identifier: Lefebvre, Jocelyn  (2016). Les conséquences salariales de la surqualification chez les diplômés postsecondaires d'origine immigrée dans la RMR de Montréal  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en démographie, 136 p.

subject:
Surqualification
origine immigrée
immigrants
minorités visibles
salaires
RMR de Montréal
diplômés postsecondaires
Overqualification
immigrant origin
immigrants
minorities
earnings
Montreal CMA
postsecondary graduates

abstract:
Définie comme le fait de détenir une scolarité supérieure à celle requise par le poste occupé, la surqualification est bien réelle sur le marché de l’emploi québécois, touchant plus particulièrement certaines catégories de travailleurs, dont ceux nés à l’étranger, appartenant à une minorité visible et les femmes. Du point de vue des salaires, il résulte généralement une pénalité à ne pas occuper une profession correspondant au plein potentiel de sa scolarité, et une prime lorsqu’il y a sous-qualification. À ce chapitre, des disparités peuvent apparaitre entre différents sous-groupes de travailleurs. Ce sont donc ces écarts de pénalités et de primes qui sont examinés dans ce mémoire, en comparant les travailleurs natifs, non natifs, minorités visibles et non-minorités visibles. Les analyses ont été réalisées pour les diplômés universitaires et du collégial, dans un premier temps pour les deux sexes réunis, puis séparément dans un deuxième temps, tout en contrôlant diverses caractéristiques des travailleurs et du marché de l’emploi.
La démarche repose sur des modèles de régressions linéaires par lesquels l’effet de la surqualification et de la sous-qualification sur les salaires est dégagé, en contrôlant l’effet des caractéristiques liées à l’origine immigrée, aux caractéristiques sociodémographiques, au capital humain et au marché de l’emploi. Les données utilisées proviennent de l’échantillon de 20 % du recensement canadien de 2006, et la population observée est constituée des travailleurs salariés âgés de 25 à 54 ans, détenant un diplôme d’études postsecondaires et occupant un emploi dans la région métropolitaine de Montréal.
Les résultats révèlent des contrastes dans les pénalités salariales associées à la surqualification et les primes de sous-qualification entre les sous-groupes de la population. Appartenir à une minorité visible n’est pas plus gratifiant ou pénalisant. Par contre, être né hors Canada tend à être plus pénalisant pour les surqualifiés de niveau universitaire, et plus gratifiant pour les sous-qualifiés de niveau collégial. L’effet de ces inadéquations vis-à-vis d’une qualification adéquate notée pour les deux sexes réunis vaut également pour chaque sexe séparément, mais à une exception près : la gratification supplémentaire notée pour les sous-qualifiés de niveau collégial nés hors Canada ne vaut que pour les hommes.

 Over-qualification is a widespread phenomenon in the Quebec labour market, which particularly affects certain categories of workers, such as foreign born, visible minority members and women. From the perspective of wages, not holding a job corresponding to the full potential of one's schooling usually results in a penalty, or in a bonus in the cases of under-qualification. In this regard, wage disparities may also appear between different subgroups of workers. In this thesis, penalty and bonus gaps are addressed, comparing foreign-born, natives, visible minorities and non-visible minorities, by sex and schooling, while controlling for various characteristics of workers and from the labour market.
The chosen approach is based on linear regression models, by which are derived the effect of over-qualification on wages, controlling for other characteristics linked to the immigrant origin, and sociodemographic, human capital and labour market characteristics. The data come from the 20% sample of 2006 Canadian census and the studied population is made up of employees aged 25 to 54, with post-secondary education and working in the Montreal area.
The results reveal contrasts in wage penalties associated with over-qualification and bonuses for under-qualification among subgroups of the population. Belonging to a visible minority is not more rewarding or penalizing. On the other hand, being born outside Canada tends to be more disadventageous for overqualified university graduates, and more rewarding for underqualified college graduates. The effect of these mismatches relatively to adequate qualification noted for both sexes is also valid for each gender taken separately, but with one exception: the extra reward noted for an under-qualified college graduates born outside Canada applies only to men.


identifier: Mathieu, Alexandra  (2016). Investir l'espace entre les immeubles : cuisine de rue et (re)vitalisation urbaine à Montréal  Rapport-stage.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 189 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
cuisine de rue
commensalité
espaces interstitiels
vitalisation
socialisation éphémère
effet de triangulation
tiers-lieux
piétons
échelle humaine
street food
food truck
commensality
life between
buildings
ephemeral socialization
third places
triangulation
livability
walkability
human scale

abstract:
En octobre 2014, le projet-pilote visant à étudier les tenants
et aboutissants de la réintroduction de la cuisine de rue à
Montréal est arrivée à terme. C’est dans ce contexte que nous
avons eu l’opportunité d’effectuer un stage de recherche à
l’Association des restaurateurs de rue du Québec.
Une large part du futur de la cuisine de rue, à Montréal, dépendra
du cadre réglementaire qui sera adopté. Outre l’apport
culinaire de la cuisine de rue, nous estimons que le retour de
camions-restaurants, dans la métropole, pourrait être
l’occasion de renforcer la fonction sociale de la rue et la qualité
de vie urbaine. Comme d’autres recherches l’ont montré
avant nous (Whyte 1980; Howell 2011; Newman et Burnett
2013; Sheppard 2013), les camions de cuisine de rue ont la
capacité d’être des vecteurs de vitalisation urbaine, des catalyseurs
de socialisation, d’interactions sociales légères et
éphémères. Ce pouvoir d’attraction réside dans une facette,
aussi banale que profonde, de la relation que nous entretenons
avec la nourriture : la commensalité. Ceci étant, il y a
une incontournable spatialité à la socialisation et la concrétisation
de ce potentiel de vitalisation dépendra donc de certaines
caractéristiques propres aux sites désignés par
l’administration municipale. À ce titre, le présent rapport
analyse sept sites qui ont hébergé des camions de restauration
de rue afin de dégager les caractéristiques morphologiques,
physiques et sensorielles nécessaires à la concrétisation de ce
potentiel de vitalisation que porte la restauration de rue.

 In October 2014, the pilot project to evaluate the reintroduction
of street food in Montreal came to an end. It is in this
context that we had the opportunity to be an intern researcher
at the Quebec's Food Truck Association.
A large part of the future of street food in Montreal will depend
on the regulatory framework that the city will adopt.
Beyond the culinary aspect, the reappearance of street food
should be seen has an occasion to strengthen the social function
of the street and of it's livability. Has other researches
have shown before us (Whyte 1980; Howell 2011; Newman
and Burnett 2013; Sheppard 2013), food trucks have the potential
to be vectors of urban vitality, catalysts of socialization,
of casual and ephemeral interactions. Their attractiveness
comes from a facet, as prosaic as it is profound, of
the relation we have with food: commensality. That said,
there is an inescapable spatiality to socialization. Thus, the
materialization of the food trucks' potential to vitalize urban
spaces will depend on the qualities of the locations chosen by
the boroughs. As such, this study analyze seven street food
locations to determine which characteristics of the urban
form, of the urban design and which sensory qualities are
necessary for food trucks to activate the space between buildings.


identifier: Simard, Michaël  (2016). Diversité industrielle - Le cas du Canada entre 1971 et 2006  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 77 p.

subject:
Diversité industrielle
Industrial diversity
Développement économique
Economic development
Diversification

abstract:
Ce mémoire présente les résultats d'une recherche sur l'évolution de la diversité industrielle des régions et aires métropolitaines canadiennes, avec pour objectif de déterminer les facteurs contribuant à son développement. Le mémoire est composé de trois parties; la première présente les résultats d'une revue de littérature sur la diversité industrielle dans une perspective de développement économique, la deuxième partie présente la méthodologie utilisée pour analyser la diversité industrielle et la diversification des unités spatiales concernées, et la troisième présente un article soumis à une revue scientifique à la suite des recherches effectuées sur le sujet.

 This master's thesis presents the results of research on the evolution of industrial diversity in Canada's regions and metropolitan areas, with the objective of analysing factors contributing to its development. It is divided into three sections. The first section presents the results of a literature review on industrial diversity from an economic development perspective, the second section presents the methodology used to analyze industrial diversity and diversification in the spatial units concerned, and the third section presents an article, drawing on our research results, submitted to a scientific journal.


identifier: Descôteaux Fréchette, Samuel  (2016). Les obstacles à l'actualisation des banlieues d'après-guerre dans la région métropolitaine de Montréal : le cas de Laval-des-Rapides et Pont-Viau  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 169 p.

subject: actualisation consolidation densification diversification banlieue suburbain obstacles politiques réglementaires sociaux proactive retrofitting densification diversification suburbia suburb obstacles barriers political social

abstract:
Les banlieues d’après-guerre de la région métropolitaine de Montréal sont des territoires complexes, tant du point de vue morphologique que démographique et leurs populations sont changeantes. Ces banlieues aux profils variés ne sont donc plus les milieux de vie homogènes de classe moyenne blanche qu’elles ont pu être pendant quelques années au lendemain de la Deuxième Guerre mondiale. Elles seront par ailleurs le théâtre de grands changements sociaux, économiques et environnementaux dans les prochaines décennies. Bien qu’elles ne soient pas caractérisées par le déclin démographique comme le sont d’autres banlieues nord-américaines d’après-guerre, certaines d’entre elles sont touchées par de nombreux enjeux liés au vieillissement démographique, à la dévitalisation des espaces commerciaux de proximité et à une forme urbaine mésadaptée aux lignes directrices du développement durable. Elles s’inscrivent peu ou pas dans un processus d’actualisation, défini comme étant l’adaptation d’un type d’espace aménagé afin de répondre aux transformations sociales, économiques et environnementales contemporaines et futures. L’actualisation s’effectue par le biais de multiples interventions et pratiques regroupées sous trois types d’approches, soit la densification (douce, forte), la diversification (fonctionnelle, typologique, modale) et l’adaptation (technologique, culturelle, démographique). Qu’elles soient isolées ou en synergie, ces interventions et pratiques transforment le territoire pour répondre à des besoins et des contextes changeants. Ce mémoire vise à mettre en lumière les obstacles politiques et sociaux qui empêchent à ces zones de s’actualiser, et donc de se réinventer. Les résultats ont été obtenus par le biais d’une méthodologie qualitative basée sur une recherche documentaire et des entretiens semi-dirigés auprès de membres du personnel municipal de Laval et de citoyen(ne)s résidant à Laval-des-Rapides et à Pont-Viau. Ils témoignent d’une inadéquation entre les perceptions des autorités municipales quant à l’actualisation (planification urbanistique, exercices d’information, de consultation et de concertation, mécanismes de répartition des externalités) et celles des citoyen(ne)s. D’abord, les résultats mettent l’accent sur le caractère prioritaire d’une refonte réglementaire qui tienne compte de la présence marquée dans le paysage suburbain de pratiques informelles qui sont jugées non conformes par les autorités et qui concernent autant le cadre bâti que les activités y ayant lieu. Ensuite, ils soulignent l’importance d’un changement de paradigme dans les milieux municipaux pour reconsidérer la place de l’information à la population comme vecteur d’appropriation de l’actualisation, de la concertation comme exercice de coconstruction et de la distribution des externalités positives de l’actualisation comme reconnaissance des intérêts individuels des citoyen(ne)s, en conformité avec les intérêts collectifs. Ces résultats démontrent qu’une réévaluation du rapport entre les citoyen(ne)s et les autorités municipales est non seulement nécessaire, mais s’inscrit dans une réflexion plus large sur l’équilibre de l’apport du privé et du public dans l’aménagement et le réaménagement des espaces urbanisés.

 Postwar suburbs in the Montréal metropolitan area are complex territories, both morphologically and demographically, and their populations are changing. These suburbs are no longer homogeneous living environments of white middle class populations like they had been in the few years succeeding the Second World War. They will be the scenes of major social, economic and environmental changes in the coming decades. Although they don’t appear to be characterized by demographic decline, as are some other postwar suburbs in North America, they are instead affected by many issues related to an aging population and a decline in both the economic vitality of commercial spaces, and progress towards developing sustainably. Very few of them are characterized by proactive retrofitting, a process defined as the adaptation of a type of space to meet contemporary and future social, economic and environmental changes. Proactive retrofitting is carried out through multiple interventions and practices grouped under three types or approaches, which are densification (soft, hard) diversification (functional, typological, modal) and adaptation (technological, cultural, demographic). Whether isolated or in synergy, these interventions and practices transform the territory to meet changing needs and contexts. This is why it is important to understand what the political and social barriers are to these areas so they can reinvent themselves. The results, obtained through a qualitative methodology based on documentary research and semi-directed interviews with staff members of the Ville de Laval and citizens of Laval-des-Rapides and Pont-Viau, demonstrate an inadequacy between the perceptions of the municipal authorities regarding proactive retrofitting (urban planning, information and consultation exercises, mechanisms for distribution of externalities) and those of the citizens. Firstly, the results emphasize the importance of a regulatory overhaul that considers the strong presence of informal practices in the suburban landscape that are judged non-compliant by the authorities, and concern both the built environment and the activities taking place in it. Secondly, they stress the importance of a paradigm shift in municipal circles that reconsiders the place of information transmitted to the population as a vector of appropriation of retrofitting, consultation as an exercise of co-construction, and distribution of positive externalities of retrofitting as recognition of the individual interests of citizens, in accordance with the collective ones. These results demonstrate that a reassessment of the relationship between citizens and municipal authorities is not only necessary, but is part of a broader reflection of the balance of private and public input in the development and redevelopment of urbanized areas.


identifier: Desrochers, Florence  (2016). À la croisée des chemins : les stratégies résidentielles des jeunes familles de la Petite-Patrie en contexte « d'exode » vers la banlieue  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 104 p.

subject:
stratégie résidentielle
jeunes familles
centralité
choix résidentiels
arbitrages résidentiels
Housing strategy
young families
centrality
residential choices
residential negociations

abstract:
Dans cette recherche, je m’intéresse au parcours résidentiel des jeunes familles montréalaises qui vivent en quartiers centraux. J’ai prêté une attention particulière aux ménages biparentaux avec un enfant d’âge préscolaire qui se trouvent à la croisée des chemins du point de vue des choix résidentiels en raison de leur propension à redéfinir les paramètres de leur quotidien. En contexte de départ massif vers la banlieue montréalaise, retenir ces ménages représente un défi important pour la Ville de Montréal. Pour mieux comprendre les choix résidentiels de ces familles, j’ai mobilisé le concept de stratégie résidentielle. Cette étude de cas compréhensive vise à mettre en lumière à la fois la trajectoire résidentielle de ces ménages et leurs projections, qu’elles soient à court, à moyen ou à long terme. En présentant les résultats de l’analyse sous forme de récits, j’ai voulu transmettre l’importance de la cohérence narrative des parcours résidentiels des familles. Ces histoires visent également à démontrer les différents points d’ancrage à la centralité de celles-ci, tout en mettant l’accent sur les dimensions qui se sont révélées déterminantes dans la stratégie résidentielle de ces jeunes familles urbaines, comme l’éducation, la mobilité et le mode de tenure du logement.

 This thesis examines the residential path of young families who live in central neighbourhoods of Montréal by studying more specifically dual-parent families with one preschool-aged child. These households are often seen as being in a critical position regarding their residential situation as they are redefining their daily life. In the context of “exodus” of middle-class families to the suburbs, keeping these households in the city remains a challenge for the Montréal administration. To gain a better understanding of their residential choices, I employed the concept of housing strategies. In this comprehensive research, I sought to shed light on the residential path of these families and connecting them to their future plans, may they be in a close or distant future. By outlining the results into narratives, I wish to emphasize their importance in these families’ histories. These narratives are also a way of stressing the importance of their ties to centrality in their housing strategy. Also, I will introduce crucial aspects of their strategy such as education, mobility and residential status.


identifier: Lafontaine, Olivier  (2016). L'apport de la littératie à l'explication des écarts de salaire entre immigrants et natifs au Canada  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en démographie, 69 p.

subject:
Écart salarial immigrant-natif
littératie
PEICA
équation de Mincer
capital humain
immigrant wage gap
literacy
PIAAC
Mincer equation
human capital
Canada

abstract:
En 2011, 20,6 % de la population canadienne était née à l'étranger et, en 2031, cette proportion
pourrait atteindre 28 %. Or, malgré un niveau de scolarité moyen plus élevé, l'intégration
économique des immigrants demeure difficile. Leur revenu moyen est passé de 85 % du revenu
moyen des Canadiens d'origine en 1975-1979 à 60 % en 2000-2004. Parmi les hypothèses, la
discrimination et les différences dans le capital humain s'affrontent.
Dans le présent mémoire, nous cherchons à savoir si cet écart est explicable, au moins en
partie, par un rendement inférieur des compétences en littératie des immigrants
comparativement aux natifs. Pour ce faire, nous utilisons les données du Programme
d'évaluation internationale des compétences des adultes (PEICA) et procédons à une série de
régressions multiples, avec et sans les variables liées à la littératie. Une analyse distincte par
sexe est effectuée. Comme dans les études antérieures, nos résultats montrent que les
immigrants, hommes ou femmes, ne reçoivent pas un rendement inférieur pour leurs
compétences en littératie.

 In 2011, 20.6% of the Canadian population were foreign-born, and this proportion was forecast
to raise to 28% by 2031. Yet, despite the higher educational attainment of Canadian immigrants,
their economic integration remains a challenge. Their average income has plumeted from 85%
of the Canadian-born income in 1975-1979 to 60% in 2000-2004. Among the hypotheses,
discrimination and human capital differences emerged.
In this master thesis, our aim is to discover if this wage gap is due, at least partly, to the fact that
immigrants receive a lower return for their literacy skills compared to Canadian-born. To do so,
we used the data from the Programme for the International Assessment of Adult Competencies
(PIAAC), and we performed a series of multiple regressions, with and without the variables
related to literacy skills. The regressions were performed for men and women separately. As
previous studies showed, no lower return was found neither for men nor women.


identifier: Lesage-Mann, Élaine  (2016). Géographie des seringues à la traîne : analyse du quartier montréalais Centre-Sud  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 88 p.

subject:
analyse spatiale
seringues à la traîne
boîtes de dépôt public
NKDE
ILINCS
Régression Tobit
Spatial analysis
discarded needles
drop boxes
NKDE
ILINCS
Tobit Regressions

abstract:
Ce mémoire s’intéresse à la distribution spatiale des seringues dans le quartier Centre-Sud de Montréal. De nombreuses études portent sur les seringues à la traîne depuis les années 1980, mais elles s’intéressent surtout aux consommateurs, à savoir s’ils utilisent ou non les divers programmes mis à leur disposition pour ramasser les seringues souillées. La grande majorité des études sont donc qualitatives et ne s’intéressent pas à la géographie des seringues à la traîne. L’objectif principal de cette étude est de décrire la distribution spatiale des seringues et de la mettre en relation avec la localisation des boîtes de dépôt public entre 2010 et 2014. Pour se faire, plusieurs méthodes d’analyses ont été mobilisées, dont le NKDE (Network Kernel density estimation) et une version locale de l’indice de Moran (LISA), le ILINCS. Par la suite, une modélisation a été réalisée à l’aide de plusieurs variables, dont la proximité aux boîtes de dépôt public, à divers organisations s’occupant de la gestion des seringues souillées ainsi que les différents types de rue. Les résultats nous permettent de constater que les seringues ne sont pas distribuées uniformément dans le quartier Centre-Sud. En effet, certains secteurs sont composés uniquement de points froids et les points chauds se retrouvent majoritairement entre les rues Sanguinet et Montcalm, ainsi qu’entre la rue Sherbrooke et le Square Viger. Concernant les résultats des régressions Tobit, les variables les plus significatives sont les ruelles et la proximité aux boîtes de dépôt public.

 This master thesis addresses the spatiality of discarded needles and syringes in Centre-Sud, a neighbourhood adjacent to downtown Montréal. Since the 1980s, the scientific literature enhances its focus mostly on attendance regarding needle exchanges programs for injection drug users and less on its spatial distribution within urban public space. Therefore, the objective of the present study is to describe the geography of discarded needles and then to explore its relationship with drop boxes between 2010 and 2014. We used a network kernel density estimation (NKDE), a local version of the Moran Index (LISA) (ILINCS) to achieve our first objective. Then, we modelized what we think could explain these concentrations. Variables such as the presence drop boxes and the networks of streets and alleys were used. Our results indicate that discarded needles are not uniformly distributed in the Centre-Sud neighbourhood. In fact, some sectors had only coldspots. Most of the hotspots were around Sanguinet, Montcalm, and Sherbrooke streets. Square Viger, a urban park located next to a highway, showed also a high concentration of used needles. The strongest variables explaining these hotspots for the study period were the presence of alleys and drop boxes.


identifier: Pétré, Marie-Amélie  (2016). Étude hydrogéologique de l’aquifère transfrontalier Milk river (Canada-USA): modèles géologique, conceptuel et numérique pour la gestion raisonnée de la ressource.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 257 p.

format: application/pdf application/zip

subject:
aquifère
hydrogéologie
eaux souterraines
Milk River
modélisation

abstract:
Depuis le début du 20ème siècle, les eaux souterraines de l’aquifère transfrontalier Milk River (MRA) ont constitué une importante ressource dans le sud de l’Alberta (Canada) et le nord du Montana (USA). L’utilisation intensive de cette ressource sous un climat semi-aride a provoqué une baisse importante des niveaux d’eau localement, si bien que des inquiétudes concernant la pérennité du MRA sont apparues dès les années 60. Les études précédentes du MRA étaient limitées par les frontières nationales, empêchant ainsi une compréhension complète de la dynamique de l’aquifère. L’objectif de cette thèse était de réaliser une étude transfrontalière du MRA afin de caractériser cette ressource régionale d’eau souterraine selon ses limites naturelles. À cette fin, trois modèles transfrontaliers ont été développés : un modèle géologique, un modèle conceptuel hydrogéologique et un modèle numérique d’écoulement souterrain. Des travaux de terrain de part et d’autre de la frontière Canada/USA et une revue de littérature exhaustive des études précédentes ont supporté la réalisation de ces modèles. De plus, une première évaluation des niveaux d’exploitation historiques du MRA a été réalisée en Alberta.
Le modèle géologique 3D (50 000 km²) représente le MRA (Membre Virgelle de la Formation Milk River/Eagle) et ses unités confinantes continûment à travers la frontière internationale. Le développement de ce modèle a requis une harmonisation des nombreuses nomenclatures stratigraphiques de la région et la délimitation transfrontalière du MRA.
Le modèle conceptuel hydrogéologique du MRA a montré deux flux d’écoulement souterrains transfrontaliers, dirigés du Montana vers l’Alberta. La Milk River intercepte la majeure partie du flux souterrain venant du sud, si bien que l’écoulement au nord de la rivière est très faible. Les analyses isotopiques confirment que les eaux du MRA sont principalement fossiles à l’exception de la zone de recharge située le long de la zone d’affleurement du MRA. Les zones du MRA avec une forte conductivité hydraulique et de faibles concentrations en chlorures correspondent à des voies d’écoulement préférentielles. L’émergence des eaux du MRA a lieu via la drainance à travers les unités confinantes notamment le long des vallées enfouies.
Le modèle numérique (26 000 km²) d’écoulement souterrain du MRA en régime permanent est une transposition des modèles géologique et conceptuel. Il montre que le modèle conceptuel précédemment développé est hydrauliquement plausible. Le modèle d’écoulement donne une meilleure compréhension du système aquifère en représentant la dynamique de l’écoulement souterrain dans la situation pré-exploitation. Le traçage de particules indique des temps de résidence advectifs de près de 750 000 ans à la limite nord du MRA, ce qui est inférieur aux âges obtenus par les analyses isotopiques (2 Ma).
La zone au sud de la Milk River bénéficie de la totalité du flux transfrontalier venant du Montana tandis que la zone au nord de la rivière ne reçoit qu’une partie du flux de recharge provenant du sud à cause de l’interception par la Milk River. Les bilans en eau des modèles conceptuels et numériques montrent tous les deux que l’extraction de l’eau souterraine dépasse de loin la recharge au nord de la Milk River. Un modèle d’écoulement transitoire serait requis pour définir le volume d’eau provenant de l’emmagasinement dans le MRA et  préciser le rôle des aquitards durant le pompage. Par ailleurs, en tant que ressource internationale partagée, une gestion transfrontalière des eaux du MRA serait justifiée dans la région comprise entre la zone de recharge au Montana et le sud de la Milk River en Alberta. Ainsi, ces trois modèles transfrontaliers du MRA forment une base commune internationale de connaissances scientifiques à l’échelle de l’aquifère et pourraient supporter l’évaluation future du meilleur usage possible de cette ressource partagée et limitée. De futurs travaux peuvent inclure l’effet des champs de gaz localisés aux limites du MRA et les conditions paléo-hydrogéologiques liées à l’évolution géochimique de l’eau souterraine.

Since the beginning of the 20th century, groundwater from the Milk River Aquifer (MRA) has been an important water resource in southern Alberta (Canada) and northern Montana (USA). The intensive use of this resource under a semi-arid climate has locally led to important drops in waters levels, thus raising concerns on the MRA sustainability since the 1960s. Previous MRA studies were limited by the national boundaries, thus preventing a full understanding of the aquifer dynamics. The objective of this thesis was to carry out a transboundary study of the MRA to define this regional groundwater resource within its natural boundaries. For this purpose, three cross-border models were developed: a geological model, a conceptual hydrogeological model and a numerical groundwater flow model. These developments were supported by focused field work on both sides of the Canada/USA border and a comprehensive review of previous studies. Furthermore, a first assessment of the historical exploitation levels of the MRA was done for southern Alberta.
The 3D geological model (50,000 km²) continuously represents the MRA (Virgelle Member of the Milk River/Eagle Formation) and confining units through the international border. Development of this model required harmonization of various stratigraphic nomenclatures in the study area and the transboundary delineation of the MRA extent.
The hydrogeological conceptual model of the MRA indicated two transboundary groundwater fluxes from Montana to Alberta. The Milk River intercepts most of the groundwater flux incoming from the south, thus leading to limited groundwater flow north of the Milk River. Isotopic analyses confirm that the MRA contains mostly fossil groundwater, with the exception of the recharge area located along the outcrop area of the aquifer. Areas within the MRA with a high hydraulic conductivity and low chloride concentrations correspond to preferential groundwater flowpaths. Discharge from the aquifer occurs as vertical leakage through the overlying confining units, especially along bedrock valleys.
The numerical steady-state groundwater flow model of the aquifer system (26,000 km²) is a transposition of the geological and conceptual models, and it shows that the previously developed conceptual model is hydraulically plausible. The groundwater flow model provides a better understanding of the aquifer system by representing the dynamics of groundwater flow under pre-development conditions. Particle tracking indicates advective residence times of up to 750,000 years in the northern limit of the aquifer, which is lower than ages obtained from isotopic analyses (2 Ma).
The area south of the Milk River benefits from all of the transboundary groundwater flux from Montana whereas north of the Milk River, only a portion of the recharge flux coming from the south is transmitted due to the interception of the Milk River. Groundwater
budgets from both the conceptual and numerical models show that groundwater extraction far exceeds recharge north of the Milk River. A transient model would be required to determine how much water is derived from storage in the MRA and to assess the role of the confining units during pumping. Furthermore, as an internationally shared resource, a transboundary management of the MRA would be appropriate, especially in the area comprised between the recharge area in Montana and the Canadian reach of the Milk River.
Together, these transboundary models of the MRA constitute a common international basis of scientific knowledge at the aquifer scale and could support further assessments of the best possible exploitation of the shared but limited resource. Future works could include the study of the effects of the gas fields located at the limits of the MRA as well as paleo-hydrogeological conditions relative to the geochemical evolution of groundwater.


identifier: Vernet, Laurent  (2016). La vie sociale des œuvres d'art dans les espaces publics : études des cas montréalais  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en études urbaines, 292 p.

subject:
oeuvres d’art
espaces publics
sociabilité publique
publics
Montréal
artworks
public spaces
public sociability
publics

abstract:
Cette recherche exploratoire et inductive porte sur les publics des oeuvres d’art dans les
espaces publics; des publics qui ont rarement été étudiés de manière empirique. Plus
précisément, cette étude vise la description des modes d’interaction des publics avec les
monuments et les oeuvres d’art public. Pour développer de nouvelles perspectives sur ces
objets artistiques qui se trouvent dans des parcs, des places et des squares, l’auteur s’appuie
sur la définition que fait la sociologie urbaine des espaces publics. Considérés non pas comme
des espaces de discours mais comme des environnements concrets, ils sont des lieux de
sociabilité publique, où des inconnus sont en situation d’interaction et entretiennent des liens
ténus et éphémères. Inspirée par le documentaire de Wililam H. Whyte The Social Life of Small
Urban Spaces, l’observation filmée est employée comme méthode de collecte de données, ce
qui permet une analyse fine des interactions que les publics ont avec les oeuvres montréalaises
ainsi documentées. À travers quatre études de cas est analysée la vie sociale de huit oeuvres
qui sont installées dans les places publiques du Quartier international de Montréal, au square
Saint-Louis, au parc du Mont-Royal et sur l’île Sainte-Hélène; des rassemblements uniques
comme Occupons Montréal, le tam-tam et le Pikinc Électronik sont au passage abordés. Le
point de vue sur la vie sociale des oeuvres dans les espaces publics se transforme au fil des
études de cas : alors qu’il est d’abord question des usages que font les publics de ces objets
d’art, l’analyse porte de plus en plus sur les interactions entre publics et oeuvres. À partir du
registre des interactions entre inconnus formulé par Lyn H. Lofland, la discussion qui conclut
cette thèse propose, au regard des résultats de cette enquête, cinq principes pour décrire les
interactions entre publics et oeuvres, ce qui permet d’ouvrir une réflexion sur la portée de ces
interactions dans notre expérience de la ville.

 This exploratory, inductive research is focused on publics for artworks in public spaces – publics
that have rarely been the subject of empirical study. More specifically, this study aims to
describe the ways in which publics interact with monuments and works of public art. To develop
new perspectives on these art objects that are found in parks and squares, the author adopts
the definition of public spaces used in urban sociology. In this definition, public spaces are seen
not as spaces of discourse but as concrete environments, sites of public sociability in which
strangers are in a situation of interaction and maintain tenuous, ephemeral links. Following the
method used by William H. Whyte in his documentary The Social Life of Small Urban Spaces,
filmed observation was employed for data collection, making it possible to undertake a detailed
analysis of the interactions documented between publics and the chosen Montréal artworks.
Through four case studies, the social life of eight artworks installed in the public squares of the
Quartier international de Montréal, Saint-Louis Square, Mount Royal Park, and St. Helen’s
Island is analyzed; unique gatherings such as Occupons Montréal, the tam-tam, and the Piknic
Électronik are also addressed. The point of view on the social life of artworks in public spaces is
transformed as the case studies proceed: at first, the focus is on the uses made by publics of
these art objects, but the analysis shifts gradually to interactions between publics and artworks.
Using as a basis the register of interactions among strangers formulated by Lyn H. Lofland, the
discussion that concludes the dissertation proposes, given the results of the research, five
principles to describe interactions between publics and artwork, thus opening to a reflection on
the effect of these interactions on our experience of the city.


identifier: Mahmoudi, Amine  (2014). Étude, développement et optimisation d'un procédé de fermentation du lactosérum pour la production de biomasse microbienne.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau.

subject:
procédé de fermentation
lactosérum
biomasse microbienne
Kluyveromyces marxianus
culture microbienne

abstract:
La gestion des déchets agroalimentaires représente un facteur limitant l’expansion des industriels
dans le domaine de l’agroalimentaire. Le lactosérum représente un exemple type d'un rejet
posant une problématique coûteuse et très exigeante sur le plan environnemental pour les
producteurs de fromage. Cette problématique, principalement reliée au contenu en lactose du
lactosérum, est combinée à un contrôle réglementaire de plus en plus strict auquel sont soumis
les transformateurs. Malgré cela, une proportion significative des 180 milliards de litres de
lactosérum produits à travers le monde sur une base annuelle reste non traitée. Il en résulte donc
un manque à gagner significatif sur le potentiel nutritionnel du lactosérum suite à l’extraction des
protéines sériques en raison de la faible valeur économique du lactose résiduel. Le présent projet
s’articule autour du développement, de l’analyse e t de l’optimisation d'un procédé de production
de biomasse par fermentation du lactosérum. Dans un premier temps, l’analyse de la dynamique
microbienne d'un procédé industriel de fermentation du lactosérum a permis de mettre en
évidence la dégradation de l'équilibre de la flore mixte utilisée (composée de K. marxianus, S.
unisporus, L. fermentum) se caractérisant par la contamination du fermenteur par une levure
sauvage, C. krusei, rendant le produit fini non conforme à son autorisation réglementaire de
commercialisation. D 'un point de vue cinétique la non-compétitivité de la flore due à sa dérive,
couplée à un faible apport en oxygène, ont été à l’origine de rendements de conversion du lactose
en biomasse et épuratoires très faibles et économiquement non rentables.
Dans un deuxième temps, l'étude de la cinétique de croissance de la souche principale du
procédé, K. marxianus, a montré que les conditions optimales de pH, de température et de
concentration en lactose pour une production optimale de biomasse (3.99,37.2°C et 28.34 g/L,
respectivement) sont différentes de celles requises pour une dégradation optimale de la DCO
(3.16, 40.7°Ce t 16.6 g/L, respectivement). La maximisation des rendements du procédé requiert
donc l’emploi de K. marxianus en association avec d'autres souches afin d'améliorer les
capacités épuratoires du procédé et de contrer la contamination de la flore. Ainsi, un criblage de
plusieurs mélanges microbiens a permis de choisir la culture mixte la plus efficace en termes de
rendements en biomasse et épuratoires. L'optimisation des conditions de croissance du mix
choisi a permis d'obtenir des rendements  supérieurs à ceux exhibés par le mix composant la flore
du procédé industriel (la production de biomasse et le rendement épuratoire sont de 45% et 55%
plus élevés, respectivement). Finalement, l'étude des cinétiques de production et de
consommation de métabolites au cours de la fermentation du lactosérum, basée sur l’analyse des
profils des acides organiques et des glucides, a permis de dresser des profils de production et
d'assimilation de ces composés, aboutissant ainsi à l’approfondissement des connaissances du
métabolisme des levures Crabtree négatives (telles que K. marxianus et C. utilis) en termes de
canalisation du flux carboné entre la production de biomasse et celle de métabolites. De même,
les résultats rapportés ont permis de déterminer la nature des interactions microbiennes entre les
différentes populations (commensalisme et compétition combinée au mutualisme) de la culture
mixte et de s'assurer de la stabilité de celle-ci au cours de la fermentation du lactosérum.
Le procédé développé a abouti à la production d'une biomasse à valeur ajoutée et au potentiel
nutritif très intéressant pour une application dans le domaine de l’alimentation humaine et
animale. De plus, la qualité du rejet généré confère à l’utilisateur du procédé une solution de
choix pour le traitement et la disposition du lactosérum avec un avantage économique certain.
Cette étude représente la première pierre angulaire dans le processus d'industrialisation du
procédé dont la prochaine étape sera d'opérer sa mise à l'échelle afin d'assurer une bonne
transition du laboratoire à l'usine.

Whey is a costly and environmentally challenging issue for cheese makers. The issue is related
to organic content combined with increased regulatory scrutiny. Notwithstanding, of the 180
billion liters of whey that are produced annually on a worldwide basis, a significant portion of it
is not processed. As a result, there is a missed economic opportunity emanating from the
extraction of the original protein content in whey and the generation of a highly polluting waste
due to its lactose content. The reason is that it is capital intensive for smaller cheese makers due
to the low economic value of the residual lactose after the original whey protein extraction.
The present project deals with the development, the analysis and the optimization of a microbial
biomass production process through whey fermentation. First, the microbial dynamic analysis of
an industrial whey fermentation process showed a significant flora deviation triggered by the
contamination and the proliferation of the undesirable wild yeast C. krusei in the fermenter. This
flora equilibrium imbalance resulted in the non-conformity of the final product according to its
initial specifications stated by the regulatory approval. From a kinetic point of view, the low
competitiveness of the flora due to its significant deviation, coupled to a low oxygen supply,
resulted in low lactose to biomass conversion yields and purification efficiencies and thus
rendering the process economically unprofitable.
Secondly, the kinetic study of the process flora main strain, the yeast K. marxianus, showed that
optimal operational conditions, namely pH, temperature and initial lactose content, required for
highest biomass production (3.99, 31.2°C et 28.34 g/L, respectively) and efficient polluting
charge degradation was 3.16, 40.7°C et 16.6 g/L, respectively. Maximizing both of the responses
requires the association of the lactose positive K. marxianus yeast with other strains in order to
enhance biomass yields as well as purification efficiencies without being forced to operate a
trade-off between them. Hence, a screening of several microbial mixes allowed selection of an
efficient mixed culture in terms of biomass production and epuratory efficiency. Cultivation
conditions optimization of the selected mix allowed higher yields and productivities compared to
those exhibited by the industrial mix previously used (biomass production and epuratory
efficiency are 45% and 55% higher, respectively). Finally, metabolite production and
consumption kinetics during whey fermentation, based on the analysis of organic acids and
carbohydrates profiles, allowed to draw up patterns of production and assimilation for these
compounds. These patterns contributed in deepening the knowledge of the Crabtree negative
yeasts (K. marxianus and C. utilis) metabolism in terms of carbon flux split between biomass
production and metabolite secretion. Moreover, the reported results allowed determining the
nature of the microbial interactions between the mixed culture microbial populations
(commensalism and combined competition and mutualism) and, hence, verifying its stability
during whey fermentation.
The developed process led to the production of a high value added biomass characterized by an
interesting nutritive profile for an application in human and/or animal alimentation. Moreover,
the quality of the residual process wastewater offers to the user a profitable solution for the
treatment and the disposal of whey. The present study represents the first cornerstone in the
industrialization strategy which the next step would be process scale up in order to ensure
successful transition from the laboratory to the plant scale.


identifier: Lebel, Marie-Ève  (2016). Caractérisation du mécanisme d’action de PapMV et évaluation de son potentiel dans la lutte contre les infections et le cancer  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en immunologie et virologie, 225 p.

subject:
vaccination
immunothérapie
adjuvant
pseudoparticules virales
virus de la mosaïque de la papaye
système du complément
interféron alpha
TLR7
réponse immunitaire cellulaire
immunotherapy
adjuvant
virus-like particles
papaya mosaic virus
complement system
alpha interferon
cellular immune response

abstract:
Le développement de vaccins sécuritaires capables de générer une réponse immunitaire cellulaire, essentielle pour protéger contre la plupart des infections persistantes et des cancers, est encore aujourd’hui un défi. Une des méthodes utilisées pour augmenter l’efficacité de ces vaccins est de les combiner avec un adjuvant. Cependant, encore peu d’adjuvants sont autorisés pour l’utilisation chez l’humain et ceux qui le sont ont un mécanisme d’action parfois mal défini et engendrent principalement une réponse immunitaire de type humoral. Ainsi, l’élaboration de nouveaux adjuvants et de nouvelles méthodes de vaccination ainsi que la compréhension de leur mécanisme d’action est cruciale pour réussir à prévenir ou traiter plusieurs maladies infectieuses ou encore le cancer. Parmi les nouveaux adjuvants et systèmes de vaccination en développement, un intérêt grandissant a récemment été observé pour les pseudoparticules virales (VLP) et les molécules immunomodulatrices comme les ligands de récepteur de motifs moléculaires associés aux pathogènes (PRR). Notre équipe a démontré précédemment que les pseudoparticules du virus de la mosaïque de la papaye (PapMV), composées des protéines de capside d’un virus de plante et d’un acide ribonucléique simple brin (ARNsb) non codant, sont hautement immunogéniques chez la souris. De plus, PapMV peut être utilisé comme plateforme vaccinale, en fusionnant à sa surface des épitopes d’un agent pathogène, ou comme adjuvant, en l’ajoutant à un vaccin existant. Dans ces contextes, une augmentation de la réponse immunitaire humorale spécifique aux antigènes vaccinaux a été obtenue. Dans cette étude, nous avons caractérisé le mécanisme d’action de PapMV et évaluer son potentiel dans la lutte contre les infections et le cancer.
En utilisant un modèle d’immunisation chez la souris, nous avons démontré que le PapMV activait les cellules du système immunitaire via la liaison du récepteur de type Toll 7 (TLR7) par son ARNsb et la production d’interféron de type I (IFN-I) par les cellules dendritiques plasmacytoïdes. De plus, lorsque PapMV est ajouté comme adjuvant dans un modèle d’immunisation avec des cellules dendritiques dérivées de la moelle osseuse (BMDC) présentant le peptide de l’ovalbumine (OVA), cela permet d’augmenter le nombre de lymphocytes T CD8+ effecteurs et mémoires spécifiques, ce qui résulte en une meilleure protection contre une infection par Listeria monocytogenes exprimant OVA. Puis, nous avons évalué le potentiel de PapMV à améliorer l’immunothérapie du cancer dans un modèle de mélanome murin. Nous avons observé que l’administration de PapMV dans la tumeur modifie le microenvironnement tumoral, ce qui permet de réduire la croissance des tumeurs et d’augmenter la survie des souris. De plus, lorsque PapMV est combiné à d’autres traitements d’immunothérapie, il augmente leur potentiel thérapeutique. Enfin, bien que le système du complément semble impliqué dans la reconnaissance et la phagocytose du PapMV, l’absence de la protéine C3 du complément, amplifie le pouvoir adjuvant de PapMV en haussant la production d’IFN-α.En conclusion, PapMV est un nouveau ligand de TLR7 avec de fortes propriétés immunomodulatrices qui pourraient être exploitées dans le développement de stratégies de vaccinations ou d’immunothérapies améliorées contre les maladies infectieuses et le cancer.

The development of safe vaccines capable of generating potent cellular immune responses, essential to protect against most chronic infections and cancer, is still a challenge. In order to increase their efficacy, adjuvants can be added to vaccines. However, very few adjuvants are currently authorized for human use and these mainly stimulate a humoral response and have a poorly defined mechanism of action. Therefore, the development of new adjuvants and vaccination strategies and understanding of their mechanism of action is of paramount importance to successfully fight against many life-threatening infectious diseases and cancer. Among the novel adjuvants and immunization systems in development, there is a growing interest for virus-like particles and immunomodulatory molecules such as pattern recognition receptors ligands. Our team demonstrated that papaya mosaic virus-like particles (PapMV), composed of the coat protein of a plant virus and a non-coding ssRNA, are highly immunogenic in mice. Moreover, PapMV can be used either as a vaccine delivery platform, through fusion of various epitopes to the coat protein, or as adjuvant, by adding it to existing vaccines. In these contexts, an increased humoral immune response specific to vaccine antigens was observed. In this study we characterized the mechanisms of action of PapMV and evaluate its potential in the fight against infectious diseases and cancer.Using immunization studies in mice, we demonstrate that PapMV activates immune cells through the binding of Toll-like receptor 7 (TLR7) by its ssRNA and type I interferon (IFN-I) production by plasmacytoid dendritic cells. In addition, when PapMV is used as an adjuvant in a bone marrow derived dendritic cell-vaccination setting, an increased number of specific effector and memory CD8+ T cells is obtained, thus resulting in a better protection against an intracellular bacterial infection by Listeria monocytogenes. Then, we evaluated the potential of PapMV to improve cancer immunotherapy in a murine melanoma model. Administration of PapMV in the tumor alters the tumor microenvironnement, reduces tumor growth and increases mice survival. In addition, when PapMV is combined with other immunotherapy treatments, it increases their therapeutic potential. Finally, although the complement system seems to be involved in the recognition and phagocytosis of PapMV, the absence of complement component C3, increases the adjuvant properties of PapMV throught an increased production of IFN-α.In conclusion, PapMV represents a novel TLR7 agonist with strong immunostimulatory properties that could be useful for the development of improved vaccination strategies against infectious diseases and cancer.


identifier: Gnedyuk, Semen  (2016). Interaction d’impulsions laser femtoseconde intenses avec une cible solide ultra mince: effet du contraste laser sur le régime d’interaction.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 235 p.

subject:
interaction laser-matière
plasmas
accélération des particules
contraste laser
cibles solides ultra minces et minces
Laser-matter interaction
plasmas
particle acceleration
laser contrast
ultra thin and thin solid targets

abstract:
Le développement technologique continu et rapide des lasers a ouvert la route vers des puissances crêtes et moyennes élevées et des régimes d’interaction laser-matière relativiste. Ainsi, l’accès aux intensités de lumière dépassant 1 × 1018 W/cm2 a permis aux chercheurs d’étudier une nouvelle physique avec un grand potentiel d’applications. Il s’agit de la production des sources de rayons X brillantes ultracourtes, la définition de l’équation d’état, les études des plasmas denses et chauds, l’accélération des particules (électrons, protons, ions) à haute énergie et l’activation nucléaire. Une des applications les plus intéressantes de l’accélération de protons par laser est la proton thérapie. Les qualités supérieures des sources de radiation et d’ions générées par laser pourraient en faire une alternative réaliste aux synchrotrons ou les accélérateurs qui sont très coûteux et encombrants.
Le contraste d’intensité d’une impulsion laser est un des paramètres clés pour les intensités laser relativistes et les applications potentielles. Dans le cadre de cette thèse, un accent a été fait sur le rôle du contraste lors de l’interaction laser-matière et son amélioration avec les différentes techniques disponibles tels que le miroir plasma, l’absorbant saturable et XPW. Les résultats de la mise en place de ces outils ont montré une augmentation significative du contraste laser nanoseconde avec le problème du front de montée de l’impulsion laser qui était néanmoins présent. Les tests avec l’absorbant saturable ont prouvé que c’est un moyen potentiel d’amélioration du contraste mais les pertes d’énergie laser restent importantes. Les faisceaux de protons générés sur les deux faces d’une cible solide ont montré des énergies similaires, ce qui signifie la bonne qualité de surface à l’arrivée de l’impulsion laser et l’absence du bruit de fond important. Les mesures de la réflectivité de cible ont également prouvé que le contraste était suffisamment haut.
Les expériences ont été effectuées avec des cibles solides ultra minces et minces pour lesquelles le contraste laser est encore plus important que pour des cibles d’épaisseur micrométrique car le bruit de fond et les pré-impulsions peuvent changer la dynamique d’interaction et même détruire la cible avant l’arrivée de l’impulsion principale. Nous avons observé la détente longitudinale et latérale très rapide des cibles, tant sur la face avant qu’arrière. Grâce à l’utilisation d’un interféromètre de Michelson couplé au diagnostic de l’ombroscopie, nous avons pu remonter à la densité électronique du plasma en expansion. Les températures électroniques très hautes sont atteintes, ce qui rend ces cibles intéressantes pour les études de la physique de haute densité d’énergie.

The continuous and rapid technological development of lasers has opened a way towards high peak and average power and relativistic laser-matter interaction regimes. Thus, the access to light intensities over 1 × 1018 W/cm2 has allowed researchers to study new physics with a high applications potential. It goes about the generation of ultrashort bright X ray sources, the equation of state definition, hot dense plasmas studies, highly energetic particles acceleration (electrons, protons, ions) and nuclear activation. One of the most interesting applications of laser proton acceleration is proton therapy. The excellent qualities of the radiation sources and the laser generated ion beams could make them a realistic alternative to synchrotrons and the accelerators that are very expensive and bulky.
The laser pulse contrast ratio is one of the key parameters for the relativistic laser intensities and the potential applications. Within the context of this thesis, an accent has been made on the role of the contrast within the laser-matter interaction and its improvement with the different available techniques such as plasma mirror, a saturable absorber or XPW. The results of the implementation of these tools showed a significant increase of the nanosecond laser pulse contrast with a persisting problem of the rising front of the pulse. The tests with the saturable absorber proved that it is a potential tool of the contrast improvement but the energy losses are quite high. The proton beams generated on both sides of a solid target have showed similar energies, which means the good target surface quality before the arrival of the main pulse and the absence of any considerable pulse background. The target reflectivity measurements have proved as well that the contrast was high enough.
The experiments have been made with solid ultra thin and thin targets for which the contrast is even more important than for micrometric targets as the background noise and the pre-pulses can modify the interaction dynamics and even destroy the target before the main pulse arrival. We observed a very rapid longitudinal and lateral target decompression, both on front and rear sides. Thanks to the Michelson interferometer coupled to the shadowgraph diagnostic, we have managed to calculate the plasma electron density. Very high electron temperatures are attained, which makes these targets interesting for the study of High Energy Density Physics.


identifier: Houle, Marie-Andrée  (2017). Amélioration de la microscopie “Stimulated Raman Scattering” (SRS) et applications aux sciences de la terre.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 229 p.

subject: microscopie à génération de

subject: seconde harmonique

subject: microscopie par fluorescence à deux photons

subject: microscopie optique nonlinéaire

subject: biophotonique

subject: collagène

subject: géologie

subject: filtre adapté

subject: spectroscopie Raman

abstract:
Cette thèse porte sur le développement de techniques servant à l’amélioration de la sensibilité
de détection de la microscopie “Stimulated Raman Scattering” (SRS) et l’utilisation de
plusieurs types de microscopie optique non-linéaire pour l’imagerie d’échantillons géologiques
et biologiques.
L’amélioration de la sensibilité de détection de la microscopie SRS est étudiée de deux
façons: par l’utilisation des filtres adaptés comme outil de détection du signal SRS et par la
diminution du signal non-résonant présent lors de l’acquisition de spectres SRS en modulant
la polarisation du faisceau Stokes. Les filtres adaptés montrent une efficacité légèrement plus
élevée en utilisant des ondes carrées comme forme du filtre qu’avec l’utilisation d’un amplificateur
à détection synchrone. Nous présentons ainsi une preuve de concept de l’utilisation
des filtres adaptés en microscopie SRS mais les résultats montrent que leur utilisation n’est
pas, à ce stade, adapté pour l’imagerie en temps réel. Également, nous faisons une preuve de
concept d’une technique de microscopie SRS par modulation de la polarisation qui réduit le
signal non-résonant causé par la modulation de phase croisée (XPM) en modulant la polarisation
du faisceau Stokes plutôt que l’amplitude, comme c’est habituellement le cas. Nous
démontrons que cette technique permet une diminution significative du signal de XPM lors
de l’acquisition de spectres SRS de DMSO-d6 à de très basses concentrations. L’utilisation
de la microscopie SRS par modulation de la polarisation dans un contexte d’imagerie est
également démontrée.
De plus, trois types de microscopie sont utilisés pour l’imagerie d’échantillons dans cette
thèse: la microscopie SRS, la microscopie à génération de seconde harmonique (SHG) et la
microscopie à fluorescence à deux photons (TPF). Les techniques de microscopie SRS, SHG
et TPF sont utilisées pour l’imagerie d’échantillons géologiques d’intérêt incluant de la matière
organique contenue dans des échantillons géologiques. Contrairement à la microscopie
Raman conventionnelle, nous démontrons que la microscopie SRS peut être utilisée pour faire
l’imagerie rapide d’échantillons géologiques à une fréquence Raman spécifique, pour l’acquisition
de volumes 3D et lorsque l’échantillon génère de la fluorescence. De larges spectres
SRS couvrant plusieurs centaines de cm−1 furent acquis dans la matière organique contenue
dans les échantillons géologiques dans la région CH et la région de “fingerprints” (environ
800 à 1700 cm⁻¹). Ceci est, à notre connaissance, la première utilisation de la microscopie
SRS pour l’imagerie d’échantillons géologiques. Également, la microscopie SHG est utilisée
pour l’imagerie d’échantillons de collagène provenant d’os et de cartilage. Une comparaison de l’organisation des fibrilles du collagène de type I et de type II est faite et la taille des fibrilles de collagène a pu être estimée en fonction du ratio forward/backward du signal SHG.

This thesis focuses on the enhancement of detection sensitivity in Stimulated Raman
Scattering (SRS) microscopy and the application of multi-modal nonlinear optical microscopy
techniques to the imaging of geological and biological samples.
The enhancement of detection sensitivity in SRS microscopy is studied in two ways: by
using a matched filters approach to optimize the signal-to-noise ratio in SRS microscopy
and by reducing the nonresonant background signal in SRS microscopy by modulating the
polarisation of the Stokes beam. Using matched filters, we show a slight improvement of
the detection sensitivity when square waves are used as the coded excitation for a matched
filter, compared to using a lock-in amplifier. We show a proof of concept of the application of
matched filters in SRS microscopy but the unoptimized electronics used here are not suitable
for real time imaging. Furthermore, we present a proof of concept of a polarization-modulated
SRS microscopy technique that decreases the nonresonant background signal caused by crossphase
modulation (XPM) by modulating the polarization of the Stokes beam as opposed to
the more conventional amplitude modulation. We show a significant decrease of the XPM
signal when SRS spectra of DMSO-d6 at low concentration are acquired and demonstrate
the application of polarization-modulated SRS microscopy in an imaging context.
Fot the application to the imaging of real samples, three nonlinear optical microscopy
techniques are used in this thesis: SRS microscopy, Second Harmonic Generation (SHG)
microscopy and Two Photon Fluorescence (TPF) microscopy. The SRS, SHG and TPF
microscopy techniques are used to image geological samples of interest, including organic
matter contained in these samples. In an improvement over conventional Raman microscopy,
we show that SRS microscopy can be used to rapidly image geological samples at a specific
Raman frequency, to acquire 3D volumes of the samples, and, importantly, still applies even
when the sample generate significant fluorescence. Large SRS spectra spanning hundreds
of cm⁻¹ in the CH and fingerprint regions were acquired from organic matter contained in
geological samples. This is, to our knowledge, the first application of SRS microscopy to
geological samples. Finally, SHG microscopy is used to image collagen samples from bones
and cartilage. A comparison of the fibril organization of type I and type II collagen is done
and the fibril diameter is estimated as a function of the forward/backward ratio of the SHG
signal.


identifier: Kirouac-Turmel, Marie  (2017). Amélioration du montage de détection térahertz par interférométrie dans le domaine fréquentiel.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 117 p.

subject: térahertz

subject: THz

subject: SDI

subject: détection

subject: sur-rotation

subject: rapport signal sur bruit

subject: échantillonnage électro-optique

subject: terahertz

subject: spectral domaine interferometry

subject: detection

subject: over-rotation

subject: signal-to-noise ratio

subject: SNR

subject: electro-optic sampling

subject: EOS

abstract:
Une des techniques les plus communes de détection térahertz est l’échantillonnage électro-optique. Or, la différence de phase maximum mesurable avec cette technique est limitée, ce qui cause un problème de sur-rotation lors de la mesure de champs térahertz intenses. La détection térahertz par interférométrie dans le domaine fréquentiel a été développée pour pallier ce problème. Une énorme amélioration de la phase maximum mesurable a été reportée, avec toutefois une importante diminution du rapport signal sur bruit. Dans une optique de commercialisation future, il est nécessaire d’améliorer les performances de la détection par interférométrie dans le domaine fréquentiel, mais aussi sa facilité d’utilisation et son intégration.
Ce mémoire propose quelques améliorations apportées au montage et au traitement des données. D’abord, une intégration partielle du système a amélioré le rapport signal sur bruit temporel d’un ordre de grandeur en plus de faciliter grandement l’alignement. Une technique d’acquisition avec référence a aussi été testée mais pose plus de problèmes pour les mêmes performances. Une méthode de moyennage rapide a également été implémentée, dont les premiers tests avec seulement quelques images moyennées ont amélioré les performances d'environ deux fois. Un algorithme de traitement des données permettant d’éviter le déroulage de phase a également été proposé pour optimiser l’alignement d’un montage de génération THz avec le système de détection par interférométrie fréquentielle, ce qui n’a jamais été fait. Finalement, une formule pour calculer le champ électrique térahertz en unités réelles a été développée puisque les mesures effectuées à ce jour n’utilisaient que des unités arbitraires.

One of the most common techniques for terahertz detection is electro-optic sampling. However, the maximum phase difference that can be measured with this technique is limited, which causes over-rotation during measurements of high terahertz fields. Terahertz detection by spectral domain interferometry is a new technique that has been developed to overcome this problem. A huge improvement of the maximum phase difference has been reported despite a lower signal-to-noise ratio. In a perspective of future marketing, it is necessary to improve the performances of terahertz detection by spectral domain interferometry as well as its ease of use and its integration.
This master thesis proposes some improvements to the setup and data processing. First, a partial integration of the system improved the signal-to-noise ratio by an order of magnitude and facilitated the optical alignment. A referencing technique has also been tested but has caused many problems for similar results. A fast averaging method has been implemented, from which the first tests with only few images averaged showed performances improvements of about two times. A data processing algorithm avoiding phase unwrapping has also been proposed for optimization of a terahertz generation setup with terahertz detection by spectral domain interferometry, which has never been done. Finally, a formula has been developed to calculate the terahertz electric field with real units since measurements up to now have always been made in arbitrary units.


identifier: Knani, Mohamed Sami  (2016). Étude de l’efficacité du FEC sur des transmissions de données audio.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en télécommunications, 115 p.

subject: voix sur IP

subject: correction d’erreur sans voie de retour

subject: taux de pertes

subject: qualité d’expérience

subject: pertes résiduelles

subject: goulot d’étranglement

subject: bande passante

abstract:
La qualité audio d’un appel utilisant la technologie Voix sur IP est assujettie à plusieurs facteurs, entre autres les pertes de paquets. En effet, ce dernier est un facteur déterminant de la qualité d’un appel Voix sur IP; un taux de pertes élevé peut causer une dégradation énorme de la qualité audio qui peut même rendre la communication impossible.
Des techniques sont utilisées pour remédier à ce problème, on cite entre autres la technique Forward Error Correction (FEC) qui consiste en l’envoi de données redondantes avec le trafic utile. Ces données sont utilisées par le récepteur pour récupérer les paquets perdus. Ces redondances peuvent causer une surcharge du réseau qui peut éventuellement accentuer les pertes et rendre ainsi la communication impossible.
Dans ce travail on se propose d’évaluer l’impact de la transmission de ces données en termes de taux de pertes résiduelles ainsi que la qualité audio sur des flux Voix sur IP. On évalue différents taux de redondance FEC (2/3, 3/4, 4/5 et 5/6) avec les codecs Opus et AMR-WB. Différents scénarios ont été testés et pour chacun d’entre eux des conclusions ont été dégagées sur l’utilité des données FEC.

The audio quality of a VoIP communication is subject to several factors, among which we note packet loss. Indeed, it is a determining factor for the quality of a VoIP communication; a high loss rate can cause a huge degradation in the audio quality that can even make the communication impossible.
Many techniques can be used to solve this issue among which we specify the Forward Error Correction (FEC) technique, it consists of sending redundant data with useful traffic. These redundancies are used by the receiver to recover lost packets, however, it can cause network overload that can possibly increase losses and thus make the communication worse.
In this work, we have evaluated the impact of the transmission of this data in terms of residual loss rate and audio quality on VoIP communications. We evaluate different FEC redundancies (2/3, 3/4, 4/5 et 5/6) with Opus and AMR-WB. Different scenarios have been tested for which conclusions were reached on the usefulness of FEC data.


identifier: Mechmeche, Imen  (2016). Détermination d’un patron représentatif et analyse de la complexité des données cinématiques tridimensionnelles du genou.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en télécommunications, 73 p.

subject:
données cinématiques 3D
complexité
patron représentatif
analyse fonctionnelle
articulation
3D knee kinematics
Complexity
representative pattern
functional data analysis

abstract:
L’analyse des données cinématiques du genou est une nouvelle approche qui a permis une
meilleure compréhension du mode de fonctionnement de cette articulation en état de mouvement.
Ce type d’analyse a ouvert des issus pour effectuer un diagnostique non invasive des différentes pathologies
musculosquelettiques du genou. En effet, plusieurs études ont appréhendé la classification
des données cinématiques pour le développement de système d’aide à la décision de pathologies du
genou. Cependant, aucune étude n’a considéré l’étude de la complexité de ces données avant leur
classification.
Dans cette étude, notre premier objectif est d’évaluer pour la première fois dans la littérature la
complexité des données cinématiques indépendamment du classifieur. Cette mesure de complexité
permettra d’avoir une idée sur leur caractéristiques intrinsèque et pourra orienter le choix du classifieur
à utiliser.
Le deuxième objectif vient suivre le premier et porte sur la détermination d’un patron représentatif
des données cinématiques afin d’améliorer leur précision. Ce patron est déduit à partir
d’observations pour chaque sujet qui décrivent les variations des angles de rotation du genou durant
plusieurs cycles de marche. Ces courbes observées souffrent d’une part de la présence de données
aberrantes et d’autre part de la variabilité en phase entre elles, ce qui fausse généralement la moyenne
obtenue et qui est considérée comme le patron représentatif du sujet. Ainsi, nous proposons dans
ce travail d’utiliser l’analyse fonctionnelle de données (FDA) pour un traitement des observations
afin d’obtenir un patron robuste et représentatif de la cinématique du genou.

Gait analysis is an emerging technique providing noninvasive tools for a subject’s gait evaluation.
In rehabilitation medicine, sport science, orthopedics, kinesiology, and related field, several
studies have tried to investigate kinematic and/or kinetic data to obtain crucial information about
musculoskeletal pathologies. In fact, several studies focused on the classification of knee kinematics
data for the development of decision support systems of knee pathologies. However, none of them
has considered the complexity of the data before their classification.
This study has two goals. The first one is to evaluate for the fist time in the litterature the
complexity of these kinematic data before classification. These complexity measures will give as a
better insight about the data caracteristiques and could be helpful while choosing the convenient
classifier.
The second one is to determine a representative pattern of knee kinematics to improve their
precision. In fact, the difficulty with 3D knee kinematics relates to the variability of measurements.
Observations appear as temporal waveforms representing joint angle measures in the sagittal, frontal
and transverse planes for each stride. These observations are contaminated with outliers and phase
variability, so that simple averaging of the data can significantly influence subsequent analyses.
Within this study, we propose to deal with knee kinematics curves as functional data and propose
a new scheme for pattern identification.


identifier: Ouhmama, Samah  (2016). Nouvelle approche de signalisation pour les communications en temps-réel.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en télécommunications, 116 p.

subject:
signalisation
WebRTC
SIP/SDP
communications pair à pair
client-serveur.

abstract:
Les communications en temps réel suscitent toujours davantage l’intérêt des chercheurs. Cette
technologie permet à des clients de communiquer et d’échanger interactivement des informations.
Dans une perspective Web, l’environnement WebRTC permet des communications en temps réel via
les navigateurs. Pour pouvoir entrer en communication, les clients doivent échanger quelques informations,
par un processus de signalisation. Il permet de créer le lien de communication ainsi que de
coordonner les différents composants nécessaires pour compléter une communication. Le protocole
de signalisation le plus utilisé est SIP/SDP. Le format de description des paramètres de la session
SDP présente plusieurs faiblesses et inconvénients. Dans ce mémoire, nous proposons une approche
de signalisation générique. Nous décomposons, de manière modulaire et incrémentale, l’information
contenue dans le format SDP et l’adaptons à des situations qui ne sont pas nécessairement
« de bout en bout ». L’information sera concise et mieux structurée tout en respectant les besoins
d’une grande variété d’applications.


identifier: Caté, Antoine  (2016). Geology of the Paleoproterozoic Zn-Cu-Au Lalor volcanogenic massive sulphide deposit and its gold-rich lenses, Snow Lake, Manitoba. / Géologie du gisement de sulfures massifs volcanogène Paléoprotérozoïque à Zn-Cu-Au de Lalor et de ses lentilles riches en or, Snow Lake, Manitoba.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 430 p.

subject: Lalor

subject: Snow Lake

subject: orogenèse protérozoïque Trans-Hudsonienne

subject: Paléoproterozoïque

subject: SMV riche en or

subject: or synvolcanique

subject: SMV métamorphisé

subject: SMV déformé

subject: remobilisation de l’or

subject: Trans-Hudson Orogen

subject: Paleoproterozoic

subject: gold-rich VMS

subject: synvolcanic gold

subject: metamorphosed VMS

subject: deformed VMS

subject: gold remobilization

abstract:
Le gisement de sulfures massifs volcanogène (SMV) paléoprotérozoïque de Lalor est situé dans le camp minier de Snow Lake au Manitoba. Le gisement est encaissé dans les roches de la séquence volcanique de Chisel datées à 1.89 Ga, tout comme les SMV de Chisel, Chisel North, Ghost, Photo et Lost. Le gisement Lalor est composé de lentilles minéralisées à Zn (sulfures massifs à semi-massifs), polymétalliques à Au (sulfures disséminés ou en veinules) et à Cu-Au (sulfures semi-massifs ou en veinules) superposées stratigraphiquement et structuralement.
Les roches hôtes du gisement sont volcaniques à intrusives, de composition mafique à felsique et d’affinité majoritairement transitionnelle à calco-alcaline. Les lentilles de sulfures massifs se sont formées principalement en deux épisodes; d’abord dans une unité felsique de nature probablement volcanoclastique (dacite de Powderhouse), puis dans une unité mafique volcanoclastique (unité mafique de Moore supérieure) plus haut dans la stratigraphie. Le gisement de Lalor est approximativement situé au même niveau stratigraphique que la plupart des autres gisements de SMV de la séquence de Chisel.
Le mur du gisement est affecté par une altération hydrothermale intense et étendue ayant provoqué des changements minéralogiques et chimiques importants dans les unités volcaniques. Les roches issues de cette altération ont subi un métamorphisme au grade des amphibolites et les assemblages métamorphiques en résultant sont riches en quartz, amphibole ferromagnésienne, amphibole calcique, carbonate, chlorite, cordiérite, grenat, staurotide, aluminosilicate, biotite, muscovite, gahnite, sulfures, magnétite et autres minéraux traces. Quatre types d’altération principaux avec des signatures géochimiques, distributions et associations avec la minéralisation distinctes ont été différenciés en fonction de leur composition géochimique et minéralogique (types Mg-Fe, K-Mg-Fe, K et Mg-Ca). D’autres types d’altération moins intense sont présents à distance du gisement ou dans le toit.
Les roches hôtes de la minéralisation à Lalor ont subi en plus du métamorphisme une déformation polyphasée intense (D1 à D3) dominée par la phase D2. Les sulfures massifs à Zn et les zones de veinules à Cu-Au primaires ont été plissées, fortement transposées et affectées par une remobilisation mécanique des sulfures. Une partie des métaux a été remobilisée durant le métamorphisme par fusion des sulfures et métasomatisme pour former les lentilles polymétalliques à Au. Cette minéralisation est associée à un métasomatisme calcique ayant
formé des bandes à amphiboles calciques avec des concentrations variables en quartz, anorthite, chlorite, calcite et autres minéraux trace.
L’enrichissement en Au à Lalor est interprété comment ayant eu lieu pendant la mise en place du gisement par enrichissement des fluides hydrothermaux liés au SMV. L’Au et d’autre métaux déjà présents dans le système ont ensuite été remobilisés durant la déformation et le métamorphisme subséquents dans les zones minéralisées déjà existantes ou dans des zones nouvellement formées.

 The Paleoproterozoic Lalor Zn-Cu-Au volcanogenic massive sulphide (VMS) deposit is located in the Snow Lake mining camp, Manitoba. The deposit is hosted in the ca. 1.89 Ga Chisel volcanic sequence along with the Chisel, Chisel North, Ghost, Photo and Lost VMS deposits. The Lalor orebody consists of stratigraphically and structurally stacked Zn-rich massive sulphide ore lenses, polymetallic Au-rich disseminated to stringer lenses, and Cu-Au-rich stringer to semi-massive sulphide lenses.
The host volcanic succession comprises mafic to felsic dominantly transitional to calc-alkaline extrusive and intrusive volcanic rocks. Massive sulphide ore lenses were deposited in two episodes, i.e. in a felsic probably volcaniclastic unit (Powderhouse dacite), and in a mafic volcaniclastic unit (Upper Moore mafic unit) higher in the stratigraphy. The Lalor deposit is located at approximately the same stratigraphic position as most of the other VMS deposits of the Chisel sequence.
Extensive and intense hydrothermal alteration has affected the footwall of the deposit, leading to important chemical and mineralogical modifications in volcanic units. Altered rocks have undergone subsequent deformation and amphibolite-grade metamorphism that resulted in the formation of various metamorphic mineral assemblages enriched in quartz, Mg-Fe amphiboles, Ca amphiboles, carbonates, chlorite, cordierite, garnet, staurolite, aluminosilicates, biotite, muscovite, gahnite, sulphides, magnetite and other trace minerals. Four alteration types with specific geochemical signatures, distribution and relationship with the ore have been discriminated based on geochemical and mineral composition (Mg-Fe, K-Mg-Fe, Mg-Ca and K). Less intense alteration types are present distal to the deposit and in the hangingwall.
D2-dominated polyphase deformation (D1 to D3) and amphibolite-grade metamorphism have intensely modified the deposit and its host rocks. Syn-VMS Zn massive sulphides and Cu-Au stringer zones are folded, strongly transposed and affected by mechanical remobilization of sulphides. Syn-metamorphic distal remobilization of metals through sulphide anatexis and metasomatism formed polymetallic Au ore lenses. This mineralization is associated with Ca metasomatism characterized by pervasive bands of Ca amphibole with variable abundance of quartz, anorthite, chlorite, calcite and other trace minerals.
Gold enrichment of the Lalor deposit is interpreted to have occurred syn-VMS through Au-enrichment of VMS-forming hydrothermal fluids. Subsequent deformation and metamorphism
remobilized Au and other metals already present in the system to form metal concentrations within or outside already existing ore zones.


identifier: Ghorbel, Leila  (2017). Devenir des sous-produits de dénitrification autotrophe lors de l’épuration décentralisée des eaux usées domestiques.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 152 p.

subject:
traitement décentralisé
eaux usées domestiques
dénitrification autotrophe
sulfates
sulfures
colmatage
sol
decentralized treatment
domestic wastewater
autotrophic denitrification
sulfates
sulfides
clogging
soil

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF. La gestion des eaux usées est généralement prise en charge par des infrastructures municipales desservies par des systèmes de collecte et de traitement. Toutefois, dès lors que la densité urbaine est faible, les habitations doivent être reliées à des systèmes décentralisés de traitement. C’est dans ce cadre que plusieurs compagnies développent et commercialisent des technologies qui répondent aux exigences environnementales prescrites par les autorités gouvernementales. Afin de répondre aux réglementations de plus en plus sévères en matière de rejet des contaminants dans les eaux usées, un procédé de dénitrification autotrophe a été récemment développé. Ce dernier vise à éliminer l’azote présent sous forme de nitrates dans les effluents de la filière de traitement, moyennant un système fonctionnant avec du soufre et du calcaire.
Selon une étude réalisée sur une période d’un an à la station expérimentale de la compagnie, le procédé de dénitrification autotrophe sur soufre et calcaire favorise l’enlèvement des nitrates, permettant d’atteindre des concentrations inférieures à 5 mg NO3-N/L. Le principal inconvénient lié à la mise en place de ce procédé serait la production potentielle de sulfures lors de l’infiltration de l’effluent traité dans un champ de polissage. Agissant comme substrat inorganique oxydable et comme support bactérien dans le procédé de dénitrification autotrophe, le soufre s’oxyde en sulfates. Sous des conditions anaérobies, les sulfates peuvent être potentiellement réduits en sulfures. Pendant que les bactéries sulfato-réductrices (BSR) utilisent les sulfates comme accepteurs d’électrons, le dihydrogène ou la matière organique sont utilisés comme donneurs d’électrons. Les sulfures, ainsi générés, sont connus pour être toxiques pour l’environnement et les êtres humains, corrosifs et générateurs de mauvaises odeurs. Dans le cas de l’infiltration des eaux usées dénitrifiées dans un champ de polissage, les effets concernant les mauvaises odeurs ainsi que la toxicité éventuelle pour l’environnement et les êtres humains sont les effets probables de survenir, dépendamment de la concentration en sulfures dégagés.
L’objectif général de ce projet de recherche porte sur l’étude des sous-produits générés lors du processus de dénitrification autotrophe implanté en aval d’un traitement secondaire des eaux usées en application résidentielle. Dans un premier temps, il est essentiel de vérifier s’il y a génération de sulfures lors de l’infiltration des eaux usées issues du procédé de dénitrification dans des champs de polissage. Sinon, il est primordial d’établir les conditions critiques à partir desquelles la formation de sulfures peut apparaître afin de s’assurer de l’innocuité du procédé de dénitrification développé pour le traitement des eaux usées provenant des résidences isolées. Par conséquent, les travaux réalisés au cours de ce projet de doctorat ont eu pour objectif de déterminer le risque de génération de sulfures à l’échelle laboratoire et à moyenne échelle. Son évaluation a été basée sur le suivi de plusieurs paramètres dont le pH, la température, le potentiel d’oxydo-réduction (POR), l’oxygène dissous (OD), le carbone organique dissous (COD), les sulfates (SO42-), les sulfures aqueux (H2S aq) et gazeux (H2S g).
La première étape de ce projet de recherche a été de simuler, à échelle laboratoire, les conditions d’infiltration des eaux usées dans trois sols de perméabilités différentes (très perméable, perméable et peu perméable) et selon deux modes d’infiltration (saturé ou insaturé). Pour cela, la conductivité hydraulique de différents mélanges (sable/silt) a été déterminée, conduisant à la formation d’un sol très perméable (Ks = 0,028 cm/s), perméable (Ks = 0,0013 cm/s) et peu perméable (Ks = 0,00015 cm/s). Par la suite, ces sols ont été caractérisés et introduits dans des colonnes à petite échelle afin d’évaluer leurs capacités à être utilisés en tant que champ d’infiltration. Ces colonnes ont été inoculées par une microflore microbienne apte à réduire les sulfates présents dans les effluents issus d’un procédé de traitement décentralisé des eaux usées. Sur une durée de cent jours, il a été mis en évidence qu’une faible teneur en sulfures a été mesurée dans l'eau (< 0,25 mg/L) et dans l’air (< 0,15 ppm). Quelle que soit la perméabilité du sol, les eaux usées domestiques traitées par un système de dénitrification autotrophe ne semblent pas être problématiques en raison de la faible teneur en matière organique (carbone organique dissous). En effet, les eaux usées domestiques traitées par dénitrification autotrophe contiennent en moyenne près de 5 mg/L de demande biologique en oxygène (DBO5), 7 mg/L de carbone organique dissous (COD) et 100 mg/L de demande chimique en oxygène (DCO).
Dans un deuxième temps, afin d'assurer une longue vie au système de traitement et de maintenir le processus de dénitrification opérationnel pour toute la période requise, les performances hydrauliques de ce dernier et la production de sulfures ont été évaluées. Pour cela, des essais ont été réalisés, à moyenne échelle, dans des réacteurs d’une capacité de 200 L moyennant deux sols de perméabilités différentes (très perméable et perméable). L'infiltration des eaux usées de dénitrification à travers ces deux sols avec un taux hydraulique continu (130 et 70 L/m2/jour pour les sols très perméable et perméable, respectivement) n'a pas conduit à la production d’importantes quantités de sulfures gazeux et/ou aqueux. En effet, durant l’année de suivi, la concentration maximale en sulfure gazeux et aqueux mesurée a été de 2,1 ppm et de 0,7 mg/L, respectivement. Il est important de rappeler que les symptômes les plus graves apparaissent à partir de concentrations dans l’air atteignant près de 100 ppm (perte de l’odorat, irritation des voies respiratoires, irritation des yeux, etc.) (Canadian Centre for Occupational Health and Safety, 2016).
Selon le suivi des performances hydrauliques, aucune baisse de la capacité d’infiltration n’a été enregistrée pour le sol sablonneux (très perméable), alors qu’un phénomène de colmatage a été observé pour le sol sablo-silteux (perméable) après 37 jours. Deux facteurs ont été reconnus comme potentiellement responsables de l'apparition de ce phénomène de colmatage. Le premier serait la formation d’une couche appelée « biomat » au niveau de la surface d’infiltration. Le deuxième serait lié à la formation d’ocre ferreuse au fond du réacteur contenant le sol sablo-silteux.
Finalement et étant donné les faibles teneurs en sulfures produites lors de l’infiltration des eaux usées dénitrifiées à travers un champ de polissage, il a été jugé important de déterminer les conditions critiques à partir desquelles il y a production de sulfures. L’étude de l’influence de certains paramètres expérimentaux (teneurs en sulfates et en carbone organique dissous, température) sur la production de sulfures aqueux ou gazeux a été effectuée moyennant un plan d’expériences en surface de réponses de type Box-Behnken. Les concentrations maximales enregistrées ont été de 85 ppm pour les sulfures gazeux et de 2,42 mg/L pour les sulfures aqueux. Elles ont été mesurées à une température de 25°C et avec des concentrations de 270 et 90 mg/L en sulfates et en carbone organique dissous, respectivement. Un modèle
mathématique a ainsi été généré traduisant l’influence positive des paramètres choisis sur la production des sulfures aqueux. Suivant un ordre décroissant, il a été démontré que la génération des sulfures est influencée par la concentration en carbone organique dissous suivi de la concentration en sulfates et la température.

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract. Usually, the management of wastewater is handled by municipal infrastructure served by collection and treatment systems. However, when the urban density is low, the dwellings must be connected to decentralized treatment systems. In this context, many companies develop and commercialize technologies that meet environmental requirements established by governmental authorities. Despite the effectiveness of the various processes developed, some technologies require continuous researches and improvements.
In order to meet the more and more stringent regulations, an autotrophic denitrification process has been recently developed using sulfur and limestone to allow the removal of the nitrate initially present in the effluent.
According to a study carried out over a period of one year at the experimental station of the company, the autotrophic denitrification process using sulfur and limestone allows an efficient removal of nitrate, below 5 mg NO3-N/L. The main disadvantage of the implementation of this process might be the production of sulfide during the infiltration of the denitrified effluent in a polishing field. Indeed, acting as an inorganic substrate and as bacterial support in the process of autotrophic denitrification, elemental sulfur is oxidized into sulfates. Under anaerobic conditions, the sulfates could be reduced into sulfide. While sulfate-reducing bacteria (SRB) use sulfates as electron acceptors, hydrogen or organic matter are used as electron donors. Sulfides are known to be toxic to the environment and humans, to be corrosive and to be responsible of bad odors.
The aim of this research project was to study the potential production of by-products such as sulfides during the infiltration of treated wastewater emerging from a sulfur-utilizing denitrification process located downstream of a secondary treatment in a residential application. Firstly, it would be important to determine if the generation of sulfide occurs during the infiltration of denitrified wastewaters through polishing fields. Otherwise, it is essential to determine the critical conditions related to the formation of sulfide to ensure the environmental safety of the autotrophic denitrification process developed for the treatment of wastewaters emerging from isolated dwellings.
The research performed during this PhD project aims to determine the risk of sulfide generation at both laboratory and medium scales. Its assessment was based on the monitoring of various parameters including pH, temperature, redox potential (ORP), dissolved oxygen (DO), dissolved organic carbon (DOC), sulfates (SO42-), dissolved (H2S aq) and gaseous (H2S g) sulfide.
Firstly, the infiltration of denitrified wastewaters through three soils which have different permeabilities (highly permeable, permeable and lowly permeable) and two modes of infiltration (saturated and unsaturated) was studied at laboratory scale. The hydraulic conductivity of the different mixtures of sand and silt was determined, leading to the formation of highly permeable (Ks = 0.0280 cm/s), permeable (Ks = 0.0013 cm/s) and lowly permeable (Ks = 0.00015 cm/s) soils. Subsequently, these soils were characterized and introduced into laboratory-scale columns to assess their ability to be used as a polishing field. These columns were inoculated with sulfate-reducing bacteria able to reduce the sulfates present in the denitrified wastewaters emerging from a decentralized denitrification process. Over a period of one hundred days, the results highlighted that low sulfide contents were measured in the water (< 0.25 mg/L) and in the air (< 0.15 ppm). Whatever the permeability of the soil studied, the infiltration of denitrified domestic wastewaters did not seem to be problematic due to the low organic matter content (dissolved organic carbon) present in wastewaters. Indeed, domestic wastewaters treated using an autotrophic denitrification process contained approximately 5 mg/L of biological oxygen demand (BOD5), 7 mg/L of dissolved organic carbon (DOC) and 100 mg/L of chemical oxygen demand (COD).
Secondly, to ensure a long life of the treatment system and to maintain the denitrification process operational for the required period, the hydraulic performance and the production of sulfide were evaluated. Therefore, experiments were performed onto 200-liters capacity reactors to simulate the infiltration of denitrified wastewaters through two different soils (highly permeable and permeable). The infiltration of denitrified wastewaters through these soils with a continuous hydraulic rate (130 and 70 L/m2/day for highly permeable and permeable soils, respectively) did not lead to the production of huge amounts of gaseous
and/or aqueous sulfide. Indeed, the maximum concentration of gaseous and aqueous sulfide measured over a period of one year was estimated at 2.1 ppm and 0.7 mg/L, respectively. For information, the apparition of serious symptoms begins at concentrations higher than 100 ppm (loss of smell, respiratory tract irritation, eye irritation, etc.) (Canadian Centre for Occupational Health and Safety, 2016).
According to the results related to the hydraulic performance, no decrease in the infiltration capacity was recorded for the sandy soil (highly permeable) over the 365 days period of the experiments, while clogging phenomenon was observed for the sandy-silty soil (permeable) after only 37 days. Two factors were identified as potentially responsible of this clogging phenomenon. The first one might be the formation of a thin layer called “biomat” in the infiltration surface. The second one might be the formation of iron ochre at the bottom of the reactor containing the sandy-silty soil (permeable soil).
Because of the low levels of both gaseous and aqueous sulfides produced during the infiltration of denitrified wastewaters through a polishing field, it was important to identify the critical conditions leading to the production of sulfides. Therefore, the influence of some parameters (contents of sulfates and dissolved organic carbon, temperature) on the production of sulfides was studied using a response surface methodology (Box-Behnken design). The maximum concentrations recorded were estimated at 85 ppm and 2.42 mg/L for both gaseous and dissolved sulfides, respectively. They were measured at a room temperature (25°C) with initial concentrations of 270 mg SO42-/L and 90 mg/L of dissolved organic carbon. A mathematical model has been generated reflecting the positive influence of selected parameters on the production of dissolved sulfides. In a decreasing order, it has been shown that the generation of sulfides was firstly influenced by the concentration of dissolved organic carbon followed by the concentration of sulfates and the temperature.