgets d’azote journalier ont été estimés par la différence entre les concentrations modélisées de nitrate dans les tributaires et les concentrations sortantes de l’herbier mesurées par une sonde à haute fréquence. La rétention totale a été partitionnée en assimilation autotrophe et en dénitrification à partir de la variation diurne en nitrate. Les budgets ont été confrontés à un indice de biomasse de VAS, la pente de la surface du niveau de l’eau, qui a révélé un portrait détaillé de l’évolution de la biomasse au cours de la saison de croissance. Les résultats montrent que la rétention est influencée par les variations de niveau de l’eau, de température, de biomasse de la VAS et d’apports en nitrate. De hauts taux de consommation de nitrate sont rapportés, parmi les plus élevés mesurés en rivière, avec une biomasse accrue de plantes accrue favorisant l’élimination permanente par la dénitrification. Enfin, une synthèse sur les tendances, les facteurs globaux déterminant les quantité de VAS dans les lacs ainsi que comment les quantité y ont été mesurées est présentée. La compilation a été effectuée à l’aide d’une recherche par mot clés réalisée sur une base de données bibliographiques. La synthèse montre un portrait dynamique dans le temps et dans l’espace des quantités de VAS. Bien que les déclins de quantités soient prédominants, plusieurs séries temporelles récentes indiquent une récupération de la VAS, patrons qui varient selon les régions et les activités humaines. Les usages dans les bassins versants liés à l’eutrophisation sont associés aux déclins, particulièrement en Asie, alors que les augmentations sont surtout associées à la gestion de la VAS en Europe. Les tendances plus variables en Amérique du Nord sont associées à l’arrivée d’espèces envahissantes. Cette thèse innove en fournissant une nouvelle méthode qui facilite la mesure de la biomasse de la VAS à grande échelle. Elle contribue également aux connaissances sur la VAS et le cycle de l’azote en grande rivière en caractérisant la variation de la rétention de nitrate et en soulignant leur important rôle comme site de transformation dans ces écosystèmes. Finalement, elle contribue à la biogéographie de la VAS continentale dans les lacs, indique des lacunes de connaissance, souligne les développements méthodologiques souhaitables et informe sur l’influence de facteurs expliquant la variation de la VAS qui seront utiles pour sa gestion future. Ces informations seront profitables au maintien des fonctions et services soutenus par la VAS et à son utilisation comme une solution fournie par la nature face aux changements globaux. Submerged aquatic vegetation (SAV) is an essential component that structures inland waters. SAV sustains numerous ecosystem services and functions, such as providing habitat for fauna, stabilizing shoreline, maintaining clear water and regulating nutrient cycles. However, SAV is submitted to human activities that modify their habitat, alter their quantities and threaten the ecosystem services they may provide. The objective of this thesis is to better understand how SAV quantities responds to environmental variations, and what are the effect of these modifications on the functions and services they sustain. This objective is approached in different ways and at various spatial and temporal scales. First, a new cost-effective method to measure SAV biomass is proposed. The method combines three existing techniques by means of two calibration models. This approach has the advantage of reducing the hazardous and cumbersome use of quadrats with divers, whilst providing the most accurate biomass measure. The first calibration with the quadrat allows for the application of the rake and corrects for its bias, while the second calibration between rake and echosounding converts the values measured by the latter into biomass. The use of echosounding thus allows for the estimation of biomass more rapidly at larger scale. The method is validated from echosounding data that are compared to quadrat biomasses, demonstrating the robustness of the approach. Second, interannual climate variation and their effect on nitrogen retention were evaluated during six summers in a SAV meadow at the confluence zone of two agricultural tributaries with the Saint Lawrence River. Daily nitrogen budgets were estimated as the difference between modelled nitrate concentration in the tributaries and concentration outflowing the SAV meadow measured with a high frequency sensor. Total retention was partitioned into autotrophic assimilation and denitrification from the diel nitrate variation. The budgets were compared to an indicator of SAV biomass, the slope of water level surface, which provided a detailed portrait of biomass changes throughout the growing season. The results show that retention is influenced by variation in water levels, temperature, SAV biomass and nitrate inputs. Among the highest nitrate uptake rates are reported compared to previous measurements in inland waters, with plant biomass favoring permanent removal through denitrification. Third, a synthesis on trends and drivers of SAV quantities in lakes, as well as on how it was measured is presented. The compilation was conducted from a keyword search on a bibliographic database. The synthesis shows a dynamic depiction in space and time of SAV quantities. Although decreasing quantities are predominant, many recent time series indicate SAV recovery, and these patterns vary with regions and human activities. Direct activities in watersheds leading to eutrophication are associated with decreases, particularly in Asia, while increases are more associated with SAV management in Europe. Trends are more variable in North America due to invasive species. This thesis innovates by providing a new method facilitating SAV biomass measurement at large scale. The thesis also contributes to knowledge on SAV and on nitrogen cycling in large rivers by characterizing the variation in nitrate retention. Finally, the thesis contributes to inland SAV biogeography, identifies knowledge gaps, indicates desirable methodological developments and informs on drivers of SAV that could inform its future management. This information will be beneficial for the preservation of the ecosystem services and functions provided by SAV and its use as a nature-based solution against global changes.

An urban project is an opportunity to locally and globally revitalize under certain conditions. That is, the project must encompass a sustainable ecosystem outlook, be forward thinking and consider the complex equilibrium and resiliency of social and ecological structures. In practice, the demand for clear and quantitative guidelines leave little room for uncertainty. How, then, can one operationalize urban ecology without applying reductionist simplifications nor feel overwhelmed by the enormity of such a task? In connecting the pieces between sustainable development, complexity, urban ecology and sustainable city, we put into perspective the broader process of a sustainable urban project. Considering a study case of Barcelona’s Urban Ecology Agency, we suggest that an ecosystemic outlook of an urban context can be used as an intentional model. It can also be partitioned into indicators of sustainability and operationalized through an iterative, integrative and multidisciplinary process of a sustainable urban project. Le projet urbain est une occasion de revitalisation locale et globale, à condition qu’il s’inscrive dans une vision écosystémique durable, réfléchie en amont et basée sur l’équilibre complexe et résilient de l’organisation humaine et naturelle. Or, la pratique demande des balises claires et quantifiables laissant peu de place à l’incertitude. Ainsi, comment opérationnaliser l’écologie urbaine, sans effectuer des simplifications réductionnistes ni rester bloqué par l’ampleur de la tâche? En tissant un fils conducteur entre le développement durable, la complexité, l’écologie urbaine et la ville durable, nous mettrons en perspective le processus élargi de projet urbain durable. Puis, sur la base de l’étude de cas de l’Agence d’Écologie Urbaine de Barcelone, nous suggérons que la vision écosystémique d’un contexte urbain peut être utilisée comme un modèle intentionnel de durabilité décliné en indicateurs et opérationnalisé à travers un processus itératif, intégrateur et multidisciplinaire de projet urbain durable.

Au Vietnam, l’adaptation aux inondations en milieu rural est indissociable des gestes informels posés par les ménages à l’échelle micro. Dans le contexte de transition urbaine rapide qui caractérise actuellement le pays, ces ménages et les communautés auxquelles ils appartiennent subissent des pressions socio-économiques et environnementales majeures en lien avec l’urbanisation de leur milieu de vie. À travers l’étude de cas d’une communauté villageoise périurbaine de Hanoi, ce mémoire cherche à comprendre comment ces perturbations affectent la vulnérabilité aux inondations des populations préexistantes ainsi que leurs capacités à s’y adapter. L’analyse est centrée sur la micro-échelle, une approche jusqu’ici principalement utilisée dans les études en milieu rural au Vietnam. Appliquée au contexte périurbain de Hanoi, à l’aide d’enquêtes par questionnaire et d’entretiens semi-dirigés, cette approche précise et nuance les conséquences que peut avoir l’urbanisation sur la vulnérabilité et l’adaptation aux inondations. Elle révèle les façons dont les ménages perçoivent leur vulnérabilité et leur capacité à la réduire dans le contexte transitoire actuel. L’analyse démontre que la périurbanisation de Hanoi affecte les moyens de subsistance de manière contrastée au sein des communautés villageoises en cours d’urbanisation. Ces impacts différenciés d’un ménage à l’autre influencent leur capacité d’adaptation et la trajectoire d’adaptation qu’ils empruntent face aux inondations. Certains profitent des nouvelles opportunités économiques liées à l’urbanisation de leur milieu de vie pour réduire leur vulnérabilité et ainsi contrebalancer les effets pervers qu’entraîne ce même processus sur la gravité des inondations. D’autres sont plutôt contraints de vivre dans un état de vulnérabilité exacerbé par leur manque de moyens et la précarité de leurs moyens de subsistance. Finalement, les résultats suggèrent que les opportunités d’adaptation observées dans le présent n’assurent pas automatiquement une préparation adéquate dans un avenir où tant les changements climatiques que l’urbanisation risquent d’être plus soutenus. In Vietnam, flooding adaptation in rural areas is inseparable from the informal actions taken by households at the micro-scale. However, the country’s ongoing urban transition puts major socio-economic and environmental pressure on these households and the rural communities to which they belong. Through the case study of a periurban village community of Hanoi, this thesis aims to understand how these pressures affect pre-existing populations’ vulnerability to flooding and their adaptive capacity. The analysis focuses on the micro-scale, an approach mostly used in rural studies in Vietnam. Applied to the periurban context of Hanoi, through questionnaire surveys and semi-structured interviews, this approach provides a more detailed and nuanced understanding of urbanization’s consequences on flooding vulnerability and adaptation. It reveals how households perceive their own vulnerability and the capacities that they have to reduce it in the current urban transition context. The analysis shows the periurbanization of Hanoi has differentiated impacts on livelihoods across the urbanizing village’s community. This influences the adaptive capacity of each household and the adaptation pathways they take. Some households benefit from new economic opportunities associated with urbanization to reduce their vulnerability and counterbalance the adverse effects of this phenomenon on flood exposure. Others are however forced to live in a deeper state of vulnerability exacerbated by their lack of financial resources and their livehoods’ precarity. Finally, the results suggest that adaptation opportunities observed in the present do not automatically constitute an adequate preparation in view of a future that will likely be marked by more acute climate change and urbanization pressures.

Onze espèces de mammifères marins vivent toute l’année en Arctique et dépendent de ce milieu marin si particulier. Ces espèces endémiques et uniques au monde se déplacent à grande échelle en traversant plusieurs zones maritimes des huit États côtiers et la haute mer. Toutefois, leurs conditions de vie sont menacées par les effets des changements climatiques et l’accroissement des activités humaines dans la région. Bien qu’il existe des règles juridiques de protection au niveau national, le phénomène de « déplacement » affaiblit leur efficacité. En effet, les mammifères marins ne connaissent pas les délimitations maritimes et sont donc assujettis à des protections variables et potentiellement incohérentes. Il est ainsi nécessaire de trouver une stratégie pour harmoniser les règles nationales et développer de nouvelles normes pour leur protection. L’objectif de ce mémoire est de découvrir si le droit international assure une protection adéquate aux mammifères marins qui se déplacent en Arctique. Cette étude identifie et analyse les forces et les faiblesses de plusieurs instruments juridiquement contraignants et de soft law au contenu général et spécifique. Bien qu’il n’existe aucun texte qui traite des mammifères marins en Arctique purement et simplement, ces instruments juridiques protègent certaines espèces de mammifères marins et certaines parties de la région Arctique. Pourtant, les onze mammifères marins connaissent les mêmes enjeux et forment un tout interdépendant. Les conclusions indiquent d’adopter une approche intégrée et d’opter pour une meilleure collaboration entre les États côtiers qui sont les mieux placés pour protéger ces espèces qui se déplacent en Arctique. Eleven species of marine mammals live year-around in the Arctic and are dependent on its distinctive marine environment. These unique endemic species, which travel long distances, traverse the different maritime zones of the eight coastal States and cross into the high seas. However, their living conditions and habitats are under threat because of climate change and the expansion of human activity in the region. Although the coastal States have all adopted national legislation and regulations for the protection of marine mammals, the fact of their large scale “movement” weakens the efficacy of those laws. Indeed, marine mammals are the subject of various and potentially inconsistent domestic protections. For this reason, it is necessary to develop strategies to harmonise national measures and to devise new norms of protection. The objective of this thesis is to discover whether international law offers adequate protection to marine mammals that roam across the Arctic region. This study identifies and analyses the strengths and the weaknesses of a number of legally binding and soft law instruments of both a general and specialised nature. Many of the legal instruments target specific Arctic marine mammals or distinct areas of the Arctic region for protection. Yet, the eleven species at the heart of this enquiry are all experiencing the same difficulties and constitute an interconnected whole. The findings herein indicate the need for an integrative approach and for increased cooperation among the Arctic coastal States who are in a unique position to protect these species that roam throughout the Arctic.