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Optimisation d'une méthode d'estimation de densité faunique par caméras automatisées
Get PDFRÉSUMÉ : Les caméras automatisées gagnent en popularité depuis les années 70 en gestion de la faune. Elles sont d'ailleurs de plus en plus utilisées dans l'estimation de la densité faunique. Cet outil reste toutefois imparfait et les estimations qui en découlent ne sont pas nécessairement exactes et précises. Dans cette étude, nous avions comme objectif de (1) comparer des estimés de densité faunique obtenus à l'aide d'une méthode utilisant les caméras automatisées à ceux obtenus par l'inventaire aérien, une méthode plus traditionnelle, et d'identifier les sources de biais potentielles et certaines pistes d'amélioration de chacune des méthodes, et ensuite de (2) tester l'effet de différents facteurs (p. ex. modèles de caméras, hauteur d'installation, distance du passage) sur le taux de détection des caméras. Pour atteindre notre premier objectif, nous avons comparé les estimés de densités d'orignaux (Alces alces americana) et leur précision dans six territoires structurés situés au Bas-Saint-Laurent (Québec, Canada) ; les estimés ont été obtenus à l'aide de la méthode du Random Encounter Model (REM) applicable aux caméras automatisées ainsi qu'à l'aide d'inventaires aériens réalisés par la méthode de Courtois et Crépeau (1998). Les estimés de densités n'étaient pas significativement corrélés. En revanche, ils n'étaient pas statistiquement différents dans quatre des six territoires structurés. De plus, l'inventaire par caméras offrait des estimés de densités plus précis que l'inventaire aérien. Ces résultats suggèrent que l'inventaire par caméra appuyé par la méthode REM pourrait s'avérer une alternative intéressante aux inventaires aériens traditionnels pour estimer les densités d'orignaux. Toutefois, les sources de biais différaient entre les méthodes. Améliorer la qualité des estimés nécessiterait d'une part une meilleure estimation du coefficient de détectabilité et l'utilisation d'un estimateur pour lequel les prémisses d'applications sont plus faciles à respecter pour l'inventaire aérien, et d'autre part une meilleure estimation des taux de mouvement des individus composant la population d'intérêt ainsi qu'une quantification du biais associé à la détectabilité des caméras (c.-à-d. leur capacité à détecter la faune) pour l'inventaire utilisant le REM. Pour atteindre notre second objectif, nous avons testé différents modèles de caméras dans un environnement contrôlé puis dans un habitat naturel. Nous avons mis en évidence une variation du taux de détection selon le modèle de caméra, la distance de passage et la hauteur d'installation. Nous avons aussi observé une forte variation intra-modèle du taux de détection pour certains modèles. Ces résultats indiquent que les caméras automatisées s'avèrent un outil prometteur en gestion de la faune, bien que certaines améliorations restent à faire avant de généraliser l'utilisation cette nouvelle approche. -- Mot(s) clé(s) en français : Mots clés : Alces alces americana, Biais de détection, Gestion de la faune, Inventaire faunique, Niveau de population, Taux de détection, Taux de piégeage. --
ABSTRACT : Automated cameras traps have been gaining popularity in wildlife management since the 1970s. They are now increasingly used to estimate wildlife density. However, this tool remains imperfect, and the resulting estimates are not necessarily accurate or precise. In this study, our objectives were to (1) compare wildlife density estimates obtained from a method using automated cameras to those obtained from aerial surveys, a more traditional approach, and to identify potential sources of bias and certain avenues for improvement for each of the two methods, and then to (2) evaluate the effect of various factors (e.g. automated camera trap models, height of installation, distance of passage) on camera trap detection rate. To achieve our first objective, we compared moose (Alces alces americana) density estimates and their accuracy across 6 territories located in the Bas-Saint-Laurent region (Québec, Canada); the estimates were obtained by applying the Random Encounter Model (REM) to automated camera data and by applying the Courtois and Crépeau (1998) method to aerial surveys. Density estimates were not significantly correlated between the two methods but were not statistically different for 4 of the 6 territories we sampled. Moreover, the camera survey provided more accurate density estimates than the aerial survey. These results suggest that the REM method applied to camera-trap surveys may be a more favourable alternative to traditional aerial surveys for estimating moose densities. However, the sources of bias differed between the two methods. Improving the quality of the estimates from aerial surveys would require a better estimation of the detectability coefficient and the use of an estimator for which the application assumptions are easier to respect. On the other hand, a better estimation of the movement rates of the individuals and a quantification of the bias associated with the detectability of the cameras (i.e. their capacity to detect wildlife) are needed to improve density estimates based on the REM estimator. To achieve our second objective, we tested different camera models in a controlled environment as well as in a natural habitat. We showed a variation in the detection rate depending on the camera model, the distance of passage and the installation height. We also observed a strong intra-model variation in detection rate for some models. These results indicate that automated cameras are a promising tool for wildlife management, but that some improvement is needed before generalizing the use of this novel approach. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Keywords: Trapping rate, Detection rate, Remote sensing, Detection bias, Alces alces americana, Wildlife monitoring, Population level, Survey
Nature du rapport aux savoirs disciplinaires d'enseignantes du primaire en insertion professionnelle
Get PDFRÉSUMÉ : La présente recherche a comme objet d'étude le rapport aux savoirs disciplinaires chez les enseignantes du primaire en insertion professionnelle. Elle poursuit l'objectif d'identifier et de décrire la nature du rapport aux savoirs disciplinaires d'enseignantes du primaire en insertion professionnelle. La question posée est la suivante : quelle est la nature du rapport aux savoirs disciplinaires d'enseignants du primaire en insertion professionnelle? La recherche porte un regard didactique et sociologique sur les savoirs disciplinaires et considère les dimensions liées à l'étude du rapport aux savoirs disciplinaires, soit les dimensions épistémiques, identitaire et sociale. L'étude s'inscrit dans une approche de type qualitative/interprétative. Les données ont été recueillies auprès de douze enseignantes en insertion professionnelle au moyen d'un « bilan de savoirs ». Le bilan de savoirs se présente sous la forme d'un questionnaire portant sur l'histoire personnelle et scolaire des participantes en tant qu'apprenantes et sur leurs expériences professionnelles en tant qu'enseignantes en lien avec les savoirs disciplinaires. L'analyse des résultats a montré que les participantes jugent les apprentissages de nature scolaire et technique comme étant les plus importants, utiles et plaisants parmi l'ensemble des apprentissages réalisés depuis leur naissance. Ceux-ci ont été réalisés, le plus souvent, avec un membre de la cellule familiale dans l'environnement familial ou avec un enseignant dans un environnement scolaire. Leur motivation à devenir enseignante serait due à leurs expériences scolaires positives en tant qu'apprenantes. Les résultats ont mis en lumière que les participantes décrivent l'acte d'apprendre comme devant être motivant, agréable et significatif. Leurs perceptions de l'apprentissage les amènent à varier leurs méthodes d'enseignement. Les enseignantes en insertion professionnelle ayant un rapport aux savoirs disciplinaires positif se sentent à l'aise et outillées avec les savoirs disciplinaires à enseigner. Inversement, les novices ayant un rapport aux savoirs négatif se sentent peu outillées et moins à l'aise avec l'enseignement de certains savoirs disciplinaires. Ce sont les années d'expérience, le facteur « temps », la préparation, le degré de motivation des élèves, la précarité de l'emploi et le changement fréquent de niveaux scolaires qui influenceraient davantage leurs rapports aux savoirs disciplinaires. Il est possible de constater un lien entre le rapport aux savoirs disciplinaires des enseignantes en insertion professionnelle et la maîtrise, l'aisance et la confiance qu'elles ont lorsqu'elles enseignent les savoirs disciplinaires. La présente recherche propose un regard original sur l'étude du rapport aux savoirs. Les résultats incitent à revoir les programmes de formation initiale en lien avec la maîtrise des savoirs disciplinaires et à réfléchir sur le soutien offert aux enseignants novices afin qu'ils se sentent à l'aise et outillés à enseigner et qu'ils poursuivent dans la profession enseignante. -- Mot(s) clé(s) en français : Rapport aux savoirs, savoirs disciplinaires, savoir, enseignant, enseignement, novices, primaire, insertion professionnelle. --
ABSTRACT : The object of the present research is to study the relationship to disciplinary knowledge of young female elementary school teachers. Its objective is to identify and describe the nature of the relationship to disciplinary knowledge of beginning elementary school teachers. The research question is: what is the nature of the relationship to disciplinary knowledge of beginning elementary school teachers? The research takes a didactic and sociological look at disciplinary knowledge and considers the three dimensions of the relationship to disciplinary knowledge (epistemic, identity and social). The study is part of a qualitative/interpretive approach. Twelve beginning teachers filled out a "knowledge assessment". This knowledge assessment was in the form of a questionnaire on participants' personal and school history as learners and their professional experiences as teachers in relation to disciplinary knowledge. The analysis of results showed that participants judged academic and technical learning to be the most important, useful, and enjoyable of all the learning they had done since birth. These were most often done with a family member, in the family environment or with a teacher in a school environment. Their motivation to become a teacher would be primarily due to their positive school experiences as learners. Results revealed that participants claim the act of learning should be motivating, enjoyable and meaningful. Novice teachers with a positive relationship to disciplinary knowledge feel more comfortable and equipped with teaching disciplinary knowledge. Inversely, novice teachers with a negative relationship to disciplinary knowledge feel unequipped and less comfortable with teaching certain disciplinary knowledge. Years of experience, the "time factor", preparation, degree of student motivation, job insecurity and frequent changes in grade levels are thought to influence their relationship with disciplinary knowledge. It is possible to see a relation between induction teachers' relationship to disciplinary knowledge and the ease, comfort, and confidence they have when teaching disciplinary knowledge. This research offers an original look at the study of the relationship to knowledge. The results encourage a review of pre-service programs in relation to mastery of disciplinary knowledge and a reflection on the support offered to novice teachers so that they feel comfortable and equipped to teach and to continue in the teaching profession. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Relationship to knowledge, disciplinary knowledge, knowledge, teacher, teaching, beginning teacher, novices, elementary school, professional insertion
Évolution historique et morphosédimentaire de la plage à épis située sur la flèche littorale de Hope Town, Baie des Chaleurs
Get PDFRÉSUMÉ : Les flèches littorales sont des environnements naturellement dynamiques modelés par l'apport sédimentaire, les agents hydrodynamiques, les tempêtes et les crues. La plage de la flèche littorale fermant la lagune côtière de Hope Town (baie des Chaleurs, Golfe du St-Laurent) montre des signes d'érosion criants depuis le démantèlement d'une jetée à la fin des années 1960, menaçant l'intégrité de la route traversant la flèche. En 2012, après maints efforts pour stabiliser la flèche comprenant la construction et le prolongement d'un enrochement, une recharge de plage est effectuée et coordonnée à la construction d'un champ d'épis semi-perméables résistant aux conditions hivernales. Ce mémoire explore les impacts d'un champ d'épis sur le comportement morphologique d'une flèche sableuse en climat froid, où les processus glaciels jouent un rôle essentiel sur la dynamique hydromorphologique. L'évolution à long terme de cette région côtière a été analysée de 1963 à 2018 par imagerie aérienne. Des données océanographiques, granulométriques et topographiques ont été relevées de 2017 à 2020 pour étudier les variations morphosédimentaires de la plage. Les résultats montrent que la flèche accuse un taux de retrait moyen de -0,65 m/an, soit nettement supérieur aux secteurs côtiers adjacents. Les taux de recul les plus importants ont été observés durant les 15 ans suivant le démantèlement de la jetée (-1,1 m/an), puis ils ont diminué avant de remonter à -1,07 m/an pour la période 2007-2018 malgré la recharge de 2012. Les modèles d'élévation montrent l'adaptation morphologique saisonnière de la plage aux conditions hydrodynamiques et glacielles (profil d'accumulation l'été et d'érosion l'automne). Les mouvements sédimentaires l'hiver présentent de fortes variations interannuelles : l'impact des tempêtes hivernales est contrôlé par la couverture de glace de mer et la présence d'un pied de glace protégeant la plage, qui varient d'une année sur l'autre. Enfin, malgré la rétention partielle de la dérive littorale grâce aux épis, ces derniers peinent à mitiger l'apport sédimentaire restreint par l'enrochement situé en amont dans le sens de la dérive littorale, ne permettant pas de maintenir sur la plage le volume de recharge initial : les dernières photographies aériennes et les variations récentes de volumes de plage, montrent que la flèche continue à éroder. Ceci soulève l'importance des recharges de plage répétées dans le temps. -- Mot(s) clé(s) en français : Morphodynamique de plage, trait de côte, érosion côtière, flèche littorale, épis, enrochement, recharge de plage, profil de plage. --
ABSTRACT : Littoral spits are naturally dynamic environments modeled by sediment supply, hydrodynamic agents, storm and flood events. The sand spit beach closing the Hope Town coastal lagoon (Chaleur Bay, Gulf of St. Lawrence) shows critical signs of erosion since the dismantlement of a jetty in the late 1960's, endangering the main coastal highway crossing the spit. After several efforts aiming to stabilize the spit including construction and extension of a riprap, a beach nourishment was carried in 2012 coordinated with the construction of a groin field resisting winter conditions. This thesis explores the impact of a groin field on the morphological behavior of a sand spit beach under cold climate, where glacial processes play an essential role on beach morphology and hydrodynamics. Long-term evolution of this coastal region was analysed using aerial imagery from 1963 to 2018. Hydrodynamic, granulometric and RTK-DGPS topographic data were collected from 2017 to 2020 to assess the morphosedimentary variations of the post-nourished beach. Results show the sand spit recorded a mean retreat rate of -0.65 m/year over the studied period, which is much higher than the neighbouring coast segments. Highest retreat rates were observed during the 15 years after the jetty dismantlement (-1.13 m/yr), then they decreased before increasing again to -1.07 m/yr during the 2007-2018 period, despite the 2012-beach nourishment. Elevation models show the seasonal morphological adaptation of the beach to hydrodynamic and glacial conditions (summer accretive profile and fall erosive profile). Sediment movements during winter exhibit important interannual variations as the impact of winter storms is controlled by sea-ice cover and presence of the ice-foot shielding the beach, varying from year to year. Moreover, despite partial longshore drift entrapment by the groins, the structures struggle to mitigate the sediment supply deficit induced by the riprap located updrift, and could not maintain on the beach the sediment volume added by the 2012-nourishment. The latest aerial photographs and recent beach volume variations indeed show the Hope Town sand spit is still eroding. These results highlight the importance of repeated beach feeding operations. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Beach morphodynamics, coastline change, erosion, sand spit, groin, riprap, beach feeding, beach profile
Trajectoires de la vulnérabilité aux inondations dans les bassins versants des rivières Cascapédia et Petite Cascapédia à l'est du Québec
Get PDFRÉSUMÉ : Les inondations dans la MRC de Bonaventure, à l'instar des inondations de 2017 et de 2019 aux Québec, amènent à repenser les politiques de gestion préventive des inondations dans les municipalités mais il est nécessaire de revisiter le passé pour mieux anticiper le futur. A l'heure actuelle, aucune étude dans la MRC de Bonaventure n'a abordé la trajectoire de la vulnérabilité aux inondations. Le projet de recherche avait pour objectif d'évaluer l'évolution spatio-temporelle de la vulnérabilité aux inondations dans la MRC de Bonaventure plus précisément dans les bassins versants des rivières Cascapédia et petite Cascapédia. Cette recherche s'est particulièrement intéressée à : - 1) - identifier les indicateurs de vulnérabilité aux inondations les plus pertinents et leurs interactions et - 2) - comprendre la trajectoire de la vulnérabilité aux inondations dans le temps. La méthode indicielle a permis de calculer les indices de vulnérabilité par addition d'indicateurs pondérés dans l'analyse de la trajectoire de la vulnérabilité pour les années 1986, 1996, 2006 et de 2016 à partir de 43 indicateurs sélectionnés, adaptés au contexte de la zone d'étude et validés par la MRC de Bonaventure. L'évaluation de la trajectoire de la vulnérabilité aux inondations révèle que les variables socio-économiques sont les plus importantes contribuant à faire varier la vulnérabilité dans le temps dans les corridors fluviaux des rivières Cascapédia et petite Cascapédia. Cette étude expose le caractère dynamique, temporel et transformationnel de la vulnérabilité. Les cartographies de vulnérabilité générées en maillages de 200 m x 200 m et les enquêtes sur le terrain ont permis de mieux appréhender les changements globaux qui ont contribué à l'évolution de la vulnérabilité aux inondations et de comprendre la nature de la vulnérabilité aux inondations. Cette analyse permettra aux décideurs d'anticiper le futur pour une planification concrète de l'adaptation et des mesures de prévention. La trajectoire de la vulnérabilité se présente alors comme un outil de prévention et de prospection pour les décideurs. Elle permet d'appréhender la vulnérabilité du passé, comprendre la vulnérabilité du présent et anticiper sur la vulnérabilité du futur. -- Mot(s) clé(s) en français : Trajectoire, vulnérabilité, inondation, indice de vulnérabilité, gestion préventive. --
ABSTRACT : The floods in the MRC of Bonaventure, like the floods of 2017 and 2019 in Quebec, lead to a rethink of the preventive flood management policies in the municipalities, but it is necessary to revisit the past to better anticipate the future. At present, no study in the MRC of Bonaventure has addressed the trajectory of vulnerability to flooding. The objective of the research project was to assess the spatio-temporal evolution of vulnerability to flooding in the MRC of Bonaventure, more specifically in the watersheds of the Cascapedia and Petite Cascapedia rivers. This research was particularly interested in: - 1) - identifying the most relevant flood vulnerability indicators and their interactions and - 2) - understanding the trajectory of flood vulnerability over time. The index method made it possible to calculate the vulnerability indices by adding weighted indicators in the analysis of the trajectory of vulnerability for the years 1986, 1996, 2006 and 2016 from 43 selected indicators, adapted to the context of the study area and validated by the MRC of Bonaventure. The evaluation of the trajectory of vulnerability to flooding reveals that socio-economic variables are the most important contributing to varying vulnerability over time in the fluvial corridors of the Cascapedia and Petite Cascapedia rivers. This study exposes the dynamic, temporal and transformational character of vulnerability. The vulnerability maps generated in 200 m x 200 m grids and the field surveys have made it possible to better understand the global changes that have contributed to the evolution of vulnerability to floods and to understand the nature of vulnerability to floods. This analysis will allow decision-makers to anticipate the future for concrete planning of adaptation and prevention measures. The trajectory of vulnerability is then presented as a prevention and prospecting tool for decision-makers. It makes it possible to apprehend the vulnerability of the past, to understand the vulnerability of the present and to anticipate the vulnerability of the future. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Trajectory, vulnerability, flooding, vulnerability index, preventive management
Étude et conception d'un modèle numérique pour la simulation de l'hybridation pneumatique d'un moteur diesel par un moteur électrique
Get PDFRÉSUMÉ : Durant les deux dernières décennies l'environnement industriel a fortement évolué. Désormais on n'est plus dans l'époque où la demande dépassait l'offre. Actuellement, l'offre est nettement supérieure à la demande, les clients, sont de plus en plus exigeants, et réclament le choix, la qualité, et des délais raisonnables pour les produits qu'ils achètent. Cette situation a abouti à une complexification de la production. Les entreprises cherchent à améliorer et à mieux gérer leurs productions tout en diminuant les coûts : il s'agit donc de mieux produire. Parmi les éléments qui méritent une attention particulière, on peut citer les générateurs Diesel. C'est dans ce cadre que s'inscrit mon Projet de mémoire qui vise l'amélioration de l'efficience du Moteur Diesel en appliquant un système de suralimentation basés sur l'utilisation de l'air comprimé par un compresseur électrique afin d'obtenir le rendement optimal de moteur en diminuant la consommation de carburant et en améliorant les performances et le comportement dynamique. Le but consiste à concevoir un outil informatique facilitant la conception d'une amélioration des générateurs Diesel et d'augmenter le taux de pénétration des énergies renouvelables dans le système énergétique des collectivités éloignées qui permet d'afficher les différents paramètres et diverses exploitations. -- Mot(s) clé(s) en français : moteur diesel, hybridation pneumatique, turbocompresseur électrique, puissance, couple, charges, consommation. --
ABSTRACT : Over the last two decades, the industrial environment has changed considerably. Nowwe are no longer in the era when demand exceeded supply. At present, the supply is much higher than demand, the customers, are more and more demanding, and demand choice, quality, and reasonable deadlines for the products they buy. This situation has led to an increase in production. Businesses are looking to improve and better manage their production while reducing costs: it is therefore a question of producing better. Among the elements that deserve particular attention are diesel generators. It is within this framework that my Memory Project aims to improve the efficiency of the Diesel engine by applying a supercharging system based on the use of compressed air by an electric compressor to obtain optimal engine efficiency by reducing fuel consumption and improving performance and dynamic behavior. The goal is to design a computer tool to facilitate the design of an upgrade of diesel generators and to increase the rate of penetration of renewable energies into the energy system of remote communities that allows to display the different parameters and various operations. -- Mot(s) clé(s) en anglais : diesel engine, pneumatic hybridization, electric turbocharger, power, torque, loads, consumption
Vulnérabilité et résilience à l'érosion côtière des communautés isolées de la Basse-Côte-Nord
Get PDFRÉSUMÉ : Cette étude présente une évaluation et une analyse de la vulnérabilité et de la résilience à l'érosion côtière de quatre communautés côtières isolées de la Basse- Côte-Nord, au Québec, soit Kegaska, Unamen Shipu, Chevery et Blanc-Sablon. Cette évaluation se fait, entre autres, par le biais d'un indice de vulnérabilité à l'érosion côtière. Cet indice combine plusieurs variables, autant de nature géophysique, sociale, économique, environnementale, que de variables liées à l'adaptation des communautés, telles que la capacité à faire face, la prévention, la gestion de crise et la gouvernance. Il considère des enjeux exposés à l'érosion côtière sur un horizon de temps actuel (2020) et avec une projection de 50 ans (2070). L'approche utilisée permet d'identifier les principales zones à risque d'érosion, mais aussi de comprendre les facteurs dominants qui rendent ces zones plus vulnérables. Par l'entremise de cette approche, certaines zones sont déclarées plus vulnérables à l'érosion côtière en raison des enjeux qui y sont présents. Par exemple, dans la plupart des secteurs plus vulnérables, plusieurs réseaux d'infrastructures tels que les réseaux routiers, hydro- électriques, de la téléphonie et de l'aqueduc pourraient être affectés par l'érosion côtière. Une enquête a été menée à l'été 2019 auprès des communautés étudiées et des entretiens semi-dirigés ont été réalisés avec les gestionnaires des communautés afin d'intégrer leur savoir, de connaître leur perception des risques côtiers et d'identifier les mesures d'adaptation mises en place. Les connaissances acquises via l'indice, l'enquête et les entretiens semi-dirigés ont permis d'avoir une meilleure compréhension de la vulnérabilité à l'érosion côtière des communautés étudiées et de proposer des mesures d'adaptation afin qu'elles puissent améliorer leur résilience à l'érosion côtière. L'influence de l'isolement des sites étudiés sur leur vulnérabilité a aussi été soulignée en marquant quelques aspects positifs et négatifs de celle-ci. Le développement de l'indice de vulnérabilité à l'érosion côtière conjuguée à l'analyse de l'enquête permettra d'aider les communautés à réduire leur vulnérabilité aux aléas côtiers dans un contexte d'isolement et aux autorités à faire des choix d'adaptation éclairés. -- Mot(s) clé(s) en français : indice de vulnérabilité, érosion côtière, communautés isolées, adaptation, vulnérabilité, résilience. --
ABSTRACT : This study presents an assessment and an analysis of the vulnerability and resilience to coastal erosion of four remote coastal communities on the Lower North Shore of Quebec which are Kegaska, Unamen Shipu, Chevery and Blanc-Sablon. This assessment is carried out via a vulnerability index to coastal erosion. This index combines several variables, of a geophysical, social, economic and environmental nature, as well as variables linked to the adaptation of communities. The index takes into account the stakes exposed to coastal erosion on the current horizon (2020) and for a 50-years projection (2070). This approach allows to identify the main areas at risk of erosion and to understand the dominant factors which make these areas more vulnerable. Through this approach, some areas can be identified as being more vulnerable because of the presence of assets at risk. For example, in most of the more vulnerable sectors, several infrastructure networks such as road, hydroelectric, telephone and water networks could be affected by coastal erosion. A survey was carried out in summer 2019 among the communities studied and semi-structured interviews were carried out with the managers of the communities. The results helped us to integrate their knowledge, to know their coastal risk perceptions and to identify the adaptation measures already in place. The knowledge acquired through the index, the survey and the semi-structures interviews made it possible to gain a better understanding of the vulnerability to coastal erosion. It also helped us propose adaptation measures to the communities studied so that they can improve their resilience to coastal erosion. The remoteness of the studied sites influences their vulnerability. Some negative and positive aspect of their remoteness are highlighted. The development of the coastal erosion index combined with the analysis of the survey will help the communities to reduce their vulnerability to coastal hazards in a remote context. It will also help the authorities to make enlightened adaptation choices. -- Mot(s) clé(s) en anglais : vulnerability index, coastal erosion, remote communities, adaptation, vulnerability, resilience
Progrès vers la synthèse totale de produits naturels de type dibenzofurane isolés du lichen nordique Stereocaulon paschale
Get PDFRÉSUMÉ : Le Nunavik dissimule une diversité moléculaire unique, pourtant peu étudiée. Celle-ci résulte du métabolisme des organismes confrontés aux stress biotiques et abiotiques du climat nordique (froid, rayonnement UV, compétition, etc.). Toutefois, cette richesse moléculaire est actuellement menacée sous l'effet des changements climatiques. En réponse à cette urgence d'étudier la composition chimique du Nord-du-Québec, une étude phytochimique du lichen Stereocaulon paschale a été menée et a conduit à l'isolation de 13 métabolites lichéniques, dont deux dibenzofuranes inédits. Bien que ces deux nouvelles molécules appartiennent à une classe présentant plusieurs activités biologiques d'intérêt, une faible disponibilité par isolation limite leur étude. C'est dans cette optique que notre groupe s'est intéressé au développement d'une voie de synthèse totale donnant accès à ces deux dibenzofuranes inédits, ainsi qu'à quatre analogues, afin de les rendre plus accessibles. De plus, nous voulions par le fait même développer une stratégie de synthèse polyvalente qui ouvrirait la voie à la préparation de plusieurs autres produits naturels appartenant à cette classe. La stratégie de synthèse envisagée est convergente et comprend deux étapes clés. Premièrement, une liaison carbone-carbone a été générée entre deux noyaux aromatiques préalablement fonctionnalisés, via un couplage croisé de Suzuki-Miyaura. Cinq précurseurs monoaromatiques ont été préparés en vue de cette étape, soit trois bromures d'aryle (synthons Ouest) et deux acides arylboroniques (synthons Est). Ensuite, le motif furane a été créé via une réaction d'O-arylation intramoléculaire. Jusqu'à présent, les trois synthons Ouest ont été préparés avec des rendements globaux variant entre 39 et 60 %. Au niveau des synthons Est, l'un d'eux a été préparé avec un rendement global de 46 %, alors que l'autre est disponible commercialement. Le couplage de Suzuki-Miyaura a permis jusqu'à maintenant d'accéder à quatre des six 2-arylphénols ciblés, avec des rendements non optimisés variant entre 15 et 56 %. Finalement, un essai préliminaire pour la cyclisation par O-arylation a permis d'accéder à un premier dibenzofurane avec un rendement de 5 %. En bref, nous sommes en mesure d'affirmer que l'approche mise de l'avant s'applique bel et bien à la synthèse de dibenzofuranes complexes. Cependant, un important travail d'optimisation des étapes clés demeure à accomplir. -- Mot(s) clé(s) en français : O-arylation intramoléculaire, couplage croisé de Suzuki-Miyaura, synthèse totale, dibenzofuranes, produits naturels, molécules bioactives, lichen, écosystème subarctique, Nunavik. --
ABSTRACT : Nunavik conceals a unique molecular diversity, yet scarcely studied. This results from the metabolic response of organisms confronted with northern climate biotic and abiotic stress (cold, UV radiation, competition, etc.). However, this molecular richness is now threatened by the effect of climate change. In response to this emergency to study the chemical composition of the Nord-du-Québec, a phytochemical study of the lichen Stereocaulon paschale was conducted and led to the isolation of 13 lichen metabolites, two of which were new dibenzofurans. Although these compounds showed some bioactivity in preliminary assays, their low abundance limited their study. In order to solve this abundance issue, our group decided to work on the total synthesis of those two dibenzofurans natural products, as well as four other analogues. In a way to allow an easier general access to this class of molecules, we also wished to design a versatile synthetic route towards heavily functionalized dibenzofurans. The planned synthetic strategy is convergent and involves two key steps. First, a carbon-carbon bond was generated between two previously functionalized aromatic rings via a Suzuki-Miyaura cross-coupling. Five aromatic precursors must be prepared for this step: three aryl bromides (West synthons) and two arylboronic acids (East synthons). Afterwards, the furan moiety will be created via an intramolecular O-arylation reaction. So far, the three aryl bromides have been prepared with overall yields between 39 and 60 %. For the two arylboronic acids, one has been prepared with an overall yield of 46 %, while the second one is commercially available. Suzuki-Miyaura cross-coupling provided access to four out of the six 2-arylphenols with an unoptimized yield between 15 and 56 %. Finally, a preliminary experiment with the O-arylation cyclization reaction provided access to a first dibenzofuran with a yield of 5 %. In summary, we can affirm that our proposed approach does lead to complex dibenzofuran synthesis. However, significant optimization works of the two key steps remain to be done. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Intramolecular O-arylation, Suzuki-Miyaura reaction, total synthesis, dibenzofurans, naturals products, bioactive compounds, lichen, subarctic ecosystems, Nunavik
Elevated temperature and carbon dioxide levels alter growth rates and shell composition in the fluted giant clam, Tridacna squamosa
Get PDFGiant clams produce massive calcified shells with important biological (e.g., defensive) and ecological (e.g., habitat-forming) properties. Whereas elevated seawater temperature is known to alter giant clam shell structure, no study has examined the effects of a simultaneous increase in seawater temperature and partial pressure of carbon dioxide (pCO2) on shell mineralogical composition in these species. We investigated the effects of 60-days exposure to end-of-the-century projections for seawater temperature (+ 3 °C) and pCO2 (+ 500 µatm) on growth, mineralogy, and organic content of shells and scutes in juvenile Tridacna squamosa giant clams. Elevated temperature had no effect on growth rates or organic content, but did increase shell [24Mg]/[40Ca] as well as [40Ca] in newly-formed scutes. Elevated pCO2 increased shell growth and whole animal mass gain. In addition, we report the first evidence of an effect of elevated pCO2 on element/Ca ratios in giant clam shells, with significantly increased [137Ba]/[40Ca] in newly-formed shells. Simultaneous exposure to both drivers greatly increased inter-individual variation in mineral concentrations and resulted in reduced shell N-content which may signal the onset of physiological stress. Overall, our results indicate a greater influence of pCO2 on shell mineralogy in giant clams than previously recognized
Optimisation des performances des éoliennes par un contrôle hybride sur les vibrations et le givre
Get PDFRÉSUMÉ : Les énergies renouvelables ont attiré beaucoup d'attention dans les dernières décennies comme étant une solution verte pour pallier le problème du réchauffement climatique et ses effets catastrophiques sur toutes les espèces vivantes. Parmi ces énergies renouvelables, l'énergie éolienne a pu se démarquer dans les dernières années par des investissements et recherches visant à améliorer le coût et le rendement. Cependant, les conditions météorologiques, surtout dans le climat nordique comme le Canada, rendent difficile l'intégration de cette technologie. En effet, les conditions nordiques favorisent les vibrations des pales d'éoliennes et l'accumulation du givre sur la surface. Ces deux problèmes peuvent engendrer une perte d'efficacité importante de l'éolienne, des arrêts non planifiés, et même la destruction de la pale. Cette thèse présente une solution innovante pour optimiser les performances d'une éolienne dans les conditions météorologiques favorisant l'accumulation du givre et la vibration. Cette solution consiste à utiliser des petites plaques des matériaux piézoélectriques (PZT) ajoutés sur la surface de la pale pour contrôler sa vibration d'une part, et de générer des ondes ultrasonores d'une autre part, qui se propagent dans la structure et cassent l'adhésion entre la pale et le givre. Une étude bibliographique a été menée pour comprendre les phénomènes de vibration et de givrage ainsi que pour identifier les technologies de pointe utilisées pour contrôler les vibrations des pales et lutter contre le givre. Un modèle d'équivalence a été développé pour approximer la réponse vibratoire de la pale par celle d'une poutre ou d'une plaque plane équivalentes. Ainsi, la poutre équivalente trouvée a servi pour développer un modèle analytique complet sur Matlab, pour la vibration du système incluant l'amortissement de la poutre et les limites physiques des actionneurs PZT ajoutés. La loi de contrôle choisie est le PID (Proportional Integral Derivative). Une optimisation complète a été accomplie à l'aide de l'algorithme génétique (GA) pour déterminer les paramètres de la poutre tels que le coefficient d'amortissement, le meilleur emplacement de la paire actionneur/capteur PZT et les paramètres de la loi de contrôle. Les résultats pour le contrôle de vibration montrent une efficacité importante des matériaux piézoélectriques dans l'élimination rapide des vibrations. L'efficacité de ce système pour le contrôle des vibrations a été étudiée expérimentalement et des réductions importantes du niveau des vibrations ont été obtenues. Nous présentons aussi une étude de cas sur l'application de ces éléments dans le contrôle de vibration des navires. D'autre côté, des simulations numériques sont faites via COMSOL Multiphysics sur le modèle de la pale avec des actionneurs PZT placés dans la même position que celle obtenue pour le contrôle de vibration. La bonne fréquence d'excitation de l'actionneur a été calculée, et le voltage de l'alimentation de l'actionneur en utilisant cette fréquence a démontré sa capacité de générer des efforts transversaux XZ assez importants capables de casser l'adhérence entre la surface de la plaque et le givre. En résumé, cette thèse a validé le concept proposé portant sur l'efficacité des matériaux piézoélectriques comme un système de contrôle de vibration et de dégivrage. --
ABSTRACT : Renewable energies have attracted a lot of attention in the last decades as a green solution to the problem of global warming and its catastrophic effects on all living species. Among these renewable energies, wind energy has been able to stand out in the last few years due to investments and research aimed at improving cost and efficiency. However, weather conditions, especially in northern climates such as Canada, make it difficult to integrate this technology. Indeed, northern conditions favor vibrations of wind turbine blades and ice accretion on the surface. These two problems can lead to a significant loss of efficiency of the wind turbine, unplanned shutdowns, and even the destruction of the blade. This thesis presents an innovative solution to optimize the performance of a wind turbine in weather conditions that favor ice accretion and vibration. This solution consists in using small plates of piezoelectric materials (PZT) added on the surface of the blade to control its vibration on the one hand, and to generate ultrasonic waves on the other hand, which propagate in the structure and break the adhesion between the blade and the ice. A literature review was conducted to understand the phenomena of vibration and icing as well as to identify the state-of-the-art technologies used to control blade vibrations and icing. An equivalence model was developed to approximate the vibration response of the blade by that of an equivalent beam or flat plate. Thus, the equivalent beam found was used to develop a complete analytical model on Matlab, for the system vibration including the damping of the beam and the physical limits of the added PZT actuators. The chosen control law is the PID (Proportional Integral Derivative). A complete optimization was performed using the Genetic Algorithm (GA) to determine the beam parameters such as the damping coefficient, the best location of the PZT actuator/sensor pair and the control law parameters. The results for vibration control show significant effectiveness of piezoelectric materials in quickly eliminating vibrations. The effectiveness of this system for vibration control has been studied experimentally and significant reductions in vibration levels have been achieved. We also present a case study on the application of these elements in the vibration control of ships. On the other hand, numerical simulations are done via COMSOL Multiphysics on the blade model with PZT actuators placed in the same position as the one obtained for the vibration control. The correct actuator excitation frequency was calculated, and the actuator power supply voltage using this frequency demonstrated its ability to generate fairly large transverse XZ forces capable of breaking the adhesion between the plate surface and the ice. In summary, this thesis validated the proposed concept of the effectiveness of piezoelectric materials as a vibration and de-icing control system. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Wind turbine, renewable energy, vibration control, de-icing, optimization, genetic algorithm, piezoelectric materials