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Version anglaise disponible dans la Bibliothèque numérique du CRDI: Fuelling controversy ; Version espagnole disponible dans la Bibliothèque numérique du CRDI: Controversia de los combustibles

La présente contribution porte sur l'évaluation de la faisabilité d’opération des systèmes de pompes à chaleur (PÀC) géothermique à Kuujjuaq, la capitale des quatorze communautés inuites situées au Nunavik où le diesel est la principale source d’énergie disponible pour le chauffage. L’utilisation de PÀC géothermique apparait comme une alternative, mais elles doivent être opérées dans un milieu froid avec des charges de bâtiments débalancées. L’objectif de ce projet de recherche fut d’évaluer la viabilité des PÀC géothermique dans un tel climat subarctique. À cette fin, des données de tomographie de résistivité électrique (ERT) ont été analysées pour évaluer la continuité spatiale du pergélisol à des endroits spécifiques. Aussi, vingt échantillons de sédiments quaternaires et vingt-quatre échantillons de roches ont été ramassés pour analyser leurs propriétés thermiques et hydrauliques en laboratoire, démontrant une conductivité thermique moyenne de 1,6 et 3 W m⁻¹ K⁻¹, respectivement. Finalement, une simulation énergétique d’un bâtiment de référence a été réalisée avec SIMEB afin d’estimer sa consommation en chauffage. Des simulations analytiques de l’opération de PÀC géothermique ont été effectuées avec GLHEPro pour évaluer les économies d’énergies potentielles, qui sont de l’ordre de 54,7 à 76 %. L’étude démontre qu’une PÀC géothermique peut fonctionner dans un climat subarctique et être une alternative locale pour réduire la consommation du diesel dans les communautés nordiques du Québec. This research focuses on the evaluation of the operational feasibility of ground source heat pump (GSHP) systems in Kuujjuaq, the capital of the fourteen Inuit communities in Nunavik where diesel fuel is the main source of energy available for heating. GSHPs appear to be a viable alternative, but their operation in a cold climate with highly unbalanced heating loads needs to be investigated. Hence, the objective of this study was to evaluate the technical viability of GSHP in such a subarctic climate. For this purpose, ...

Northern high-latitude regions are warming more intensely than the rest of the world. This phenomenon, called Arctic amplification, is due in part to the decrease in sea ice extent and snow cover. Snow, which is present 9 months of the year, could have a significant effect on the increase in land surface temperatures by changing its reflective and insulating properties. Thawing of permafrost which could release important amount of soil carbone into the atmosphere could have a significant positive feedback on the future climate of the Arctic. The objective of this research project is to improve the monitoring of Arctic snow cover and ground temperatures. Detailed models of snow cover evolution such as the Crocus multi-layered model are unable to reproduce the particular physics of Arctic snow, which leads to significant uncertainties in the modeling of ground temperatures. New physical parameterizations have been implemented within the Crocus model to improve the vertical stratification of the snowpack by introducing vegetation effects (less dense snow at the bottom) and wind effects (denser snow at the surface), as well as to modify the thermal conductivity of snow. These new parameterizations allow a better representation of ground temperatures under the snowpack, validated with a large dataset in Alaska, Canadian Arctic and Siberia. The simulations thus carried out using the modified Crocus model, driven by the ERA-Interim meteorological reanalysis over the last 39 years (1979-2018), at the pan-Arctic scale, show a significant increase in snow density in spring as well as in snow moisture, mainly in spring and fall, accompanied by a significant decrease in the duration of the snow cover. These effects, combined with the increase in air temperature, lead to an increase in ground temperature of up to +0.89 K per decade for the month of June. In order to improve monitoring the spatial and temporal evolution of the snow cover, the use of microwave satellite observation data is proposed. Based on the analysis of a unique dataset of surface radiometric measurements, associated with the in-situ characterization of the snowpit (119 snowpits with simultaneous observations) in the Arctic and sub-Arctic zones, an optimal parameterization of the SMRT model has been defined. The results show that using a fitted exponential correlation length as a snow microstructure parameter in the Improved Born Approximation (IBA) electromagnetic model gives the best results compared to the other model configurations tested, with a mean error (RMSE) of less than 30% of the observations for subarctic snow and 24% for Arctic snow. Coupled with Crocus, the simulated brightness temperatures over the entire Arctic are significantly better with modified Crocus than with standard Crocus (38 K improvement in mean bias). These results pave the way for using the assimilation of satellite microwave observations into the Crocus model to improve simulations of Arctic snow density, a key snowpack parameter influencing the evolution of ground temperatures under the snow.; Les régions de hautes latitudes nord se réchauffent de façon plus intense que sur le reste du globe. Ce phénomène, appelé amplification arctique, est dû en partie à la diminution de l'étendue de glace de mer et de la couverture de neige. Par ses changements de pouvoirs réfléchissant et isolant, la neige, présente 9 mois de l'année, pourrait avoir un effet important sur l'augmentation des températures du sol. Le dégel du pergélisol à travers le carbone ainsi libéré serait susceptible d'avoir un impact important sur le climat futur de l'Arctique. Ce projet de recherche a pour objectif d'améliorer le suivi du couvert nival arctique et des températures du sol. À l'heure actuelle, les modèles détaillés d'évolution du manteau neigeux tels que le modèle Crocus ne parviennent pas à reproduire la physique particulière de la neige arctique ce qui conduit à des incertitudes importantes dans la modélisation des températures du sol. De nouvelles paramétrisations physiques ont été implémentées au sein du modèle Crocus pour améliorer la stratification verticale du manteau neigeux en introduisant les effets de la végétation (neige moins dense en profondeur) et les effets du vent (neige plus dense en surface), ainsi que pour modifier la conductivité thermique de la neige. Ces nouvelles paramétrisations permettent une meilleure représentation des températures du sol sous la neige, validée avec un large jeu de données en Alaska, dans l'Arctique canadien et en Sibérie. Les simulations ainsi réalisées à l'aide du modèle Crocus modifié, piloté par la réanalyse météorologique ERA-Interim sur les 39 dernières années (1979-2018), à l'échelle panarctique, montrent une augmentation significative de la densité de la neige au printemps ainsi que de l'humidité de la neige principalement au printemps et en automne, accompagnée d'une diminution significative de la durée d'enneigement. Ces effets cumulés à l'augmentation des températures de l'air entraînent une augmentation des températures du sol allant jusqu'à +0.89 K par décade pour le mois de juin. De façon à pouvoir améliorer le suivi de l'évolution spatiale et temporelle du couvert nival, l'utilisation de données d'observations satellitaires micro-onde est proposée. À partir de l'analyse d'un jeu de données unique de mesures radiométriques en surface associées à la caractérisation in-situ du manteau neigeux (119 snowpits avec des observations simultanées) en zone arctique et subarctique, une paramétrisation optimale du modèle de transfert radiatif SMRT a été définie. En utilisant une longueur de corrélation exponentielle ajustée comme paramètre de microstructure de la neige dans le modèle électromagnétique Improved Born Approximation (IBA), l'étude montre, par rapport aux autres configurations de modèles testées, de meilleurs résultats avec une erreur moyenne (RMSE) inférieure à 30% des observations pour la neige subarctique et 24% pour la neige arctique. Couplées à Crocus, les températures de brillance simulées sur l'ensemble de l'Arctique sont significativement meilleures avec Crocus modifié qu'avec Crocus standard (38 K d'amélioration de l'erreur en moyenne). Ces résultats ouvrent la voie à l'utilisation de l'assimilation des observations micro-onde satellitaires dans le modèle Crocus à grande échelle afin d'améliorer les simulations de densité de la neige arctique, paramètre clef du manteau neigeux influant sur l'évolution des températures du sol sous la neige.

Le biodiesel s’affirme comme une alternative à l’utilisation des carburants fossiles surtout parce qu’il est renouvelable, biodégradable, non toxique et non dommageable à l’environnement. Parallèlement, la gestion des déchets solides à Québec s’avère être une préoccupation majeure. Notre étude s’est donc focalisée sur la production de lipides pour leur conversion en biodiesel en utilisant un substrat à moindre coût tel que les boues d’épuration secondaires qui ont été collectées à la station d’épuration de la Communauté Urbaine de Québec (CUQ). Pour ce faire, différents types de boues (les boues lavées, non-lavées et centrifugées) ont été utilisées avec des concentrations en solides en suspension variant de 30 à 40 g/l pour la production de lipides par Trichosporon Oleaginosus. De plus dépendamment des cas, du glycérol brut purifié a été ajouté afin d’accroître cette production. Les résultats obtenus, à l’issu de ce travail ont montré que lorsque les boues sont lavées, elles permettent une meilleure accumulation de lipides. Mieux, l’impact de la variation des matières en suspension fut investigué et a montré qu’à une concentration en matières en suspension de 35 g/l plus 40 g/l de glycérol avec ces mêmes boues lavées, une concentration de 20,4 g/l de lipides est obtenue. De plus, la mesure des paramètres tels que l’OUR, l’OTR et le KLa a confirmé la performance du bioréacteur lorsqu’il est opéré sous ces conditions. Biodiesel is emerging as a favourable alternative to the fossil fuel extinctions since it is renewable, biodegradable, non-toxic and eco-friendly environment. Meanwhile, wastes management in Québec is proving to be a major concern. Then, our study is focused on lipid production for biodiesel conversion by using a lower cost substrate such as secondary wastewater sludge collected from the wastewater treatment plant of the Urban Community Québec (CUQ). Thus, to achieve this, different types of sludge such as washed sludge, unwashed and centrifuged are used with suspended solids ranging from 30 to 40 ...

La réduction de l'usage des biocides en général et du chlore en,particulier est actuellement un objectif important dans le traitement et la distribution de l'eau potable. Déjà un premier pas a été effectué en rejetant la chloration en fin de filiére dans certaines installa¬tions de production et en introduisant des étapes effi¬caces dans l'âbattement de la matière organique dissoute (filtration sur CAG, filtration biologique) ;ceci réduit largement les risques de formation de compo¬sés organochlorés aux propriétés organoleptiques in¬désirables et potentiellement cancérigènes. L'abandon de cette chloration, ou son remplacement par une autre technique de désinfection en fin de fi¬lière (ozonation), reste néanmoins un objectif souhai¬table. La poursuite de la chloration en fin de filière, ainsi que des rechlorations en cours de distribution, se justifient actuellement par la reviviscence bacté¬rienne que l'on observe dans le réseau; cette crois¬sance bactérienne sert de base à une chaîne alimentaire aboutissant au développement d'organis¬mes supérieurs indésirables. La détermination d'une stratégie valable de lutte contre ce phénomène néces¬site une bonne connaissance des facteurs de contrôle du développement bactérien. L'objectif de l'étude pré¬sentée ici est de partir d'observations de terrain me¬nées sur un réseau réel, afin de préciser les mécanismes responsables des phénomènes de revi¬viscence. Le réseau investigué est celui du Syndicat des Eaux d'ile-de-France qui alimente la banlieue de Paris. La plupart des mesures ont été effectuées sur le secteur nord de Paris alimenté par l'usine de Méry¬sur-Oise. ; info:eu-repo/semantics/published ; Evolution de la qualité de l'eau dans les réseaux de distribution

Existe-t-il un consensus scientifique sur les conditions de la durabilité ?Est-il possible de construire un indicateur unique de soutenabilité faible ?Quelles sont les composantes objectives et subjectives des indicateurs ?Peut-on envisager des indicateurs objectifs de soutenabilité ?Quelles voies de recherche sont-elles nécessaires pour développer des indicateurs de développement durable ?Telles sont les questions auxquelles cet ouvrage tente de répondre.La comparaison des courants de la soutenabilité faible et de la soutenabilité forte nous sert de fil conducteur pour évaluer la part normative et la part objective du choix des paramètres et de leur méthode d'agrégation. L'agrégation arithmétique implique des hypothèses de substituabilité entre les facteurs, ce qui relève de la soutenabilité faible. La pondération, toujours normative, peut être explicite ou se traduire par le choix d'une unité ou dimension unique. Nous redéfinissons la soutenabilité faible comme étant la réduction de la complexité à une dimension unique. Il y a dès lors autant d'indicateurs de soutenabilité faible que de choix possibles de cette dimension unique. En particulier, l'empreinte écologique par habitant relève d'une forme "écologique" de soutenabilité faible. Le prix de marché est l'unité fondamentale de mesure de sa forme "économique". Nous montrons que les acteurs ne savent pas bien identifier leur intérêt et qu'ils ne sont pas parfaitement égoïstes, ce qui introduit un biais non systématique remarquable dans toute mesure en unité monétaire. La soutenabilité forte se caractérise par la multiplicité de dimensions ou "capitaux critiques" dont le dépassement d'un seul suffit à déterminer la non soutenabilité. Les différentes formes de soutenabilités faibles peuvent représenter des capitaux critiques parmi d'autres.Nous présentons une typologie des acteurs et du partage des responsabilités, également susceptible d'introduire des grandes divergences dans les résultats publiés. Quelques études de cas illustrent ces différents éléments dans des contextes contrastés. L'empreinte écologique de consommation se limite en particulier à une responsabilisation du seul consommateur, alors que les comptes nationaux permettent d'envisager la coresponsabilité de l'ensemble des acteurs. L'indicateur de "dématérialisation de l'économie" appliqué à un village indien montre la pertinence de mesurer l'utilisation absolue de matière sans pondération monétaire. Il est par ailleurs possible de minimiser le coût de dépollution sans toucher à la limite absolue d'émissions globales de centrales thermiques. Les deux dimensions, coûts sociaux et bénéfices environnementaux, peuvent donc être traitées séparément.En conclusion, il est possible d'identifier, dans chaque calcul d'indicateur de développement durable, une composante relativement objective de soutenabilité "forte" et une composante "faible", négociable, de partage des droits et responsabilités./ We study how different world views may influence how to develop sustainable development indicators. The comparison of weak sustainability and strong sustainability serves as a guide to estimate the share of objective versus normative choice of parameters and their method of aggregation. We then present a typology of actors and shared responsibilities, which may also introduce large discrepancies in the results published. Some case studies illustrate these different elements in contrasting contexts. It appears that it is possible to identify in each calculation of sustainable development indicator, a relatively objective component of sustainability and a negotiable component of shared rights and responsibilities. info:eu-repo/semantics/nonPublished Doctorat en Sciences

Le comportement électrochimique de deux composés issus de la biomasse, le furfural (FF) et le 5-hydroxyméthylfurfural (HMF) a été étudié sur plusieurs matériaux d’électrode (Au, Pt, Cu, C, Ag) dans les liquides ioniques (LIs) 1-butyl-1-méthylpyrrolidinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ([BMPyrr][NTf2]) et 1-butyl-3-méthylimidazolium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ([BMIm][NTf2]) ainsi que dans le solvant eutectique profond chlorure de choline/glycérol 1:2 (ChCl-Gly).Les techniques électrochimiques (voltampérométrie cyclique, électrolyses potentiostatiques à temps long) et spectroscopiques (FTIR in-situ, RMN haute résolution ex-situ) mettent en évidence deux mécanismes de réduction du FF qui dépendent du milieu utilisé. En [BMPyrr][NTf2], une vague voltampérométrique de réduction entre -2,30 et -2,43 V vs. Fc+/Fc est associée à la formation de l’alcool furfurylique et de deux diastéréoisomères de l’hydrofuroïne. En [BMIm][NTf2], une vague entre -2,13 et -2,30 V est associée à la formation d’un seul produit, la 2,2’-furoïne. Dans le premier milieu, un mécanisme semblable à celui de la réduction électrochimique directe observée en milieu aqueux ou organique a été proposé. Dans le deuxième cas, le mécanisme fait intervenir le carbène imidazol2-ylidène provenant du cation BMIm+ qui catalyse la formation de la 2,2’-furoïne. Dans le solvant eutectique profond ChCl-Gly, la formation de l’alcool furfurylique a été mise en évidence et l’influence de la morphologie de l’électrode (massive ou nanoparticules) sur ce processus été discutée. Concernant l’oxydation du furfural, la réactivité apparait identique dans les deux milieux LIs via la formation à 1,90 V d’un adduit entre l’anion NTf2- et le composé d’intérêt. Le HMF présente un comportement en réduction similaire dans les deux LIs via la présence de signaux voltampérométriques d’adsorption du composé à l’électrode. La spectroscopie FTIR in-situ indique que les fonctions hydroxyméthyle et carbonyle sont toutes deux affectées par la réaction. Cette même technique ...