Dissertations / Theses on the topic 'Matières résiduelles'

À l’heure actuelle, la collecte représente plus de 80% des coûts générés par la gestion des matières résiduelles (MR). Afin de réduire ces coûts, une solution actuelle réside dans l’implémentation de centres de transbordement, ce qui permet une consolidation de la charge d’au moins 3 camions de collecte dans un grand camion de transport. Cette réduction découle du principe d’économie d’échelle appliqué au secteur du transport. Cette solution améliore la rentabilité du système sans toutefois l’optimiser. Les récentes études montrent que la phase de collecte à l’aide de camions compacteurs génère des pertes significatives causées principalement par les arrêts fréquents ainsi que le transport vers les centres de transbordements souvent éloignés de la zone de collecte. La présente étude suggère une restructuration de la hiérarchie dans la collecte des matières résiduelles, proposant ainsi la division des phases de collecte et de transport vers le centre de transbordement. Afin d’atteindre cette finalité, une théorie déterministe : « la théorie constructale » (TC) est utilisée. Les résultats montrent qu’à partir d’une certaine densité seuil, l’application de la TC minimise les pertes économiques dans le système. En fait, la collecte est optimale si elle est effectuée à l’aide d’une combinaison de véhicules à faible capacité pour la collecte porte-àporte, et de véhicules à grande capacité pour la collecte aux points de rupture de charge ainsi que le transport vers le centre de transbordement. Afin de minimiser les coûts de main d’oeuvre, la présente étude propose l’utilisation du Système de Transport Cybernétique (STC) comme véhicule de collecte automatisée pour la collecte de faibles quantités de MR. Enfin, la méthode d’optimisation proposée s’inscrit dans une optique de décentralisation de la collecte et du traitement des matières résiduelles. Cette dernière permet ainsi l’implémentation d’une gestion multi-filières des MR à l’échelle locale d’un territoire.

L’hydrolyse de la fraction organique des matières résiduelles municipales (FOMRM) est une approche peu étudiée comme alternative au tri mécanique des traitements mécano-biologiques (TMB) appliqués aux matières résiduelles municipales (MRM) issues de la collecte à deux voies. L’objectif est d’étudier ce tri biologique pour extraire la FOMRM en un lixiviat riche en acides organiques et valorisable par biométhanisation. Les MRM sont représentées par une matrice artificielle composée de résidus de fruits et légumes et d’inertes. L’impact de plusieurs traitements (immersion, recirculation du lixiviat, pré-compostage, prétraitement thermique), seuls ou combinés, sur les performances de tri et le potentiel de biométhanisation (PBM) est étudié. Comparativement à une dégradation passive, l’immersion et le pré-compostage augmentent respectivement : 1) le tri de 1 à 5%, séparant 65% de la FOMRM en près d’une semaine (2.5 fois plus rapidement), et 2) le PBM de 10 à 65%, pouvant générer de 10 à 33 Nm³ CH₄/tonne STV.

L'industrie de la construction génère le tiers des matières résiduelles des pays industrialisés. Au Québec, cette problématique représente plus de 3,5 millions de tonnes de matières produites annuellement, dont les efforts de valorisation semblent être négligés par le secteur du bâtiment. Ce projet de recherche porte sur le développement d'un modèle de gestion intégrée des matières résiduelles dans le but de minimiser leur production tout au long du cycle de vie du bâtiment, mais également de maximiser la valorisation des résidus produits. Le modèle élaboré aborde les aspects de conception intégrée et d'étalonnage suivant un processus décisionnel optimisé. Les différentes stratégies de gestion des matières résiduelles existantes ont été greffées au modèle sous forme de listes de vérification spécifiques à chacune des phases du cycle de vie. Les deux validations qu'a subies le modèle établi, soit avec les données d'une étude de cas, ainsi qu'auprès d'un professionnel de l'industrie, ont pennis de conclure positivement sur l'efficacité et l'accessibilité du modèle.

L’augmentation des niveaux de consommation et l’accroissement démographique, génèrent chaque jour volumes élevés des résidus dans notre société. Dans cette prémisse, la gestion des matières résiduelles devient un précepte fondamental face aux volumes croissants de déchets. Malgré leur développement technique, les filières de valorisation des résidus sont souvent incapables de recevoir l’ensemble de matières à récupérer. Par ailleurs, les outils d’aide à la prise de décision sont insuffisants pour analyser les variations des quantités des déchets générés. Ils ne tiennent pas compte, à court ou long terme, de ces flux croissants de matières résiduelles. Dans cette démarche, le projet développé porte sur une nouvelle approche multifilière d’aide à la prise de décision qui vise à évaluer les différents scénarios de gestion responsable des matières résiduelles, ainsi que la dynamique de la génération de résidus et la variation de la demande en sous-produits générés. Les résultats obtenus montrent qu’une gestion de déchets qui est aperçue comme un ensemble de relations mutuelles permet une meilleure compréhension du système et facilite la prise de décision.

Les matières plastiques sont des matériaux qui montrent une variation de volume importante sous l'effet de variations de température, comme le montrent leurs diagrammes PVT. Lors de leur mise en forme par moulage, les pièces polymères peut se contracter au point de décoller des parois du moule. Il en résulte l'apparition d'une résistance thermique à l'interface moule-polymère qui peut modifier notablement à la fois la forme de la pièce et la cinétique de refroidissement. Par ailleurs, le piégeage de contraintes résiduelles lors du refroidissement joue un rôle important quant au respect des spécifications mécaniques de la pièce. Nous résolvons de façon couplée les équations de la mécanique des solides, de la thermique ainsi que l'équation d'État du polymère afin d'appréhender les phénomènes thermomécaniques se développant dans le procédé et de les comparer aux expériences menées en parallèle. L'écoulement du polymère est également modélisé par les équations de Navier-Stokes en utilisant une loi rhéologique d'Ostwald.

This thesis concerns the performance of an alternative low hydraulic conductivity cover for landfills, i.e. covers with capillary barrier effect (CCBE). The use of recycled materials, such as DBP, as parts of such covers has the advantage of reducing the quantity of waste to be disposed of (DBP used to be landfilled as waste), while offering an efficient control to the infiltration of water into the landfill, thereby reducing the amount of leachate produced. Given its water retention characteristics, DBP can also help to control biogas emissions. An experimental cell at Saint-Tite-des-Caps landfill, Québec, was designed to be a low permeability cover and to increase the effectiveness of biogas collection. The design procedure of the cover is based on the capillary barrier principle. As a consequence, the water retention curve (WRC) and the hydraulic conductivity functions (HCF) of materials are fundamental. The design procedure included optimization of the thicknesses of the several layers composing the barrier and determination of the transfer length (TL) using an appropriate model. The latter had to be shorter than the total length of the cell (30 m), in order to allow for verification of the design hypothesis. The objective of this project was to evaluate the performance of the CCBE, infiltration was measured by means of lysimeters. The quantities of water recovered in these lysimeters were frequently obtained. In addition, the temporal evolutions of the matric suction and the volumetric water content of the various layers were monitored using dataloggers. Water content data made it possible to determine both the infiltration rate through the DBP layer, which eventually reached the capillary barrier, and the hydraulic conductivity of the material. The latter varies between 7,0 × 10 -9 m/s and 5,0 × 10-11 m/s, in the field. Another important result of this study was the determination transfer length, that is to say the length beyond which water infiltrates in the waste.This length is about 23 m for the cover at Saint-Tite-des-Capes. The total flow rate that could reach the wastes, 4,7 10 × -10 m/s, was estimated based on lysimeter data from 134 days of monitoring. The DCB of Saint-Tite-des-Caps was modelled using SEEP/W, a saturated/unsaturated flow software.This study made it possible to evaluate the performance of the capillary barrier, and the additional layer forming the DCB. The repercussions of this project are numerous. For example, it made it possible to continue to advance in the study of the behaviour of the capillary barriers, to verify analytical approaches used to evaluate its performance (transfer length, hydraulic conductivity, quantity of water which infiltrates). Moreover, one could evaluate the performance of the lysimeters installed.

La biométhanisation est une biotechnologie qui exploite la capacité des consortiums bactériens anaérobie afin de solubiliser, dégrader et produire une grande quantité de biogaz à partir d’une grande variété de matière organique. Ce biogaz contient une concentration en méthane, laquelle confère un très grand pouvoir calorifique au biogaz pouvant être utilisé dans différents [i.e. différentes] applications (biocarburants, cogénération, trigénération etc.). La biométhanisation en milieu contrôlé assure l’hygiénisation de la matière organique tout en profitant du biogaz produit afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre, et d’éviter les émissions d’odeurs nauséabondes pouvant affecter la population entourant le site d’exploitation. En Europe, la méthanisation est répandue, dû aux politiques européennes qui ont introduit certaines réglementations en faveur de la méthanisation comme une technologie valable pour la production de l’énergie électrique à un prix compétitif. Ceci s’avère possible car, en Europe à la différence du Québec, l’électricité s’avère plus coûteuse. Au Québec, il existe différents projets de biométhanisation en cours. Le gouvernement a disposé de 650M$ dollars pour le développement de la méthanisation et du compostage afin de stimuler et chercher des alternatives de gestion des déchets moins nuisibles à l’environnement. Ce mémoire couvre les aspects techno-économiques et énergétiques de la gestion des substrats organiques putrescibles traités par un procédé de digestion anaerobie (biométhanisation) dans le contexte des Iles-de-la-Madeleine (ÎdM) en considérant un système de valorisation énergétique par cogénération (production d’énergie électrique et thermique). Cette étude est élaborée afin de traiter ~7 900 tonnes de matières organiques putrescibles (résidus de la collecte municipale, résidus de l’industrie de transformation de la mer et la boue de fosses septiques) provenant de la municipalité des ÎdM. Pour ce faire, ont été considérés 100%, 50% et 0% de l’apport actuel en matière [i.e. matières] putrescibles de l’industrie des pêches divisées en différents scénarios. Ces scénarios sont comparés d’un point vu [i.e. de vue] technicoéconomique et énergétique à l’aide du logiciel MATTEUS développé par Hydro-Québec afin de suggérer le meilleur procédé intégré de gestion des MR. dans le contexte des ÎdM. La technologie de méthanisation choisie dépendra de la biodégradabilité des déchets, ainsi que la composition et l’homogénéité de ces derniers. La technologie choisie repose sur un procédé de méthanisation à voie humide opéré en continu dans un digesteur infiniment mélangé en condition mésophile. Ce système fonctionne à une siccité du mélange des substrats admise au digesteur inférieure à 15%, ce qui justifie l’approche. À titre indicatif, le scénario traitant 100% d’apports de matières résiduelles (~7 900 tonnes de matières organiques/an) génère une production de méthane d’environ ~176 0 0 0 Nm³/an. Les résultats obtenus à partir des modélisations faites démontrent que le biogaz produit par la biométhanisation de ces déchets pourrait alimenter un groupe électrogène d’une puissance se situant entre 59 et 90 kWe dont le surplus de l’électricité pourrait être vendu. L’estimation de l’investissement nécessaire pour l’implantation d’un procédé de biométhanisation aux ÎdM varie entre 1.3 et 1.9 million de dollars selon le scénario considéré. Selon l’hypothèse d’une subvention du 67% du coût total de l’installation et d’un financement de 33% du coût total, à 4,58% d’intérêt amorti sur une période de quinze ans, le sommaire des dépenses annuelles incluant la main d’oeuvre, la maintenance et le remboursement du capital s’élève entre 124 000 et 144 000 $/an. Le scénario 100% qui gère les trois types d’intrants issus de la municipalité pour faire de la valorisation sous forme de cogénération de chaleur et d’électricité obtient le meilleur résultat économique avec un bilan annuel positif de 103 786 $/an (ce qui correspond à 8,29$/habitant.an). Afin de diminuer le coût de gestion de MR, la municipalité pourrait évaluer la possibilité d’utiliser le biogaz produit plus la matière résultante du compostage par un couplage de technologie (gazéification ou une autre) pour partager les coûts avec leurs partenaires et profiter du biogaz produit. En plus, dans ce projet, l’énergie thermique n’a pas été valorisée, ce qui représente une ressource possédant un potentiel économique éventuel pouvant être utilisé si des entreprises viennent se construire près de la source.

Ce mémoire porte sur la gestion des effluents organiques à l'aide d'un procédé intégré de valorisation énergétique dans le contexte d'une municipalité de 150 000 habitants en considérant la génération d'énergie et la réduction des gaz à effet de serre. Dans cette optique, la digestion anaérobie devient intéressante. Un premier scénario étudie la cogénération de chaleur et d'électricité à partir du biogaz issu de la digestion anaérobie des effluents organiques gérés par la municipalité : les résidus domestiques putrescibles et les boues d'usine municipale de traitement des eaux (scénario 1). Un second scénario propose d'ajouter le lisier issu des fermes régionales pour faire de la codigestion avec les matières gérées par la municipalité et faire de la cogénération de chaleur et d'électricité (scénario 2). Le troisième scénario propose de générer du gaz naturel renouvelable (GNR) en purifiant le biogaz pour accroître son pouvoir calorifique (scénario 3). Ces scénarios sont comparés d'un point de vue économique, énergétique et environnemental à l'aide du chiffrier MATTEUS version 5.11 développé par Hydro-Québec afin de proposer le meilleur procédé intégré de gestion à la municipalité en tenant compte des trois aspects. Le scénario 1 (cogénération) mène à une période de retour sur l'investissement (PRI) de 3,7 ans avec un prix d'achat de l'électricité de 0,10$/kWh. Le scénario 2 (codigestion) accroît la production de biogaz de 37%, mais augmente la PRI à 6,8 ans à moins que le digestat produit puisse être utilisé pour faire de la valorisation agronomique; cela devient économiquement avantageux. Le scénario 3 (GNR) n'obtient pas de PRI, car le coût d'achat du gaz naturel est trop faible. Par contre, ce scénario mène à la plus faible période de retour en énergie (3,3 ans) et réduit le plus les émissions de gaz à effet de serre (4261 tCO[indice inférieur 2] eq/an). Parmi les scénarios proposés, le scénario 1, cogénération des matières organiques gérées par la municipalité, représente l'alternative la plus intéressante économiquement et devrait être favorisé à l'heure actuelle. Toutefois, le scénario 3, GNR, se démarque dans les deux autres aspects.

Afin de diminuer les conséquences économiques, environnementales et sociales relatives à une mauvaise gestion des matières résiduelles [GMR], des campagnes d’Information, de Sensibilisation et d’Éducation [ISÉ] tentent d’accompagner la population dans l’adoption de comportements de tri des déchets plus exemplaires. Néanmoins, l’évaluation des retombées de ces campagnes sur les ménages est souvent négligée par les organismes puisque ce processus rencontre plusieurs difficultés, notamment le manque de temps, de compétence et d’argent pour s’y consacrer. Ce mémoire explore ainsi une piste de solution proposant une évaluation de l’influence de l’exposition et de l’implication des ménages à la campagne environnementale « Défi Minceur – 2lb / semaine ». Pour ce faire, il prend appui sur quatre variables de la Théorie du comportement planifié [TCP], en particulier sur les attitudes, les normes subjectives, les perceptions de contrôle comportemental et les intentions comportementales. L’analyse des résultats du sondage téléphonique post-campagne réalisée auprès d’un échantillon aléatoire de 432 résidents représentatif de la MRC d’Arthabaska montre qu’une exposition faible, en comparaison avec une exposition élevée, induit des différences significatives sur toutes les variables d’intérêt, mais aucune différence n’a été notée entre les individus moyennement et ceux fortement exposés à la campagne. De même, l’implication, soit la participation au défi lancé à la population de réduire ses déchets est significativement et positivement liée aux variables d’intérêt. Ces résultats constituent un apport intéressant et original pour le champ de la communication sociale, en plus de contribuer à affiner la réflexion sur les conditions d’optimisation des campagnes environnementales en suggérant d’inclure un volet de participation pratique à ce type de communication.
In order to decrease the economic, environmental and social consequences caused by inadequate waste management, some information, awareness and education campaigns try to lead the population toward better behaviours related to waste management. Nevertheless, the evaluation concerning the impacts these campaigns have on consumers (i.e. households) is very often neglected due to the lack of time, skills and/or money. Therefore, based on four variables of the Theory of Planned Behaviour [TBP], particularly the attitudes, the subjective norms, the perceived behavioural control and the behavioural intentions, this master’s thesis proposes some solutions, which assess the influence of the exposure and involvement concerning the environmental campaign “Défi Minceur – 2lb/ semaine”. The analysis of the results from a post-campaign phone survey conducted on a random sample of 432 representative residents of the Arthabaska County shows that the participation in this challenge was significantly and positively correlated to the variables mentioned above. Likewise, a low exposure compared to a high one induces significant differences on all variables, although no disparity was noted between participants who were moderately and strongly exposed. These results constitute an original and interesting input to the social communication field and also contribute to the questions concerning the optimization of environmental campaigns.

Cette étude visait à étudier le potentiel des larves de mouches soldats noires (MSN) à convertir les matières organiques végétales (MOV) pré-consommation à forte teneur en humidité recueillies chez les détaillants alimentaires de la région de Québec. Les MOV recueillies dans des épiceries clientes d’un collecteur de matières organiques résiduelles (MOR) local (Sanimax Inc, Québec, Canada) ont été caractérisées quantitativement (masse et fréquence des différents types de MOV) et qualitativement (matières sèches, cendres, fibres, glucides, énergie, contenu en protéines et en lipides). Différentes diètes à base de MOV ont été formulées pour alimenter des larves de mouches et tester leurs effets sur la croissance (poids moyen, longueur, largeur, rapport longueur/largeur et indice de Fulton) et la composition proximale nutritionnelle des larves de MSN. De plus, cette étude établit le rendement de conversion auquel on peut s'attendre sur ces matières par la production de larves de MSN. L’évolution de différents paramètres physico-chimique (température et pH) lors de la bioconversion et le profil nutritionnel des larves sont aussi présentés.
The purpose of this study was to study the potential of BSF larvae to convert high moisture, pre-consumer organic vegetable matter (VRO) collected from food retailers in the Quebec City area. The VRO collected from grocery store through a partner local residual organic matter (ROM) collector (Sanimax Inc, Quebec, Canada) were characterized quantitatively (mass and frequency for different categories of VRO) and qualitatively (dry matter, ash, fibre, carbohydrates, energy, protein and fat content). Different VRO diets have been formulated to feed BSF larvae and test their effects on growth (average weight, length, width, length/width ratio and Fulton index) and the nutritional proximal composition of BSF larvae. In addition, this study establishes the conversion yield that can be expected on these materials for the production of BSF larvae. The evolution of different physicochemical parameters (temperature and pH) during bioconversion and the nutritional profile of the larvae are also presented.

Par l’accumulation de rejets miniers, l’exploitation minière altère les écosystèmes terrestres en place. La restauration des sites avec la mise en végétation permet de réinstaurer les services écosystémiques perdus. L’objectif principal de ce projet était de développer différents terreaux de restauration à partir de biochar, de cendre, de matières résiduelles fertilisantes (MRF) et de boue de chaulage pouvant être utilisés sur des rejets miniers et qui supporterait la croissance végétale tout en étant sans danger pour l’environnement et peu couteux. Les intrants ont été caractérisés au plan chimique, physique et biologique et des tests en serre ont été faits avec Alnus incana ssp. rugosa et Calamagrostis canadensis en présence des trois types de rejets d’une mine aurifère. La cendre a un impact important sur le pH et la teneur en Mn des terreaux, tandis que le biochar augmente plutôt la teneur en Fe. Au plan physique, la cendre a tendance à réduire la porosité et la conductivité hydraulique saturée par rapport au biochar. Le mélange de MRF fait toutefois les terreaux les plus poreux et perméables, mais contiennent des concentrations très élevées de P et K. La boue de chaulage fait augmenter la conductivité électrique, la teneur en Ca, Mg et Cu, mais n’influence pas autant les propriétés physiques des terreaux. Après 4 mois de croissance dans 8 terreaux, les aulnes rugueux ayant démontré la meilleure croissance sont ceux ayant poussé dans les terreaux 7 (biochar, MRF et boue de chaulage) et 8 (biochar et boue de chaulage), tandis que les résultats pour Calamagrostis canadensis, dont la germination a été peu élevée, n’ont pas permis de tirer de telles conclusions. Il semble donc que le biochar soit meilleure que la cendre pour la croissance de l’aulne rugueux, mais la boue de chaulage joue aussi un rôle important.
Mining operations produce a large amount of tailings, sludges and acid rocks, changing the environment. Revegetation of residues helps restor ecological services on mining sites. The main objective of this study was to develop low cost, environmentally sound substrates made of biochar, ash, fertilizing residual matter and lime sludge for revegetation of mining wastes. Physical, chemical and biological characterization of the substrates have been completed in addition to bioassays with Alnus incana subsp. rugosa and Calamagrostis canadensis. Ash in the substrates had an impact on pH and Mn content while Fe content was related to biochar. Porosity and saturated hydraulic conductivity were higher in the substrates with biochar in lower with ash. Fertilizing residual matter blend made the more porous and permeable substrates and very high content in P and K. Liming sludge increased electrical conductivity, Ca and Mg contents and did not significantly affect physical properties of substrates. After 4 months of growth in greenhouses, Alders showed the best growth in the substrates 7 (biochar, fertilizing residual matter and liming sludge) and 8 (biochar and liming sludge). Biochar seems better than ash for Alder growth, followed by liming sludge. We cannot conclude for Calamagrostis canadensis because of the lack of data due to its poor germination.

Depuis quelques années les matériaux composites à base de fibres naturelles sont de plus en plus utilisés pour les nouvelles performances qu’ils proposent. C’est surtout au niveau des fibres naturelles que de nouvelles propriétés sont proposées. Dans ce travail, nous nous sommes essentiellement intéressés aux fibres naturelles de chanvre. Ces fibres sont déjà fortement utilisées dans l’automobile et la construction. En Europe, ces fibres sont produites principalement en France et plus particulièrement dans l’Aube. Pour développer des agro-composites hautes performances, c’est sous la forme de fibres longues et de tissus que nous avons choisi d’orienter ce travail de thèse. Nous avons choisi la thermocompression pour élaborer des plaques avec des tissus de chanvre et une matrice en polypropylène (PP). Ce travail permet de voir l’influence des conditions d’élaboration sur le comportement mécaniques de ces agro-composites. Cette thèse permet aussi de voir l’effet du vieillissement aux UV et à l’Humidité sur les performances de ces matériaux. Enfin une analyse des contraintes résiduelles par la méthode du trou incrémental permet de voir leurs effets sur ces agro-matériaux
In recent years composite materials based on natural fibers are more and more used for their new performances. Natural fibers propose attractive environmental, mechanical and thermal properties.In this work, we are firstly interested in hemp fibers. These fibers are already used in the automotive and construction industry. In Europe, these fibers are produced mainly in France and especially in Aube. To develop agro-composites with high performances, we have focused this thesis on hemp woven. We chose to elaborate the plates with hemp woven and a polypropylene matrix (PP) by compression molding. This work allows us to see the influence of elaboration conditions on the mechanical behavior of these agro-composites. This thesis also allows us to see the effect of aging conditions UV and humidity on the performance of these materials. Finally an analysis of residual stresses determined by the hole drilling method is proposed to see their effects on the agro-materials

Les propriétés mécaniques et la précision dimensionnelle des pièces plastiques injectées sont liées au niveau des contraintes résiduelles induites par leur mise en œuvre. Cette étude montre le potentiel de la méthode ultrasonore basée sur l’effet acoustoélastique afin d’évaluer les contraintes internes dans les plaques injectées en polymère amorphe avec l’onde Lcr. Dans un premier temps, des capteurs spécifiques ont pu être réalisés à partir de leur analyse fonctionnelle et grâce à l’optimisation de certains paramètres (champ ultrasonore, angle d'incidence, distance émetteur-récepteur). Ceci a permis de déterminer les coefficients acoustoélastiques K33 et K11, ainsi que le coefficient P traduisant l’influence de la température sur la vitesse de propagation de l’onde longitudinale dans les matériaux étudiés. Ces paramètres ont permis de valider la méthode ultrasonore sur des plaques partiellement relaxées en PC et PS, en utilisant un système C-Scan afin d’évaluer les contraintes moyennes dans l’épaisseur, et ensuite avec l’onde Lcr afin de déterminer les contraintes surfaciques. La validation a été obtenue en comparant les résultats avec ceux de la méthode de photoélasticimétrie. La faible épaisseur des plaques (3 mm) nuit à la précision des mesures de cartographie de vitesse dans l’épaisseur. Celle-ci s’améliore nettement lorsqu’on utilise l’onde Lcr (Ds » ±2 MPa), ce qui nous a incités à utiliser ce type d’onde. La dernière partie de l’étude concerne la détermination des contraintes après fabrication de nouvelles plaques, et celle de profil de contrainte dans des épaisseurs différentes en changeant la fréquence de l’onde Lcr
The mechanical properties and the dimensional precision of the injection molded polymer parts are influenced by the process-induced residual stresses. This study shows the potential of the ultrasonic method based acoustoelastic effect to evaluate the residual stresses in amorphous polymer plates with Lcr waves. Firstly, special holding fixtures were designed according to their function analyses and the optimization of some parameters (ultrasonic field, incidence angle and emitter-receiver distance). They were used to determine the acoustoelastic coefficients K33 and K11, as well as the coefficient P corresponding to the temperature effect on the longitudinal wave velocity in studied materials. Then ultrasonic measurements were applied to partially relaxed PC and PS plates, through C-Scan system to evaluate average stresses across plate thickness, and Lcr waves to evaluate the surface stress. The measurement reliability was validated by comparing the results with those of the photoelasticity. The poor plate thickness (3 mm) affects the measure accuracy of the speed scanning, while it is improved a lot by using Lcr waves (Ds » ±2 MPa), so we turn to the latter only. The last part of the study concerns the determination of the stresses after manufacturing of new plates and that of stress profile in different thicknesses by changing the frequency of the wave Lcr

Plusieurs phénomènes gravitationnels indiquent la présence d’une matière non lumineuse, appelée matière noire. Cette dernière est responsable d’environ un quart du budget énergétique total de l’univers. L’un des candidats pressentis pour décrire la matière noire est le WIMP. Pour révéler cette particule par détection directe, la collaboration XENON a développé une chambre à projection temporelle (TPC) à deux phases de xénon : liquide et gazeux. Lorsqu’une particule interagit avec le détecteur XENON100, celle-ci va exciter et ioniser les atomes de xénon. Les photons libérés par la relaxation des atomes vont produire le signal de scintillation S1. Les électrons de l’ionisation dérivent ensuite vers le xénon gazeux pour y produire un second signal, appelé S2. Pour un fonctionnement optimal, le détecteur doit être opérationnel pendant de longues périodes, et contrôlé en permanence. Dans cette optique, les électrons célibataires représentent une sonde idéale car ils ne nécessitent pas de temps de calibration dédié. Ces électrons produisent des signaux de faibles charges, constitués d’un à quelques électrons en coïncidence. Ils sont issus de l’effet photoélectrique des photons des signaux S1 et S2 sur les impuretés électronégatives du xénon liquide ou sur les matériaux de la TPC. En utilisant les électrons célibataires, la stabilité du détecteur est contrôlée. Ces électrons secondaires ont également permis de mettre en évidence un fond continu d’électrons dans le détecteur. Ces derniers sont appelés électrons résiduels
Several gravitational phenomena suggest the presence of a non-luminous matter, named dark matter, which is responsible for about a quarter of the total energetic budget of the Universe. One of the most compelling candidates to describe it are WIMPs (Weakly Interactive Massive Particles). In order to directly detect these particles, the XENON Collaboration has conceived and built dual phase (liquid/gas) time projection chambers (TPC) filled with xenon, among which the XENON100 detector. When a particle interacts with the detector target, it excites and ionizes xenon atoms. Photons from the atoms deexcitation generate a scintillation signal known as S1. The electrons from the ionization follow the applied electric field lines and drift towards the gas phase where they interact to generate a second signal, called S2. During long periods of data taking it is important to keep the detector operational and to continuously monitor its performance. Single electrons represent an ideal probe to achieve this goal as they do not need dedicated calibration time. These electrons produce small charge signals consisting of single to a few electrons in accidental coincidences. They are induced by the photoelectric effect of S1 and S2 photons on either xenon impurities or on the TPC detector's materials. The use of single electrons thus allows to properly control the detector stability. They can also be used to probe the presence of the residual electrons background present in the detector

Le procédé de micro-fusion sur lit de poudre par faisceau laser (LBM) et par faisceau d’électrons (EBM) sont deux procédés de fabrication additive permettant la réalisation de pièces métalliques. L’intense densité d’énergie fournie par ces deux sources permet la fusion locale de la matière formant ainsi un bain liquide, qui se solidifie après refroidissement. Ce changement d’état, qui se déroule sur des temps très courts, induit de complexes phénomènes thermodynamiques. Chacun de ces procédés offre des avantages qu’il serait intéressant de combiner. De ce fait, une combinaison des deux technologies a été investiguée. Le procédé EBM nécessitant un vide poussé dans l’enceinte de travail, l’enjeu de cette thèse repose donc sur l’étude de la fusion laser à faible pression environnante. Outre la combinaison recherchée, la fusion laser sous vide peut s’avérer intéressante dans l’amélioration de la santé matière des pièces, en particulier pour des matériaux sensibles à l’oxygène. Cependant, une nette diminution du rendement du procédé est observée. Ce travail de thèse s’articule en deux parties : a) En premier lieu, une étude expérimentale de la fabricabilité d’échantillons à différentes pressions a été réalisée. Pourdes paramètres de fabrication identiques, il en ressort qu’une diminution significative de la densification des échantillons est obtenue lors de la fabrication à faibles pressions. Les paramètres densité d’énergie volumique et vitesse de déplacement du laser ont dû être alors adaptés en fonction de la pression environnante utilisée. b) La seconde partie a été consacrée à l’explication des mouvements du bain liquide qui ont évolué en fonction de la pression résiduelle. A cet effet, une caméra rapide a permis de montrer les importantes instabilités présentes dans le lit de poudre par la zone de dénudation, et le bain liquide par sa morphologie, pour certains paramètres laser. Ces phénomènes ont été d’autant plus observés pour des pressions résiduelles inférieures à 30 mbar. Enfin, le pré-frittage du lit de poudredans le but d’effectuer un recuit "in-situ" des matériaux étudiés, a montré un effet bénéfique lors de l’interaction laser-matière sous vide. Une amélioration de la qualité de fusion et une augmentation du rendement de fabrication ont été alors démontrées
The laser beam melting (LBM) and electron beam melting (EBM) processes are two additive manufacturing technologies allowing the production of metallic parts. The intense energy density provided by the power supply is sufficient in order to melt the material creating a molten pool, and will solidify after cooling. This change of phase which takes place in a very short time, induced complexthermodynamics phenomena. Each of the processes offer advantages that could be interesting to be combined. Hence, a combination of the two technologies has been investigated. The EBM process requiring a rough vacuum in the work chamber, the issue of this work is based on the study of the laser melting at low pressure. Besides the intended combination, the selective laser melting under vacuum pressure can be attractive with the aim of improving the material integrity, in particular on the oxygen-sensitive materials. However, a clear decrease of the process efficiency has been observed. This work includes two parts: a) Firstly, an experimental study of samples fabricability at different pressures conditions is observed. For the same manufacturing parameters, a significant decrease of samples densification is observed in rough vacuum. The parameters volumetric energy density and the laser displacement speed have to beadapted in function of the chamber pressure. b) The second part is an attempt to explain the molten pool motion which change depending on the pressure. This can be achieved with a fast cam allowing the observations of strong instabilities in the powder bed with the denudation zone, and the molten pool with the morphology, for specific laser parameters. These phenomena are more important for residual pressures under 30 mbar. Then, a powder bed pre-sintering for the purpose of ”in-situ” annealing of the materials studied, has shown the beneficial effect during the interaction laser-powder under vacuum. Improvement melt quality and increased manufacturing efficiency have beenachieved

Cette thèse a pour objet la mise en évidence des interactions entre un champ de contraintes mécaniques et un champ de composition dans un processus de diffusion de matière au sein d'un solide déformable réactif. Notre travail a évolué chronologiquement de l'étude paramétrique numérique, vers la mise en ouvre expérimentale d'une démarche destinée a révéler le rôle moteur des contraintes dans la diffusion de matière.Différentes sources de contraintes mécaniques ont tout d'abord été analysées numériquement a travers leurs impacts sur le processus de diffusion d'oxygène dans un métal (Zr) ou une céramique (UO2) soumis à un environnement oxydant. Cette approche a permis entre autres : de dégager un procédé de traitement de surface (grenaillage) susceptible d'engendrer un champs de contraintes résiduelles particulier comme préalable à la mise en ouvre d'une étude expérimentale destinées à valider les conclusions numériques ; de mettre en évidence le caractère stabilisateur de la contrainte sur la morphologie ondulée d'une interface oxyde/métal (cas du Zr).Dans l'approche expérimentale, différents outils ont été exploités pour caractériser le matériau (SDL, MEB, ATG, MTI, microdureté). Ils ont permis la mise en évidence d'une influence forte de la durée de grenaillage sur le ralentissement de l'oxydation. L'analyse comparative des résultats expérimentaux et de simulations est révélatrice d'intéractions fortes entre les champs de contraintes et de composition induits par les différents traitements (grenaillage et/ou pré-oxydation)

L'objectif de ce travail est d'expliquer la formation des pms refractaires et de caracteriser ces produits quantitativement et qualitativement lors du traitement d'une eru par boues activees. La premiere partie presente un bilan des connaissances sur des pms a la dco residuelle de boues activees. La deuxieme partie a permis d'evaluer la dco soluble produite dans la dco soluble residuelle de boues activees traitant une eru en mode continu. La troisieme partie presente la cinetique de la formation des pms lors de la degradation du glucose par boues activees en sbr. Dans la quatrieme partie et dans la cinquieme partie, la caracterisation quantitative et qualitative des pms et l'interpretation de matieres organiques dans une eru traite par boues activee. Toutes les experiences realisees ont demontre l'importance des pms formes lors du traitement d'une eau residuaire urbaine par boues activees

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des plasmas générés par interaction laser-matière en régime confiné, et plus particulièrement à leur application au traitement des matériaux par choc laser.
Afin de mieux comprendre les phénomènes physiques mis en jeu dans ce régime d'interaction particulier, une modélisation originale du procédé a été développée. Un code numérique traitant les processus de claquage dans l'eau de confinement permet dans un premier temps de déterminer les caractéristiques (intensité crête et durée à mi-hauteur) de l'impulsion laser transmise à travers la fenêtre de confinement. Un modèle hydrodynamique auto-consistant traitant les plasmas confinés (plasmas froids et denses, corrélés et partiellement dégénérés) utilise ensuite ces paramètres pour calculer les chargements mécaniques et thermiques induits à la surface de la cible traitée. Pour terminer, ces chargements sont utilisés en entrée du code aux éléments finis ABAQUS afin de simuler les contraintes résiduelles d'origine mécanique et thermique induites par le traitement.
Les résultats de ces simulations ont été validés par comparaison avec différentes mesures expérimentales réalisées pour des conditions d'irradiation laser (longueurs d'ondes de 1064 nm et de 532 nm, durées d'impulsion de 3 ns et 10 ns) typiques des conditions opératoires réelles utilisées au niveau industriel.
Ces résultats montrent que les petites taches focales permettent de limiter fortement le chauffage de la cible par le plasma confiné, et donc de s'affranchir des effets thermiques induits par le traitement. Ils ouvrent donc de nouvelles perspectives quant à la réalisation du traitement par choc laser sans utiliser de revêtement thermo-protecteur. Par ailleurs, ils permettant d'expliquer les résultats obtenus avec la configuration de traitement développée par Toshiba (très petites taches focales, haute cadence, pas de revêtement protecteur), qui demeuraient incompris jusqu'alors.

L'imagerie multispectrale permet d'améliorer la détection et la reconnaissance de cibles dans les applications de surveillance. Elle consiste à analyser des images de la même scène acquises simultanément dans plusieurs bandes spectrales grâce à un filtrage. Cette thèse étudie la possibilité de réaliser une matrice de 4 filtres Fabry Pérot (FP) intégrés 3D et ajustables par actionnement électrostatique dans le domaine visible-proche infrarouge. Les miroirs fixes des filtres FP sont des multicouches ZnS/YF₃ déposés sur un wafer de borosilicate, et les miroirs mobiles sont des membranes multicouches PECVD SiNH/SiOH encastrées sur une structure mobile très compacte micro-usinée dans un wafer en silicium. Les performances optiques des filtres FP ont été optimisées en prenant en compte la dissymétrie et le déphasage à la réflexion des miroirs. La structure mobile a été modélisée par éléments finis pour minimiser ses déformations lors de l'actionnement. Les étapes critiques des procédés de fabrication des miroirs mobiles en technologie Si ou SOI ont été mises au point : i) la fabrication et la libération par gravures profondes DRIE et XeF₂ des membranes multicouches avec une contrainte résiduelle ajustée par recuit et une réflectance voisine de 50% dans une large gamme spectrale, ii) le contrôle des vitesse de la gravure DRIE avec des motifs temporaires permettant la gravure simultanée de motifs de largeur et de profondeur variables, et iii) la délimitation de motifs sur surfaces fortement structurées à l'aide de pochoirs alignés mécaniquement ou de films secs photosensibles. Ces travaux ouvrent la voie vers une réalisation complète d'une matrice de filtres FP intégrés 3D.

Près de 40% des protéines présentes dans les cellules sont prédites partiellement ou complètement désordonnées. Ces protéines dépourvues de structure tridimensionnelle à l'état natif sont impliquées dans de nombreux mécanismes biologiques, la flexibilité jouant un rôle moteur dans les mécanismes de reconnaissance moléculaire. La prise en considération de l'existence de flexibilité au sein des protéines et des interactions protéines-protéines a nécessité le renouvellement de nos connaissances, de notre appréhension des fonctions biologiques ainsi que des approches pour étudier et interpréter ces phénomènes. La méthode retenue pour étudier ces transitions conformationnelles est la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire. Elle dispose d'une sensibilité unique, d'une résolution à l'échelle atomique et permet par diverses expériences d'accéder à l'ensemble des échelles de temps définissant les mouvements de ces protéines. Nous combinons ces mesures expérimentales à un modèle statistique représentant l'ensemble du paysage énergétique des protéines désordonnées : la description par ensemble explicite de structures. Ce modèle est une représentation discrète des différents états échantillonnés par ces protéines. Il permet, combinant les déplacements chimiques, les couplages dipolaires et la relaxation paramagnétique, de développer une description moléculaire de l'état déplié en caractérisant à la fois l'information locale et l'information à longue portée présente dans les protéines intrinsèquement désordonnées.

L'élaboration de composites en cuisson autoclave est un procédé bien maîtrisé maisles cycles de cuisson peuvent être très longs, en particulier dans le cas de préimprégnésaéronautiques. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier la possibilité de diminuer letemps des cycles de polymérisation pour la fabrication de composites stratifiés minces àl'aide d'un procédé de cuisson rapide. Des essais de caractérisation ont permis de définirles grandeurs thermodynamiques du préimprégné carbone/époxy qui a servi de base ànotre étude ainsi que les paramètres du modèle cinétique de la résine. Une simulationnumérique du procédé de cuisson, basée sur une modélisation des couplages desphénomènes chimiques (polymérisation de la résine), thermiques (transferts de chaleuravec prise en compte de l'exothermie de la réaction) et mécaniques (formation decontraintes et déformations résiduelles) induits par le procédé, a été développée dans lebut d'optimiser les cycles de polymérisation. La caractérisation mécanique des matériauxélaborés à partir d'un dispositif de cuisson rapide mis au point au Laboratoire a permis dedémontrer que nous n'avions pas de pertes de caractéristiques par rapport aux piècesélaborées en autoclave.

Le modèle développé dans cette étude de la prédiction de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable est basé sur le concept de la fermeture de fissures de fatigue proposé par Elber : une fissure de fatigue soumise à une charge appliquée ne se propage que lorsqu'elle est entièrement ouverte ; l'amplitude efficace du facteur d'intensité de contraintes est le paramètre qui contrôle la propagation de la fissure. Le facteur d'intensité de contraintes d'ouverture de fissure, niveau minimal dans cette amplitude efficace, peut être calculé à partir de deux éléments : le maximum des contraintes résiduelles à la pointe de fissure et la longueur de fissure fermée. L'évolution du premier élément sous les charges appliquées de différents niveaux a été obtenue grâce à un essai de fatigue en déformation imposée, et aux mesures des profils des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X et neutronique dans une éprouvette de fissuration par fatigue. Celle du deuxième élément a et calculée à l'aide d'un modèle d'écartement des lèvres de fissure et des informations fournies par les mesures diffractométriques. Ainsi, le modèle prend en considération de l'influence du chargement d'amplitudes différentes sur le niveau d'ouverture de fissure. Ce modèle a été vérifié par les résultats des essais de fatigue sous chargement d'amplitudes différentes programmées. La prédiction de la vitesse de propagation de fissures par le modèle est bonne

Les crises des dernières décennies montrent l’entrelacement entre matérialités, humains et technologies. Malgré les 3RV-E (réduire, réemployer, recycler, valoriser, éliminer), les matières résiduelles ne cessent d’augmenter. Cette thèse de recherche-création médiatique est un questionnement sur l’expérimentation artistique et technologique avec les matières résiduelles, comme engagement esthétique-politique. La thèse s’attarde à ce qui se crée avec les traitements des eaux usées, le lieu d’enfouissement technique de déchets, ainsi que la pollution atmosphérique et électromagnétique. J’analyse comment ces opérations retentissent au cœur même de la production des œuvres réalisées depuis 2006 par ma cellule de recherche artistique Ælab, cofondée en 1996 avec le compositeur Stéphane Claude. Mes alliés philosophiques principaux sont Joselita Ciaravino, Gilles Deleuze, Félix Guattari, Brian Massumi, Gilbert Simondon et Isabelle Stengers. Ciaravino discute d’un 3e ordre du disegno à la Renaissance, pratiqué par de Vinci, un dessin non représentationnel. Ce type de dessin active un processus de transduction simondonien, lorsqu’un élément perturbateur est l’amorce d’une décharge d’énergie potentielle qui déborde sur des éléments avoisinants, qui participent d’un milieu sous tension, pouvant à leur tour générer de nouveaux pivots d’interrelation. Ces agencements rejoignent la manière dont Guattari discute de l’écosophie, un entrelacement triple et dynamique entre la subjectivation, la collectivité et l’environnement, des milieux fertiles pour saisir les transductions en cours avec l’art. Une nouvelle puissance d’agir accompagne leur dessin, et un « faire attention » (Stengers) en émerge, acte solidaire de résistance. Les expérimentations éthico-esthétiques avec les matières résiduelles peuvent contribuer à remettre en question les dualismes pouvant restreindre une exploration technologique des matérialités, afin de participer au déploiement transductif de l'écosophie. Au travers des restes s’accomplit une relation amplifiée, amplifiante avec la pratique technologique qui se singularise, tout en débordant d’elle-même, dans les collectivités. La thèse s’exprime en cinq chapitres où se rencontrent pratiques et théories. Chaque fois, deux concepts sont mis en relation : Dessin et Diagrammatique ; Milieux et Intervalles ; Traduction et Transduction ; Écosophie et Faire Attention ; Postmédia et Communs. Des « blocs de sensations » (Deleuze et Guattari) surgissent entre la théorisation et le récit a-chronologique de la pratique artistique, l’un « au travers » de l’autre (perScapere), l’un avec l’autre. Les œuvres construisent un plan de composition (Deleuze et Guattari) que je nomme le « perse_plan ». Le perse_plan se dédouble en phases sous l’action de la fente, l’intervalle, l’ondulation et la cascade, venant de l’expérimentation ontogénétique des cinq œuvres et de leurs processus enchevêtrés avec dessin numérique, vidéo, audio, lumière, matérialités, senseurs, performances, installations. En fonction des seuils, des résonances, fortes et moins fortes, leurs « milieux associés » (Simondon) se dessinent dans le temps.
Multiple crises over the last several decades demonstrate the entanglement of materialities, humans, and technologies. Despite the 3RV-Es (Reduce, Reuse, Recycle, Valorisation and Elimination), waste increases. This media-based research-creation dissertation is an investigation of technological artistic experimentation with residual matter as aesthetic/political engagement. This dissertation is concerned with what wastewater treatment, engineered landfill sites, and atmospheric and electromagnetic pollution create. I analyze how these operations are at the very heart of artworks produced since 2006 by Ælab, an artistic research unit I cofounded with composer Stéphane Claude in 1996. Joselita Ciaravino, Gilles Deleuze, Félix Guattari, Brian Massumi, Gilbert Simondon, and Isabelle Stengers are my primary philosophical allies. Ciaravino discusses disegno’s third order, a form of non-representational drawing practiced by da Vinci during the Renaissance. This type of drawing activates a transduction process as described by Simondon: a disruptive element participating in a milieu under tension triggers a potential energy discharge that overflows onto neighbouring elements, which can, in turn, generate new pivots of interrelation. These assemblages recall Guattari’s discussion of ecosophy, a dynamic, triple intertwining of subjectivation, collectivity, and the environment that provides fertile milieus to follow the transductions art brings about. A new force accompanies their drawing and a “paying attention” (Stengers) emerges, act of resistance and solidarity. Ethico-aesthetic experiments with waste are a way of questioning dualisms that may hamper the technological exploration of materialities in order to participate in the transductive reticulation of ecosophy. Working with waste creates an amplified relation; it amplifies a technological practice that, as it resingularizes, also extends to collectivities. This dissertation presents five chapters in which practice and theory meet. In each, two concepts are placed in dialogue: Drawing and Diagrammatic; Milieus and Intervals; Translation and Transduction; Ecosophy and Paying Attention; Postmedia and Commons. “Blocks of sensation” (Deleuze and Guattari) arise between theorization and an a-chronological telling of artistic practice, one “through” (au travers) the other (perScapere), one with the other. The works build a plan of composition (Deleuze and Guattari) I call the “perse_plan”. The phases of the perse_plan are split by the actions of fissure, interval, undulation, and cascade. These phases are the result of ontogenetic experimentation through five artworks and their related processes interconnected with digital drawing, video, audio, light, materialities, sensors, performances, and installations. Across thresholds and various resonances, their “associated milieus” (Simondon) are drawn out over time.

Le recyclage des matières résiduelles est une forme de traitement valorisant qui les réintroduit dans le cycle de production et de consommation dans les buts de réduire l'exploitation des ressources naturelles et de protéger l'environnement. Il existe différentes méthodes de gestion des matières résiduelles qui vont de l'enfouissement, à l'incinération et à la valorisation. Toutefois, avec les quantités croissantes de génération de déchets et les effets néfastes que ces matières entraînent pour les générations présentes et futures, leurs traitements doivent désormais répondre à des normes environnementales. Les acteurs économiques et environnementaux, qui œuvrent de près dans les domaines soit de la gestion des matières résiduelles ou de la préservation de l'environnement, s'affrontent dans l'espace politique afin que les programmes gouvernementaux mis en œuvre s'accordent avec leurs croyances politiques. Le gouvernement du Québec est actuellement à l'étape de la mise en œuvre de la troisième politique québécoise de gestion des matières résiduelles dans la perspective de réduire les quantités de déchets à éliminer et de protéger l'environnement. Le recyclage s'impose progressivement comme une forme de traitement majeur : non seulement il entraîne la réduction et la réutilisation des matières premières, mais il introduit le concept de valorisation des matières résiduelles. Le recyclage-valorisation devient, par conséquent, un mode de gestion écologiquement rationnel des matières résiduelles qui s'impose dans la politique gouvernementale québécoise puisqu'il rallie à la fois l'impact de la vision des acteurs environnementaux et de celle des acteurs économiques. ______________________________________________________________________________

Les travailleurs impliqués dans la gestion des matières résiduelles domestiques sont continuellement exposés à des bioaérosols pouvant entrainer des problèmes de santé de nature infectieux, allergène et cancérigène. Le but de cette étude était d’évaluer l’exposition aux bioaérosols des éboueurs et des chauffeurs de camion durant la collecte des déchets et des matières résiduelles à Montréal par une analyse multimétrique et multimédia. Les conditions de travail ont été évalués dans six camions (2 recyclages, 2 organiques et 2 domestiques). Pour chaque camion, des mesures ambiantes (cabine du chauffeur) et des mesures dans la zone respiratoire d’un collecteur et d’un chauffeur ont été réalisées. Des prélèvements sur la surface des sièges des chauffeurs ont aussi été effectués et les filtres à air de l’habitacle des camions ont été évalués. Les échantillons ont été analysés au laboratoire microbiologique de l’IRSST selon la méthode par culture microbienne et la méthode moléculaire Droplet Digital PCR. Les résultats indiquent que les collecteurs sont généralement les plus exposés aux bioaérosols. Les collecteurs des déchets domestiques étaient notamment les plus exposés avec des concentrations moyennes pour les bactéries (27 000 UFC/m3), les endotoxines (100 UE/m3) et les moisissures (5 900 UFC/m3) excédant les recommandations sanitaires. Néanmoins, les collecteurs du compost étaient les plus exposés aux moisissures (6 800 UFC/m3). E.coli et A.fumigatus ont été détectés dans tous nos échantillons avec des expositions plus importantes pour les travailleurs du domestique. De plus, les sièges des chauffeurs des camions domestiques avaient les niveaux de contamination les plus élevés. La concentration moyenne de A.fumigatus (2 500 UG/m3) dans l’air de ces camions était supérieure à celle des camions de recyclage et de compost. Les résultats des filtres n’ont pas permis de tirer de conclusions quant à l’exposition des chauffeurs aux bioaérosols. Les résultats de cette recherche ont permis de mettre en évidence que l’exposition des travailleurs lors de la collecte des déchets pourrait être influencée par le type de déchets, le poste de travail ainsi que les tâches exécutées. Cette étude confirme le potentiel élevé d’exposition aux bioaérosols des travailleurs attitrés au transport des matières résiduelles et des déchets. Elle valide aussi le besoin de réduire les expositions professionnelles par diverses stratégies, y compris les procédures de nettoyage de la cabine et l’utilisation d’équipement de protection respiratoire lors de tâches génératrices de bioaérosols (nettoyage des camions au jet, déchargement des camions).
Workers involved in the management of household residual materials are continuously exposed to bioaerosols which can cause them health problems of an infectious, allergenic and carcinogenic nature. The purpose of this study was to assess the exposure to bioaerosols of collectors and trucks drivers during the collection of domestic waste and residual materials in Montreal by a multimeric and multimedia analysis. A sampling campaign was conducted on six drivers and six collectors. A total of 6 trucks that collect recyclable (2), organic (2) and compost (2) waste were evaluated. Samples were also taken from the surface of the drivers' seats, and the cabin air filters were recovered. Samples were analyzed at the microbiology laboratory of the IRSST using the microbial culture method and the molecular method of Droplet Digital PCR (ddPCR). The results indicate that collectors are generally the most exposed to bioaerosols. Domestic waste collectors were in particular the most exposed with average concentrations for bacteria (27,000 CFU/m3), endotoxins (100 EU/m3) and fungi (5,900 CFU/m3) exceeding health recommendations. However, the compost collectors were the most exposed to fungi (6,800 CFU/m3). E. coli and A. fumigatus were detected in all of our samples, but exposures were greater for workers collecting domestic waste. In addition, the seats of drivers involved in domestic waste collection had the highest levels of contamination. The average concentration of A. fumigatus (2,500 UG/m3) in the air of the cabin of domestic waste trucks was higher than that of recycling and compost trucks. The results of the filters did not allow us to draw any conclusions on their role in terms of drivers exposure to bioaerosols. The results of this research highlighted that workers exposure to bioaerosols could be influenced by factors such as the type of waste, the workplace and workers’ tasks performed. This study confirms the high potential for exposure to bioaerosols of workers assigned to the transport of household residual materials and waste. It also validates the need to reduce workers exposures by various strategies including, cabin cleaning procedures and the use of respiratory protection equipment for specific tasks generating bioaerosols (water jet cleaning of trucks, unloading of trucks).

Les matières résiduelles deviennent progressivement les ressources de demain. Cette optimisation des matières résiduelles est mise en avant grâce à La Politique québécoise de gestion des matières résiduelles 1998-2008. Représentant près du dixième de l'ensemble des résidus, les rebuts de bois possèdent un important potentiel de mise en valeur. Actuellement, ce potentiel est limité en raison des lacunes dans la gestion de cette matière. Le manque d'options pour les différentes optimisations, relié directement à l'absence de collecte et de triage des résidus, provoque une situation favorisant l'enfouissement comme principal devenir. Ayant pour but d'optimiser le potentiel des rebuts de bois, l'objectif de la présente recherche est de développer une nouvelle approche de gestion intégrée des rebuts de bois au Québec. Pour ce faire, la dynamique de la matière ligneuse a été étudiée et en particulier un outil de collecte qui connaît une ascension fulgurante depuis quelques années: l'écocentre. Suite aux lacunes répertoriées, un modèle a été créé afin de comprendre la dynamique des rebuts de bois dans la société. Ce dernier apporte des solutions concrètes à l'enfouissement des résidus par la mise en place d'établissements (écocentres) permettant de récupérer les matières résiduelles, de les trier adéquatement et de les répartir pour différentes voies de réemploi, de recyclage et de valorisation. De plus, le modèle permet de simuler les changements associés aux différents choix de mises en valeur des résidus dans l'ensemble de la dynamique des matières. Le nombre d'écocentres québécois a connu une très grande popularité au cours de ces dernières années. Cependant, les gestionnaires des écocentres doivent augmenter leur efficacité de traitement des matières résiduelles en optimisant le potentiel des matières résiduelles tout en étant informés et critiques sur les différents modes de mises en valeur des résidus. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gestion, Matière résiduelle, Bois, Bois traité, Écocentre, Déchetterie.

Les hydrocarbures pétroliers sont expédiés et utilisés dans pratiquement toutes les parties du monde et sont devenus l’un des contaminants parmi les plus communs et les plus répandus dans les sols. Les éléments traces sont parfois associés aux hydrocarbures, ce qui peut augmenter la toxicité d’un site, compliquer les voies possibles de remédiation, et augmenter les coûts de traitements traditionnels. Dans les régions nordiques, où des déversements sont recensés dans de nombreux sites, le temps de nettoyage des contaminants et les coûts des méthodes d’assainissement traditionnelles peuvent s’avérer considérablement plus élevés que dans les régions tempérées. Des recherches alternatives visant une remédiation plus rapide et moins coûteuse, adaptée à des climats subarctiques, sont nécessaires et l’utilisation de plantes et champignons indigènes à l’écosystème local sont des approches prometteuses. En parallèle, les gouvernements de multiples pays visent à réduire les émissions de gaz à effet de serre, notamment par la réduction des déchets putrescibles voués à l’enfouissement. En utilisant ces matières résiduelles fertilisantes obtenues localement dans le processus de décontamination, une opportunité se présente pour valoriser ces matières tout en décontaminant des sites. Cette recherche doctorale vise à développer des méthodes de bioremédiation adaptées aux conditions locales, avec des intrants indigènes aux régions d’étude, pour des sols contaminés aux HCP au sein de trois projets de recherche à grande échelle sur le terrain, dont un également contaminé aux éléments traces. Deux projets ont été effectués dans un climat subarctique au 60° parallèle (Whitehorse, Yukon), en utilisant une approche novatrice de phytoremédiation assistée de champignons et compost municipal; nous qualifions cette technique intégrée d’approche par « microsystème écologique ». Comme le volume de sol affecte beaucoup l’efficacité des méthodes de bioremédiation, des volumes considérables de 0.15 m3 et 1 m3 ont été utilisés (au premier et deuxième site, respectivement), pour maximiser la pertinence des résultats lors de transfert d’échelles futures. Au premier site, l’efficacité des différentes composantes du microsystème a été évaluée en bacs dans quatre différentes combinaisons et comparée au traitement de base habituel (fertilisant) dans un sol contaminé par un déversement accidentel de diésel. La plante choisie était le saule Salix planifolia et le champignon Pleurotus ostreatus. Les résultats indiquent qu’après une saison de traitement, le microsystème était le traitement avec le taux d’élimination du diésel le plus rapide. Après trois saisons, les traitements contenant un ou plusieurs éléments du microsystème avaient des taux de contamination sous les normes pour des sols agricoles et étaient plus efficaces que le traitement au fertilisant ou que l’atténuation naturelle. Le deuxième site était une fosse à huiles usées située sur une pile de stériles miniers au cœur d’un ancien dépotoir. Le microsystème a été implanté dans des cellules au sol avec une doublure à l’épreuve du lessivât de contaminants. Les saules Salix alaxensis et Salix planifolia furent utilisés en combinaison avec le champignon Trametes versicolor. Cette approche, dans un sol hautement contaminé, a réussi à diminuer de façon considérable les hydrocarbures pétroliers (plus de 65 à 75 %). Le potentiel d’accumulation des métaux dans les tissus aériens des plantes a également été mesuré. Les deux espèces de saules ont démontré des taux d’accumulation d’éléments traces distincts et des stratégies racinaires différentes. Un champignon de la famille des Psathyrellaceae fut observé pour la première fois sur un site si hautement contaminé, puis est apparu de façon récurrente sur les cellules du microsystème pendant quatre ans. Les deux premiers sites répondent à un besoin de développer des méthodes de bioremédiation efficaces, passives et applicables en climat subarctique. Le troisième site de recherche porte sur l’utilisation de deux matières résiduelles fertilisantes (bois raméal fragmenté et drêche) et de fumier pour la dégradation de l’huile à moteur dans un climat continental humide à une latitude moyenne (Neuville, Québec). Des mésocosmes de 0.76 m3 avec aération contrôlée furent utilisés. L’utilisation de bois raméal fragmenté et de drêche de brassage à cette échelle, de même que l’acquisition des matières résiduelles dans un rayon très rapproché du centre de traitement afin d’explorer une approche d’économie circulaire dans un tel contexte, constituent les volets novateurs de cette étude. Les résultats démontrent que le fumier est plus efficace que le traitement habituel au fertilisant. La drêche de brassage et le bois raméal fragmenté sont utiles pour conserver l’humidité dans les sols (un paramètre de bioremédiation important). Cette étude, menée en collaboration avec un partenaire industriel, s’intègre dans la politique canadienne et québécoise de réductions des gaz à effets de serre et la philosophie de l’économie circulaire en valorisant des matières organiques résiduelles locales. Cette thèse a permis de démontrer qu’une combinaison de stratégies de bioremédiation avec des composantes locales est une méthode efficace dans un climat subarctique. Deux nouvelles espèces de saules (Salix planifolia et Salix alaxensis) ont été utilisées avec succès pour la bioremédiation d’hydrocarbures pétroliers et pour l’accumulation de certains éléments traces. Lors d’une collaboration avec un partenaire industriel, il a été possible de démontrer l’applicabilité de certains concepts d’économie circulaire et d’approche écosystémique en bioremédiation.
Petroleum hydrocarbons are shipped and used in virtually all parts of the world and have become one of the most common and widespread contaminants in soils. Trace elements are sometimes associated with them, and they can increase the toxicity of a site, complicate remediation, and increase the costs of traditional treatments. In northern areas where spills occur at multiple sites, the clean-up time and cost of traditional remediation methods can be significantly higher than in temperate regions. Alternative research aimed at faster and cheaper remediation adapted to subarctic climates is needed and the use of native plants and fungi integrated into the local ecosystem are promising approaches. Concurrently, governments in multiple countries aim to reduce greenhouse gas emissions, namely through the reduction of putrescible waste destined for landfills. By using locally-sourced residual fertilizing materials for decontamination processes, an opportunity arises to valorize these materials while restoring soils. This doctoral research aims to develop locally-adapted bioremediation methods, with indigenous plant and fungal inputs, to treat petroleum hydrocarbon contaminated soils in three large-scale field research projects, including one also contaminated with trace elements. Two projects were carried out in a subarctic climate at the 60 ° parallel (Whitehorse, Yukon), using an innovative approach of phytoremediation assisted by mushrooms and municipal compost; we call this integrated technique the "ecological microsystem" approach. Because soil volume has significant impacts on the efficiency of bioremediation methods, considerable volumes of 0.15 m3 and 1 m3 were used (at the first and second sites, respectively) to maximize the relevance of results in the event of a scale-up operation. At the first site, the effectiveness of the various components of the microsystem were evaluated in four different combinations, as well as compared to the usual basic treatment (fertilizer) in soil contaminated by an accidental diesel spill. The plant species chosen was Salix planifolia and Pleurotus ostreatus was selected for the fungus. Results indicate that after one treatment season, the microsystem was the treatment with the fastest diesel removal rates. After three seasons, treatments containing one or more elements of the microsystem were below standards for agricultural soils and were more effective than fertilizer treatment or natural attenuation. The second northern site was a waste oil pit located on top of a mine waste rock pile, at the heart of an old landfill. The microsystem was implanted into ground-level cells with a contaminant-proof leachate liner. The plant species Salix alaxensis and Salix planifolia were used in combination with the fungus Trametes versicolor. This approach in a highly contaminated soil was able to significantly reduce petroleum hydrocarbons (65 to 75%). The potential for metal accumulation in aerial plant tissues was also measured. Both willow species demonstrated distinct trace element accumulation patterns and different rooting strategies. A fungus of the Psathyrellaceae family was observed for the first time at a site so highly contaminated and was recurrent on the cells of the microsystem for 4 years. The first two sites contribute to the development of efficient and passive bioremediation methods applicable in subarctic climates. The third research site focused on the use of two residual fertilizing materials (fragmented rameal wood and brewer’s spent grain) and manure for the degradation of motor oil in a humid continental climate at a medium latitude (Neuville, Quebec). Mesocosms of 0.76 m3 with controlled aeration were used. Innovative aspects of this project include the use of rameal wood and spent grain at this scale, as well as the acquisition of residual materials in a very close radius of the treatment center to explore how a circular economy approach could apply in such a context. Results indicate that the addition of manure is more effective than the usual fertilizer treatment alone. Brewer’s spent grain and fragmented rameal wood were useful for maintaining soil moisture (an important bioremediation parameter) but did not increase degradation. This study, conducted in close collaboration with an industrial partner, falls under the objectives set by Canadian and Quebec policy on greenhouse gas reductions and circular economy approaches by working on the valorization of local residual organic matter. This thesis has demonstrated that combining strategies with local biological components is an effective bioremediation method in a subarctic climate. Two new willow species (Salix planifolia and Salix alaxensis) have been successfully used for the bioremediation of petroleum hydrocarbons and for the accumulation of certain trace elements. In collaboration with an industrial partner, it has been possible to demonstrate the applicability of certain circular economy concepts and the ecosystemic approach to bioremediation.

L'action publique environnementale au Québec a évolué depuis les années 1970. Dorénavant, les principes de gestion intégrée s'entrecroisent aux principes néolibéraux -centrés sur la rationalisation et l'économie de marché -ainsi qu'aux principes de démocratie participative. L'action publique dans le secteur de la gestion des déchets confère un champ de recherche des plus intéressants. En effet, divers processus participatifs ont été institutionnalisés, depuis les années 1990, dans lesquels les acteurs sociaux et les citoyenNEs peuvent participer Cette recherche, menée à l'enseigne de la sociologie des organisations, décrit le système acteur développé et analyse les facteurs influençant l'atteinte des objectifs des politiques publiques de gestion des déchets, à travers l'étude de neuf cas. Divers obstacles à la mise en oeuvre des principes de gestion intégrée et de démocratie participative s'en dégagent. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gouvernance environnementale, Action publique, Politiques publiques, Déchets, Gestion intégrée, Démocratie participative, Démocratie délibérative, Santé environnementale, Empowerment.

L’utilisation de matières résiduelles fertilisantes (MRF) dans les plantations de peupliers hybrides (PEH) au Québec pourrait en maximiser la productivité et le volume marchand. Elle présenterait aussi l’avantage de minimiser l’enfouissement ou l’incinération des MRF. Cependant, le dosage des MRF doit être calibré en fonction de la réponse optimale des arbres. L’étude a été réalisée dans une plantation de PEH en Estrie. Un dispositif expérimental comprenant deux blocs (répétitions) de cinq parcelles - un témoin et quatre traitements de combinaisons de biosolides papetiers et de boue de chaux - y a été mis en place à l’automne 2012 et au printemps 2013, soit trois ans avant l’échantillonnage (été 2015). Les traitements représentaient les doses suivantes : 140 et 15 t ha-1 (humides), 140 et 30 t ha-1, 240 et 15 t ha-1 et 240 et 30 t ha-1 de biosolides et de boue de chaux, respectivement. Les propriétés physico-chimiques du sol et la morphologie et la nutrition des PEH ont été évaluées. Nous avons observé un effet très significatif des traitements de MRF sur la croissance des PEH par rapport aux parcelles non traitées. La hauteur des arbres a augmenté de 1,6 à 2 fois, le diamètre de 2,5 à 4 fois, la surface foliaire de 3 à 8 fois et le poids foliaire de 2,7 à 9 fois dans les parcelles traitées comparativement aux arbres des parcelles non traitées. Toutefois, aucune différence significative n’a pu être constatée entre les différents amendements. Les analyses de nutrition foliaire ont, quant à elles, démontré que la fertilisation avec les MRF permettait de pallier la faible disponibilité des nutriments dans le sol. Ainsi, avec l’ajout de MRF, les macronutriments N, P, K et Ca dans les feuilles se situaient à l’intérieur des plages de concentrations optimales, alors que sans MRF, les feuilles montraient des concentrations sous ces seuils. Malgré les faibles différences observées entre les quatre amendements, le traitement combinant 240 t ha-1 de biosolides et 15 t ha-1 de chaux est celui qui se rapprochait le plus d’une nutrition optimale pour le PEH. Les biosolides papetiers en combinaison avec la boue de chaux donnent des résultats très encourageants en ce qui a trait à la nutrition foliaire et le rendement des plantations du PEH lors des premières années d’établissement.
The use of fertilizing residual materials (FRM) in hybrid poplar (HP) plantations in Quebec could maximize yields and merchantable volumes. It would also have the advantage of minimizing the burial (landfill) or incineration of FRM. However, applications rates of FRM must be calibrated for an optimal response of the trees. The study was conducted in a PEH plantation in the Eastern Townships. An experimental design comprising two blocks (repetitions) of five plots - one control and four combinations of papermill biosolids and lime sludge - was established in fall 2012/spring 2013 and sampling was conducted three years later (summer 2015). The treatments represented the following application rates: 140 and 15 t ha-1 (wet), 140 and 30 t ha-1, 240 and 15 t ha-1 and 240 and 30 t ha-1 of biosolids and lime, respectively. Soil properties as well as morphology and nutrition of HP were evaluated. We observed a highly significant treatment effect on HP growth compared to untreated plots. The height of HP trees in the treated plots increased by 1.6 to 2 times, diameter by 2.5 to 4 times, leaf area by 3 to 8 times and the foliar weight by 2.7 to 9 times compared to the trees in the untreated plots. However, there was no significant difference among the various treatments. Foliar nutrition analyses showed that fertilization with FRM was sufficient to compensate for the low availability of nutrients in the soil. Thus, with FRM application, the macronutrients N, P, K and Ca in the leaves were within the optimal concentration ranges, whereas without FRM, the leaves showed concentrations below these thresholds. Despite the small differences observed among the four amendments, the treatment combining 240 t ha-1 of biosolids and 15 t ha-1 of lime was the one the closest to the optimal nutrition for HP. Papermill biosolids in combination with lime sludge provide very encouraging results in regard to foliar nutrition and yields of HP plantations.