Les pratiques agroécologiques dans les exploitations agricoles urbaines et périurbaines pour la sécurité alimentaire des villes d'Afrique subsaharienne

Les villes d’Afrique subsaharienne devront faire face à de grands phénomènes complexes dans les prochaines décennies : une forte croissance démographique, une demande alimentaire croissante, des impacts des changements climatiques, une augmentation des problématiques environnementales dues aux activités humaines en développement. Les difficultés de gestion de ces grands phénomènes s’ajouteront aux problématiques économiques, politiques, alimentaires, législatives, sanitaires et sociales déjà omniprésentes à différentes échelles dans les villes d’Afrique subsaharienne. L’ensemble de ces défis et ces contraintes nuit au développement des activités agricoles urbaines et périurbaines qui ont peu d’options à leur disposition pour bâtir des systèmes efficaces et productifs dans ces milieux denses et perturbés. Les préoccupations de durabilité et de santé peuvent alors souvent se trouver au bas de la liste de priorité des producteurs. L’agriculture maraîchère urbaine et périurbaine peut cependant offrir plusieurs bénéfices importants pour les citoyens et la gestion écologiques des villes. Elle participe d’une part à l’approvisionnement en aliments frais localement produits pour les citoyens urbains de diverses classes sociales. Elle a des impacts positifs sur la sécurité alimentaire et nutritionnelle ainsi que sur les conditions économiques des ménages à faible revenu. La proximité des marchés et des services urbains offrent aussi des avantages intéressants pour les producteurs qui peuvent écouler leur marchandise hautement périssable sur les marchés urbains et s’approvisionner en intrants dans les commerces et les industries urbaines. Les activités agricoles urbaines et périurbaines présentent cependant des risques pour la santé et la qualité de l’environnement urbain et périurbain puisqu’elles utilisent parfois de grandes quantités d’intrants synthétiques ou des sources de fertilisation inappropriée pour la culture des fruits et légumes. Les dernières décennies de domination d’agriculture conventionnelle nous ont permis d’apprendre que les pratiques tels que l’usage abondant d’intrants chimiques et synthétiques, le lourd travail des sols, l’utilisation d’une faible diversité de cultivars à haut rendement et les techniques d’irrigation inadaptée aux conditions locales engendrent des impacts négatifs importants sur le plan environnemental et écologique. Aujourd’hui, de nombreuses solutions de rechange sont proposées pour remplacer le modèle agricole conventionnel mondial. L’agroécologie fait partie de ces solutions de rechange et propose une vision plus intégrative de l’agriculture. Elle propose une vision des systèmes alimentaires en entier plutôt que des paramètres agricoles qui permettent d’augmenter la production alimentaire. Cet essai explore la possibilité de pratiquer une agriculture urbaine et périurbaine basée selon les principes de cette vision agroécologique dans les villes d’Afrique subsaharienne. Cet essai explore aussi de façon complémentaire l’opportunité que représente cette avenue pour répondre aux besoins alimentaires des villes d’Afrique subsaharienne. Les pratiques agroécologiques proposées et décrites offrent des possibilités différentes de travailler sur les principaux éléments agricoles d’une exploitation urbaine ou périurbaine (e.g. travail du sol, fertilisation, irrigation, protection des cultures, organisation des cultures et du paysage). Les pratiques agroécologiques présentent des possibilités variables de transformer les agroécosystèmes urbains en systèmes durables, équitables, socialement et culturellement sensibles ainsi qu’économiquement viables. Pour évaluer si les pratiques agroécologiques ont un bon potentiel d’application dans un lieu donné, il faut regarder si elles offrent la possibilité de répondre aux besoins et aux contraintes du type de production agricole concerné, des acteurs impliqués et des caractéristiques agroécologiques et environnementales du site d’exploitation. Si ces éléments ne sont pas tenus en compte, les agroécosystèmes ne pourront pas tirer profit au maximum des avantages que représente l’approche agroécologique. L’implication des autorités nationales et internationales, ainsi que des investissements dans le domaine de la recherche et du développement sont essentiels pour arriver à une plus grande adoption de pratiques agroécologiques dans les milieux urbains et périurbains.

Développement d'un système expert appliqué au régime des prêts et bourses du Gouvernement du Québec

Le Régime des Prêts et bourses donne lieu à de nombreuses révisions annuellement par un grand nombre de candidats désireux d'obtenir plus du Gouvernement. Ces nombreuses demandes de révision sont parfois incomplètes, injustifiées, mal documentées et, parfois, elles ne sont même pas présentées, faute d'information. Le projet «Un système expert pour les Prêts et Bourses» tente de résoudre une partie du problème en offrant aux candidats et aux conseillers en milieux scolaires un outil qui permettrait à tous de pouvoir déterminer, facilement et exactement, le montant d'aide espéré. De plus, le prototype présenté explique au candidat les démarches à suivre et les documents nécessaires à une demande de révision si les résultats de son analyse ne correspondent pas avec ceux emmagasinés à Québec. Le prototype utilise les plus récents développements dans le domaine des logiciels commercial sur micro-ordinateurs dans les domaines suivants: bases de données et systèmes experts. Grâce à un mariage de programmation conventionnelle et de règles d'expertise, le système permet de définir rapidement la situation d'un candidat et de lui indiquer exactement ce à quoi il peut s'attendre du gouvernement. Le prototype a atteint ses objectifs principaux et il est fonctionnel. Son sort, en fonction des perfectionnements qu'il nécessite, est maintenant lié aux développements technologiques dans le domaine du matériel et du logiciel. La volonté des intervenants du milieu à mettre à la disposition des candidats un système avant-gardiste, première pierre d'un ensemble intégré de gestion des Prêts et Bourses, influencera aussi son utilisation future. Chose certaine, il est maintenant pensable de mettre au point des applications pratiques relativement complexes grâce à la technologie des systèmes experts et des bases de données et ce, sur micro-ordinateurs.

Les différences et les similarités au niveau du comportement de consommation des immigrants de Chine, de Hong-Kong et de Taiwan au Québec

La culture est un facteur fondamental déterminant du comportement de l'être humain. Chacun de nous est le produit de sa culture (Wilkie 1986). Elle nous fournit un ensemble de valeurs, de normes et de formes de comportement, apprises et partagées par les membres d'une société et transmises de génération en génération (Petrof 1988). Une culture évolue avec l'environnement. Les systèmes économiques et politiques et le niveau technologique contribuent à l'évolution de l'environnement. Une culture comprend ordinairement plusieurs sous-cultures. Une sous-culture peut être définie comme un groupe d'individus dont les normes et les valeurs sont différentes de celles qu'on retrouve à l'intérieur de la culture globale dont elle fait partie (Dussart 1983; Petrof 1988). Il y a un certain nombre de caractéristiques qui peuvent définir une sous-culture dans une culture: - l'origine ethnique ou l'ethnicité (par exemple, les sous-cultures française, italienne et chinoise au Canada); - les groupes religieux (par exemple, les juifs et les catholiques); - la situation géographique (par exemple, au Canada, les provinces de l'ouest, les provinces de l'est et celles de l'atlantique); - la race (par exemple, les noirs).

Quelles sont les principales sources de stress négatif chez les employées et employés de soutien administratif de la région de Rimouski?

Le secteur administratif se veut la scène d'innombrables transformations dont certaines affectent en profondeur la nature même des tâches et fonctions du personnel. Les travailleuses et travailleurs de bureau subissent, entre autres, les conséquences de ce remue-ménage quasi permanent dont l'informatique constitue l'un des principaux éléments bouleversants. Constamment en évolution, donc en changement, les individus doivent adapter leurs méthodes de travail, leurs horaires et leurs tâches de manière à répondre aux besoins des gestionnaires, eux-mêmes tributaires de systèmes économiquement et socialement instables. Devant cet état de fait, nous nous sommes demandé comment réagissait le personnel de soutien administratif. Partant du principe que de fréquentes innovations engendrent un haut niveau de stress, nous avons voulu identifier les principaux facteurs qui influencent négativement cette catégorie d'employées et employés. Pour ce faire, nous avons mené une recherche descriptive dont la population s'est limitée à la région de Rimouski. Après avoir effectué une revue de la littérature traitant de la problématique du stress et des conditions de travail en général, nous avons sélectionné 17 facteurs de stress et les avons analysés selon cinq variables précises et une classification préétablie de répondantes et de répondants. Les résultats obtenus indiquent qu'effectivement certains éléments causent et entretiennent un niveau de stress qualifié de négatif chez le personnel de soutien et ce, indépendamment des variables étudiées. Comme peu d'études se sont intéressées aux travailleuses et travailleurs de bureau jusqu'à ce jour, nous faisons un peu figure de pionnière et constatons que les pistes de recherche fourmillent pour qui veut connaître davantage les problèmes relatifs au stress chez le personnel de soutien administratif et y remédier éventuellement.

Les formes d’organisation utilisées pour développer des synergies d’écologie industrielle et territoriale : propositions de positionnement pour Électricité de France (EDF)

L’objectif de cet essai est d’analyser les freins et leviers à la mise en place de synergies d’écologie industrielle et territoriale, afin de suggérer comment l’entreprise Électricité de France pourrait contribuer à leur développement. Historiquement, les échanges de flux interentreprises se faisaient déjà de manière autonome, pour des raisons économiques et pratiques. Aujourd’hui, avec l’essor de l’économie circulaire, de plus en plus d’acteurs soutiennent la mise en place de projets organisés par un tiers acteur. L’aspiration de ces démarches est de rassembler des acteurs économiques et territoriaux, dans le but d’identifier des pistes de collaborations et de trouver des solutions locales pour valoriser les flux de matière et d’énergie au sein d’un territoire. La mise en place de ces projets, permettant l’optimisation des systèmes productifs et la réalisation de gains économiques, environnementaux et sociaux, bénéficie d’ailleurs d’un certain soutien institutionnel. Toutefois, il existe encore des freins au développement d’une écologie industrielle et territoriale mature en France. Les échanges de flux créent notamment des liens d’interdépendance entre les acteurs. Dans ce contexte, comment les acteurs peuvent-ils s’organiser pour développer de nouvelles synergies ? Différents leviers peuvent être mobilisés dans le cadre de projets d’écologie industrielle et territoriale. Les subventions publiques et le financement participatif sont des appuis financiers avantageux. Une évolution de la réglementation concernant les entreprises habilitées à traiter des déchets, ainsi que le recours à la procédure de sortie de statut de déchet pourraient faciliter la mise en place de synergies. De plus, faire réaliser des études techniques par des acteurs spécialisés et construire de nouvelles structures adaptées permettraient de répondre aux besoins de valorisation grandissants. Aussi, une contractualisation appropriée des échanges permet de mieux gérer les liens d’interdépendance et de formaliser les ententes issues d’échanges transparents entre les acteurs. Enfin, la sensibilisation et l’instauration d’une dynamique collaborative auprès des parties prenantes, ainsi que des échanges réguliers entre les acteurs, favorisent leur implication et leur motivation. L’aboutissement des démarches organisées par un tiers acteur, aujourd’hui fortement incitées par les collectivités locales, ambitionne d’instaurer une dynamique collaborative entre les acteurs publics et privés des territoires, afin de provoquer l’organisation de synergies autonomes sur le long terme. L’évolution du contexte institutionnel semble être favorable au développement futur de nouvelles synergies. Toutefois, cet avancement doit aussi être accompagné par des solutions d’écoconception et d’économie de la fonctionnalité, tel que planifié dans la stratégie nationale de l’économie circulaire. Finalement, un enjeu humain majeur à aborder consiste à la sensibilisation du public et des industriels afin de susciter leur engagement. L’entreprise Électricité de France, disposant de ressources substantielles, pourrait fortement contribuer à cet accomplissement, en développant des offres innovantes et en trouvant des pistes de collaboration avec ses clients. Le renforcement de son image de marque lui permettrait de légitimer sa position d’acteur central dans la transition énergétique, de participer au développement industriel et territorial durable et de gagner en compétitivité, tout en méritant la confiance du public.

La satisfaction des étudiants envers différentes formes de participation de parents volontaires dans une classe de 3e année primaire

L'éducation des enfants prend une large part des préoccupations de notre société québécoise. Assumée presqu'entièrement par les parents jusqu'à l’entrée de l'enfant à l’école, il existe, par la suite, des controverses au sujet du partage de sa responsabilité. Les parents demeurent les premiers éducateurs de l'enfant mais le cadre scolaire offre d'autres possibilités pour compléter sa formation. Jusqu'où les parents peuvent-ils pénétrer le milieu scolaire? et, où s'arrêtent les droits des professionnels de l'école? La discussion est toujours ouverte et depuis longtemps. La participation des parents, dans les politiques éducatives de l'état, comporte un débat actuellement en force. Les recherches dans ce domaine sont relativement récentes. Comme le note Sara L. Lightfoot (1978), les sociologues se sont attardés à l'étude de l’organisation, de la formation des systèmes sociaux et très peu aux relations de l'un à l'autre système. En éducation, ajoute-t-elle, quand des auteurs se penchent sur la liaison entre la famille et l’école, ils ont tendance à se concentrer sur les dissonances et les problèmes qui se dégagent de leurs relations. C'est ce que nous avons constaté lors de notre revue de littérature et plusieurs des recherches citées sont de cet ordre. Mais, d'autres chercheurs axent leurs recherches sur une tangente positive; la participation des parents devient un apport possible au développement académique et social de l'enfant. Ils étudient ce problème sous plusieurs aspects et, malgré certaines prises de positions distinctes les unes des autres tous affirment qu'il est profitable et même nécessaire à l’enfant que ses parents s'intéressent à son vécu scolaire. [...]

Pour une approche écologique afin d’étudier le décrochage scolaire : une recherche évaluative qualitative de certains projets à la Commission scolaire catholique de Sherbrooke

Le décrochage scolaire prend des proportions alarmantes au Québec depuis 1986. Comment l'État et les Commissions scolaires peuvent-ils, tout en favorisant l'autonomie de l'école, mettre en branle un plan d'intervention global et efficace? Une évaluation qualitative de onze projets et ayant comme cadre l'approche écologique nous a permis de constater jusqu'à quel point l'école est devenue dépersonnalisée. Les jeunes en difficulté d'apprentissage ou d'intégration s'y sentent marginalisés et une majorité des autres se trouvent dévalorisés, infantilisés, laissés pour compte. Les décisions concernant le fonctionnement, les programmes et l'encadrement sont prises selon une approche verticale n'impliquant pas les principaux acteurs: les élèves. Une intervention ciblant un seul système (élèves ou parents) ne peut réussir à contrer ce phénomène multicausal; elle risque d'être un cataplasme inefficace. Une action décentralisée s'impose; elle nécessite la concertation de toutes les composantes des systèmes impliqués et les jeunes doivent y être partie prenante, le tout supporté par la communauté, la commission scolaire, le gouvernement.

L'effet du ludisme et de la propension à innover sur l'étendue de l'utilisation des systèmes de soutien a l'enseignement

Cette étude vise à identifier les caractéristiques des usagers qui les amèneraient à mieux utiliser ou à utiliser de façon plus innovatrice les technologies de l'information mises à leur disposition. Afin de répondre à cet objectif, nous étudierons, en particulier, le rôle de deux traits de personnalité (le ludisme informatique et la propension innover) comme facteurs qui influencent l’étendue de l’utilisation des logiciels de soutien à l'enseignement dans un environnement universitaire. De plus, ces traits de personnalité seront intégrés aux modèles actuels de l’acception et de l’utilisation des systèmes d’information.

L'étude du cheminement de l'enfant de première année du primaire en regard de la conceptualisation des systèmes d'écritures alphabétique et musicale : perspectives parallèles

Considérant les difficultés que les jeunes éprouvent à entrer dans l'écrit et les nombreux bienfaits que la musique apporte à l'être humain, nous avons voulu explorer ce qu'ont en commun l'entrée dans l'écrit et l'apprentissage de la musique. Les deux modèles théoriques qui ont été retenus (Ferreiro, 2000; Upitis, 1992) nous permettent de comprendre que les enfants conceptualisent chacun des systèmes d'écriture en traversant quatre principaux niveaux. Pour connaître le niveau de conceptualisation des systèmes d'écritures alphabétique et musicale (SEA et SEM) et leur évolution en cours d'année scolaire, 32 sujets provenaient de classes régulières et 20 de classes spéciales (difficultés langagières), tous de premier cycle du primaire, ont passé un test à trois reprises (octobre, février et avril). Les résultats démontrent entre autres que les élèves qui sont plus avancés dans leur conceptualisation du SEA le sont également dans celle du SEM en début d'année scolaire.

Évolution des systèmes d'élevage dans les steppes du Maghreb : enjeux et perspectives

L’objectif de cet essai est d’analyser les forces, faiblesses, menaces et opportunités des systèmes d’élevage du Maghreb en territoire steppique, afin de proposer des pistes d’évolution vers un système durable. Le pastoralisme en steppe, comme ailleurs, repose sur la disponibilité fourragère des pâturages, qui permet de nourrir les animaux. Or, le Maroc, l’Algérie et la Tunisie rencontrent actuellement des difficultés pour exercer cette pratique : les ressources naturelles des parcours diminuent à la fois en surface et en productivité, tandis que le cheptel augmente pour répondre à la demande alimentaire des populations grandissantes. La pâture ne permet plus de satisfaire les besoins des troupeaux. Les éleveurs sont donc obligés d’apporter des complémentations alimentaires au cheptel, notamment de l’orge en grain. De ce fait, les systèmes d’élevage sont devenus dépendants du marché des compléments. Dans ces conditions, comment assurer une activité d’élevage en steppe sur le long terme ? Les pratiques de restauration et de réhabilitation des parcours dégradés, comme la mise en défens, le pâturage différé ou les plantations pastorales, ainsi que d’autres modes de conduite des animaux peuvent limiter la diminution du couvert végétal. Aussi, les sous-produits agro-industriels tels que les grignons d’olives ou la pulpe de tomates semblent offrir une certaine alternative pour nourrir les animaux. Ils peuvent remplacer les apports en orge et différentes techniques permettent leur conservation. Il est également important de renforcer la synergie entre les acteurs pour amener à une gestion durable du territoire steppique. Diverses actions de lutte contre la pauvreté, la désertification, la contrebande et la course à l’appropriation foncière vont également dans le sens de la préservation de l’environnement et du bien-être des sociétés de ces territoires d’élevage. Il s’agit d’un défi de taille, dont les enjeux sont primordiaux pour les populations du Maghreb. Les systèmes pastoraux s’intensifient et les inégalités foncières issues des jeux de pouvoir sociaux creusent la pauvreté en steppe. La complémentation animale est telle qu’on ne peut d’ailleurs plus vraiment parler de pastoralisme. De nos jours, les produits des terres cultivées du monde servent en grande partie à nourrir les animaux d’élevage au lieu d’utiliser les ressources naturelles disponibles de manière raisonnée. Il y a là une incohérence flagrante dans les chaînes de production de viande et les habitudes de consommation. Il serait donc intéressant pour l’avenir des populations de repenser ces mécanismes afin d’aller vers une solidarité socioécologique, au niveau du Maghreb comme au niveau mondial.

La coopérative d’épargne et de crédit : une alternative aux systèmes financiers informels dans le monde rural des pays du tiers-monde : contexte et cas

[…] L'objectif visé est de faire une synthèse des connaissances accumulées sur les systèmes financiers informels du monde rural dans les pays du tiers-monde. Nous procéderons en deuxième lieu à l'application du modèle des coopératives d'épargne et de crédit comme alternative aux circuits financiers informels présents dans les économies à faible revenu. Enfin par l'analyse sommaire d'une C.E.C. située en milieu rural haïtien nous tenterons de justifier notre hypothèse de recherche. Dans cette étude, nous posons l'hypothèse que la coopérative d'épargne et de crédit, lorsqu'elle répond à certaines conditions de base, serait une réelle alternative aux systèmes financiers informels dans le monde rural des pays du tiers-monde. Il serait prétentieux de vouloir décrire tous les systèmes financiers informels rencontrés dans le monde rural des pays du tiers-monde. Aussi en vue de circonscrire le champ de notre étude nous nous sommes limités à analyser le cadre général de l’intermédiation financière dans un échantillon de quelques pays en développement appartenant à trois continents soit l'Afrique, l'Asie et l'Amérique Latine, couvrant les secteurs formel et informel en milieu rural. Dans le but d'atténuer le dualisme financier et son incidence sur le développement, nous proposons comme alternative aux systèmes financiers informels, la formule coopérative. Considérant qu'il y a autant de modèle coopératif de développement qu'il y a de contexte culturel, il nous a semblé important de relever les principales conditions de base pouvant assurer le succès d'une telle intégration. Nous avons choisi de tester la faisabilité de notre choix à travers un cas particulier qui est celui d'une C.E.C. située en milieu semi-rural à 104 Km de la Capitale dans le Département du Sud-Est d'Haïti. […]

Discours d'enseignants de sciences et technologies et de mathématiques du secondaire sur leur compréhension et leurs pratiques de l'interdisciplinarité

Le développement de curriculums moins cloisonnés a fait l'objet des récentes réformes scolaires de plusieurs systèmes éducatifs à travers le monde. Au Québec plus particulièrement, l'interdisciplinarité constitue l'une des principales orientations du Programme de formation de l'école québécoise (Gouvernement du Québec, 2001, 2004, 2007). Si au Québec la question de l'interdisciplinarité abordée sous l'angle des représentations des enseignants a fait l'objet de nombreuses explorations au primaire (Larose, Hasni et Lebrun, 2008; Larose et Lenoir, 1995; Lenoir, Geoffroy et Hasni, 2001; Lenoir, Larose, Grenon et Hasni, 2000; Lenoir, Larose et Laforest, 2001), elle a été très peu explorée au secondaire, plus particulièrement dans le domaine des sciences, technologies et mathématiques. Ce mémoire répond à la question : Quelle compréhension de l'interdisciplinarité se dégage du discours d'enseignants de STM du secondaire et à quelles pratiques de l'interdisciplinarité disent-ils recourir?Le cadre conceptuel a été construit autour du concept de l'interdisciplinarité scolaire (Lenoir et Sauvé, 1998), qu'il a été possible de discuter autour de quatre dimensions permettant de mieux en décrire les pratiques ciblant les dimensions conceptuelle, des finalités, opérationnelle et organisationnelle (Hasni, Lenoir, Larose, Samson, Bousadra et Satiro dos Santos, 2008). Nous avons recouru à une analyse de contenu (Bardin, 2007) afin de dégager le discours des enseignants à l'égard de celles-ci.

Évolution de l'identité professionnelle d'étudiantes de niveaux collégial et universitaire dans le contexte de la réalisation d'un stage en milieu de garde québécois ou international

La présente étude a comme objectif d'évaluer l'impact du stage pratique comme situation d'apprentissage dans le développement de l'identité professionnelle. Le cadre conceptuel fait référence à une perspective interactionniste où transige une dialectique entre le sujet et le monde de la socialisation professionnelle: donc, d'une identité négociée en fonction des valeurs du milieu d'éducation et des intérêts de l'individu. Des mesures de ce construit sont prises en compte avant et après la réalisation du stage, puis sont comparées au construit collectif associé aux milieux de stage. Le choix méthodologique s'est porté vers la méthode Q qui s'avère une approche compatible avec l'étude des systèmes de valeurs des individus (Stephenson, 1953). Ainsi, la technique du Q-Sort consiste en une priorisation impliquant un tri d'énoncés de nature qualitative. Le traitement statistique permet ensuite d'examiner l'interrelation d'attitudes individuelles privilégiées par un groupe de répondants. L'échantillon se compose de stagiaires en milieux de garde du collégial (n= ll), de niveau universitaire (n=12) et d'éducatrices (n=81 ) provenant du Québec, de la France, de la Belgique et du Mali. Le Q-sort se compose de 79 énoncés distribués selon une répartition quasi-normale à choix forcés dans sept catégories. L'analyse statistique porte sur les matrices inversées de données afin d'évaluer le degré de rapprochement entre les individus dans la priorisation des valeurs en se basant sur les corrélations et les analyses factorielles. Les résultats mettent en évidence le degré de rapprochement entre les systèmes de valeurs des éducatrices québécoises et ceux des intervenants des autres pays. Quant à l'impact du stage sur les étudiantes, celui-ci se traduit par un éloignement, un rapprochement ou un maintien aux valeurs des éducatrices des milieux de garde. L'étude démontre qu'il s'avère possible d'évaluer l'impact de la formation pratique sur les valeurs liées à l'identité professionnelle tant sur le plan qualitatif que quantitatif.

Conception, caractérisation et optimisation de SPAD en technologie Dalsa HV CMOS 0.8 μm pour intégration dans un 3D-SiPM

Résumé : Les photodiodes à avalanche monophotonique (SPAD) sont d'intérêts pour les applications requérant la détection de photons uniques avec une grande résolution temporelle, comme en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. En fait, les matrices de SPAD, souvent appelés photomultiplicateurs sur silicium (SiPM), remplacent graduellement les tubes photomultiplicateurs (PMT) et les photodiodes à avalanche (APD). De plus, il y a une tendance à utiliser les matrices de SPAD en technologie CMOS afin d'obtenir des pixels intelligents optimisés pour la résolution temporelle. La fabrication de SPAD en technologie CMOS commerciale apporte plusieurs avantages par rapport aux procédés optoélectroniques comme le faible coût, la capacité de production, l'intégration d'électronique et la miniaturisation des systèmes. Cependant, le défaut principal du CMOS est le manque de flexibilité de conception au niveau de l'architecture du SPAD, causé par le caractère fixe et standardisé des étapes de fabrication en technologie CMOS. Un autre inconvénient des matrices de SPAD CMOS est la perte de surface photosensible amenée par la présence de circuits CMOS. Ce document présente la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués dans une technologie CMOS commerciale (Teledyne DALSA 0.8µm HV CMOS - TDSI CMOSP8G). Des modifications de procédé sur mesure ont été introduites en collaboration avec l'entreprise CMOS pour optimiser les SPAD tout en gardant la compatibilité CMOS. Les matrices de SPAD produites sont dédiées à être intégrées en 3D avec de l'électronique CMOS économique (TDSI) ou avec de l'électronique CMOS submicronique avancée, produisant ainsi un SiPM 3D numérique. Ce SiPM 3D innovateur vise à remplacer les PMT, les APD et les SiPM commerciaux dans les applications à haute résolution temporelle. L'objectif principal du groupe de recherche est de développer un SiPM 3D avec une résolution temporelle de 10 ps pour usage en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. Ces applications demandent des procédés fiables avec une capacité de production certifiée, ce qui justifie la volonté de produire le SiPM 3D avec des technologies CMOS commerciales. Ce mémoire étudie la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués en technologie TDSI-CMOSP8G.

Optimization of wastepaper sludge ash (WSA) in robust cementitious systems

Abstract : Wastepaper sludge ash (WSA) is generated by a cogeneration station by burning wastepaper sludge. It mainly consists of amorphous aluminosilicate phase, anhydrite, gehlenite, calcite, lime, C2S, C3A, quartz, anorthite, traces of mayenite. Because of its free lime content (~10%), WSA suspension has a high pH (13). Previous researchers have found that the WSA composition has poor robustness and the variations lead to some unsoundness for Portland cement (PC) blended WSA concrete. This thesis focused on the use of WSA in different types of concrete mixes to avoid the deleterious effect of the expansion due to the WSA hydration. As a result, WSA were used in making alkali-activated materials (AAMs) as a precursor source and as a potential activator in consideration of its amorphous content and the high alkaline nature. Moreover, the autogenous shrinkage behavior of PC concrete at low w/b ratio was used in order to compensate the expansion effect due to WSA. The concrete properties as well as the volume change were investigated for the modified WSA blended concrete. The reaction mechanism and microstructure of newly formed binder were evaluated by X-ray diffraction (XRD), calorimetry, thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). When WSA was used as precursor, the results showed incompatible reaction between WSA and alkaline solution. The mixtures were not workable and provided very low compressive strength no matter what kinds of chemical activators were used. This was due to the metallic aluminum in WSA, which releases abundant hydrogen gas when WSA reacts with strong alkaline solution. Besides, the results of this thesis showed that WSA can activate the glassy phase contained in slag, glass powder (GP) and class F fly ash (FFA) with an optimum blended ratio of 50:50. The WSA/slag (mass ratio of 50:50) mortar (w/b of 0.47) attained 46 MPa at 28 days without heat curing assistance. A significant fast setting was noticed for the WSA-activated binder due to the C3A phase, free lime and metallic aluminum contained in the WSA. Adding 5% of gypsum can delay the fast setting, but this greatly increased the potential risk of intern sulfate attack. The XRD, TGA and calorimetry analyses demonstrated the formation of ettringite, C-S-H, portlandite, hydrogarnet and calcium carboaluminate in the hydrated binder. The mechanical performance of different binder was closely related to the microstructure of corresponding binder which was proved by the SEM observation. The hydrated WSA/slag and WSA/FFA binder formed a C-A-S-H type of gel with lower Ca/Si ratio (0.47~1.6). A hybrid gel (i.e. C-N-A-S-H) was observed for the WSA/GP binder with a very low Ca/Si ratio (0.26) and Na/Si ratio (0.03). The SEM/EDX analyses displayed the formation of expansive gel (ettringite and thaumasite) in the gypsum added WSA/slag concrete. The gradual emission of hydrogen gas due to the reaction of WSA with alkaline environment significantly increased the porosity and degraded the microstructure of hydrated matrix after the setting. In the last phase of this research WSA-PC blended binder was tailored to form a high autogenous shrinkage concrete in order to compensate the initial expansion. Different binders were proportioned with PC, WSA, silica fume or slag. The microstructure and mechanical properties of concrete can be improved by decreasing w/b ratios and by incorporating silica fume or slag. The 28-day compressive strength of WSA-blended concrete was above 22 MPa and reached 45 MPa when silica fume was added. The PC concrete incorporating silica fume or slag tended to develop higher autogenous shrinkage at low w/b ratios, and thus the ternary binder with the addition of WSA inhibited the long term shrinkage due to the initial expansion property to WSA. In the restrained shrinkage test, the concrete ring incorporating the ternary binder (PC/WSA/slag) revealed negligible potential to cracking up to 96 days as a result of the offset effect by WSA expansion. The WSA blended regular concrete could be produced for potential applications with reduced expansion, good mechanical property and lower permeability.