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    L’intelligence artificielle au service de l’optimisation de l’énergie Ă©lectrique dans un rĂ©seau intelligent

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    RÉSUMÉ : Afin de maintenir l’équilibre entre l’offre et la demande d’électricitĂ©, l’utilisation d’une planification opĂ©rationnelle fiable est un aspect important de la gestion du systĂšme Ă©lectrique. Pour de nombreux services, les consommateurs doivent payer plus cher l’électricitĂ© pendant les pĂ©riodes de pointes. Par consĂ©quent, si les consommateurs possĂšdent une connaissance Ă  l’avance des informations sur les pointes de la demande Ă©lectrique, ces coĂ»ts supplĂ©mentaires peuvent ĂȘtre Ă©vitĂ©s car ils pourront mieux gĂ©rer leur utilisation de l’énergie Ă©lectrique. Pour cela, des prĂ©visions prĂ©cises de la demande d’électricitĂ© et donc des informations crĂ©dibles sur les pointes de puissance vont assurer un approvisionnement en Ă©lectricitĂ© fiable, car d’un point de vue du fournisseur elles donnent le temps d’anticiper son offre, et d’un point de vue du consommateur elles peuvent ĂȘtre d’une grande utilitĂ© pour rĂ©duire le coĂ»t de l’électricitĂ©. Maintenant, lorsqu’il s’agit de prĂ©dire la consommation de puissance future d’un groupe de consommateurs avec des profils hĂ©tĂ©rogĂšnes comme c’est le cas dans les bĂątiments rĂ©sidentiels, commerciaux ou institutionnels, il est nĂ©cessaire de savoir que les consommateurs peuvent avoir selon plusieurs critĂšres leur propre comportement, une autre difficultĂ© s’ajoute donc au problĂšme. En effet, il devient primordial de tenir en compte l’aspect comportemental de chacun et donc de comprendre comment les consommateurs agissent Ă  chaque moment.Sans bien connaĂźtre cet aspect, le modĂšle de prĂ©diction ne sera pas robuste aux changements brusques dans les habitudes quotidiennes de chacun. Il est Ă©galement crucial de pouvoir porter de l’assistance chaque consommateur dans la gestion de sa consommation d’énergie, tout en essayant de maximiser son confort car cela peut permettre un gaspillage minimal d’énergie avec des changements de comportement mineurs de la part des consommateurs puisque la flexibilitĂ© permise par la demande d’électricitĂ© combinĂ©e aux incitatifs de la part du systĂšme Ă©lectrique peuvent crĂ©er davantage de possibilitĂ©s pour la gestion de la demande. Globalement, appliquer ce principe sur une plus grande Ă©chelle contribuera pleinement Ă  la rĂ©duction des Ă©missions de gaz Ă  effet de serre. Ce mĂ©moire est donc construit Ă  travers deux grands objectifs : le premier Ă©tant de crĂ©er des modĂšles prĂ©cis de prĂ©diction de la charge Ă©lectrique, le second concerne la gestion de la demande Ă©lectrique et la maximisation du confort du consommateur, ce dernier sera traduit par le contrĂŽle de la tempĂ©rature de chaque piĂšce Ă  une consigne du consommateur. Le premier objectif s’oriente autour d’une Ă©tude comparative et approfondie de trois principaux algorithmes d’apprentissage profond largement utilisĂ©s pour la prĂ©diction de sĂ©ries chronologiques Ă  court terme. Cette Ă©tude fera rentrer en jeu un ensemble de donnĂ©es se composant de l’historique de puissance consommĂ©e sur cinq bĂątiments hĂ©tĂ©rogĂšnes d’un campus universitaire Ă  MontrĂ©al. L’historique de puissance est rĂ©coltĂ© Ă  l’aide de compteurs intelligents chaque 15 minutes pendant les annĂ©es 2015 et 2016. D’autres donnĂ©es externes liĂ©es Ă  la mĂ©tĂ©o et le calendrier seront ajoutĂ©es par la suite afin d’extraire les effets saisonniers et prendre en compte le comportement des consommateurs. Le but de cette Ă©tude sera de trouver le meilleur algorithme et la meilleure stratĂ©gie afin de construire un modĂšle capable de prĂ©dire avec une grande prĂ©cision la consommation de puissance future Ă  court terme au niveau du campus et sur plusieurs horizons. Aussi, ce modĂšle nous permettra d’avoir des informations fiables concernant les pointes d’électricitĂ©. La deuxiĂšme partie de cette recherche, faite en collaboration avec un Ă©tudiant doctorant, vise Ă  fournir une Ă©tude approfondie sur la gestion de l’énergie et du confort en utilisant l’apprentissage par renforcement, qui est un processus essai-erreur oĂč un agent autonome apprend Ă  remplir une tĂąche en interagissant avec son environnement et en prenant ses propres dĂ©cisions de façon Ă  optimiser une rĂ©compense au cours du temps. Par consĂ©quent, l’agent devra trouver la bonne politique qui lui permettra d’obtenir une rĂ©compense maximale sur toute la pĂ©riode de contrĂŽle. Des agents capables de bien agir sur des charges contrĂŽlĂ©es par thermostat ont Ă©tĂ© construits en utilisant des donnĂ©es synthĂ©tiques, puis testĂ©s sur diverses combinaisons de piĂšces, chaque piĂšce contenant une charge contrĂŽlĂ©e par thermostat. Par la suite cette Ă©tude a pu prouver que donner les rĂ©sultats de prĂ©diction de la charge Ă©lectrique comme information Ă  l’agent Ă©tait trĂšs efficace car comparĂ©e au schĂ©ma oĂč ces rĂ©sultats ne sont pas fournis, elle a permis de rĂ©duire jusqu’à 73 % la consommation d’énergie pendant les pĂ©riodes de pic. Enfin, cette Ă©tude a Ă©tĂ© Ă©galement l’objet d’une Ă©volution vers la mise en Ɠuvre d’un agent gĂ©nĂ©ralisĂ© fiable, appelĂ© GA2TC, capable de bien gĂ©rer l’énergie Ă©lectrique et de maximiser le confort dans des bĂątiments, quelle que soit leur architecture ou leur dimension. Cet agent a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© dans le but d’éviter de construire une solution spĂ©cialement pour chaque bĂątiment et, Ă  la place, d’utiliser un seul agent adaptable Ă  tous types de piĂšces et donc de bĂątiments. Ce travail permettra une fluiditĂ© et une avancĂ©e rapide dans le domaine Ă©lectrique ainsi que dans des domaines similaires, oĂč la difficultĂ© rĂ©side principalement dans la modĂ©lisation de solutions spĂ©cifiques Ă  certains types de problĂšmes. En conclusion, ce mĂ©moire contribue Ă  la dĂ©couverte de nouvelles approches basĂ©es sur de l’apprentissage machine ainsi qu’à la mise en Ɠuvre de leurs applications dans le rĂ©seau intĂ©lligent (Smart Grid). Il fournit Ă©galement une avancĂ©e et une nouvelle approche dans la maniĂšre de gĂ©rer les systĂšmes Ă©lectriques dans les bĂątiments, en prenant en compte dans certains cadres les prĂ©visions de consommations futures. Toutefois, des limites techniques liĂ©es au manque de ressources de calcul pour perfectionner nos modĂšles de prĂ©vision et de gestion,et Ă  la modĂ©lisation simplifiĂ©e du monde rĂ©el quant aux environnements des bĂątiments, offrent de nouveaux dĂ©fis Ă  relever et des perspectives d’études Ă©largies.----------ABSTRACT : In order to maintain the balance between electricity demand and supply, the use of reliable operational planning is an important aspect of power system management. For many services, consumers must pay more for electricity during periods of high demand like during cold weather, big events or football matches. Therefore, if consumers have prior knowledge of electricity peak information, these additional costs can be avoided as they will help them better manage their use of electrical energy. For this, accurate forecasts of energy demand and thus reliable information on the expected peak of power will ensure a reliable supply of electricity, because from a supplier’s point of view, it gives time to anticipate its supply, and from a consumer’s point of view, it can be of great use in reducing the cost of electricity. Now, when it comes to predicting the future power consumption of a group of consumers with heterogeneous profiles, as it is the case in residential, commercial or institutional buildings, it is necessary to know that consumers have their own behaviour according to several criteria, so another difficulty is added to the problem. Indeed, it becomes essential to take into account the behavioural aspect of each person, and therefore to understand how consumers act at each moment. Without a good knowledge of this aspect, the prediction model will not be robust enough to abrupt changes in the daily habits of each individual. It is also crucial to be able to assist each consumer in managing their energy consumption, while trying to maximize their comfort, as this can allow minimal energy waste with minor changes in consumer behaviour since the flexibility allowed by the electricity demand combined with incentives from the power system can create more opportunities for energy saving. On a broader level, applying this principle on a larger scale will make a significant contribution to reducing global greenhouse gas emissions. This paper is therefore built around two main objectives: the first is to create accurate models for predicting the electrical demand, and the second is to minimize and manage the consumed electrical power and maximize consumer comfort, which will be translated into the control of the temperature set point each room at a consumer instruction. The first objective is based on a comparative and in-depth study of three main deep learning algorithms widely used for short-term time series prediction. This study will bring into a real data set consisting of the power consumption history of five heterogeneous buildings on a university campus in Montreal. The power history is collected using smart meters every 15 minutes during the years 2015 and 2016. Other external data related to weather and calendar will be added later on to extract seasonal effects and take into account consumer behaviour. The goal of this study will be to find the best algorithm and strategy to build a model capable of predicting with high accuracy the future power consumption at the campus level, and thus to have reliable information about electricity peaks. The second part of this research, done in collaboration with a PhD student, aims to provide an in-depth study of energy and comfort management using reinforcement learning, which is a trial-and-error process where an autonomous agent learns to perform a task by interacting with its environment and making its own decisions in order to optimize a reward over time. Therefore, the agent will need to find the right policy to reach maximum reward over the entire control period. Agents capable of acting well on thermostatically controllable loads have been constructed using synthetic data and then tested on various combinations of rooms, each room containing a thermostatically controllable load. Subsequently this study proved that giving the prediction results of the electrical load as information to the agent was very effective as it allowed us to reduce energy consumption by up to 73% compared with having no prediction information. Finally, this study was also the subject of an evolution towards the implementation of a reliable generalized agent, called GA2TC, capable of managing electrical energy and maximizing comfort in buildings, regardless of their architecture or size. This agent has been developed with the aim of avoiding constructing a solution specifically for each building, and instead using a single agent adaptable to all types of rooms and therefore buildings. This work will allow fluidity and rapid progress in the electrical field as well as in similar fields, where the difficulty lies mainly in modeling specific solutions to specific types of problems. In conclusion, this research contributes to the discovery of new approaches based on machine learning as well as to the implementation of their applications in the smart grid field. It also provides an advanced and innovative approach in the way of managing electrical systems in buildings, taking into account in some frameworks the forecasts of future consumption. However, technical limitations related to the lack of computational resources to refine our prediction and control models, and simplified real-world modeling of building environments, offer new challenges and expanded study opportunities

    Price Setting in the Euro Area: Some Stylized Facts from Individual Consumer Price Data.

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    This paper documents patterns of price setting at the retail level in the euro area. A set of stylized facts on the frequency and size of price changes is presented along with an econometric investigation of their main determinants. Price adjustment in the euro area can be summarized in six stylized facts. First, prices of most products change rarely. The average monthly frequency of price adjustment is 15 p.c., compared to about 25 p.c. in the US. Second, the frequency of price changes is characterized by substantial cross-product heterogeneity and pronounced sectoral patterns: prices of (oil-related) energy and unprocessed food products change very often, while price adjustments are less frequent for processed food products, non-energy industrial goods and services. Third, cross-country heterogeneity exists but is less pronounced. Fourth, price decreases are not uncommon. Fifth, price increases and decreases are sizeable compared to aggregate and sectoral inflation rates. Sixth, price changes are not highly synchronized across price-setters. Moreover, the frequency of price changes in the euro area is related to a number of factors, in particular seasonality, outlet type, indirect taxation, use of attractive prices as well as aggregate or product-specific inflation.Price-setting ; consumer price ; frequency of price change.

    Détermination de la toxicité à long-terme du zinc sur la diversité fonctionnelle enzymatique de sols contaminés collectés sur le terrain

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    L’évaluation de l’impact potentiel Ă©cotoxique des mĂ©taux en analyse de cycle de vie (ACV) repose sur des donnĂ©es gĂ©nĂ©rĂ©es lors de tests de toxicitĂ© en laboratoire et archivĂ©es dans des banques de donnĂ©es spĂ©cialisĂ©es en Ă©cotoxicologie. Or, peu de donnĂ©es sont disponibles pour les Ă©cosystĂšmes terrestres et celles-ci sont gĂ©nĂ©ralement issues de tests sur les plantes ou les invertĂ©brĂ©s du sol, ce qui ne couvre pas assez de catĂ©gories d’organismes pour bien reprĂ©senter l’écosystĂšme. De plus, les donnĂ©es disponibles sont souvent inadaptĂ©es au contexte de contamination mĂ©tallique et sont gĂ©nĂ©ralement obtenues sur des sols artificiellement contaminĂ©s en laboratoire. Par consĂ©quent, l’impact Ă©cotoxique potentiel des mĂ©taux en ACV est mal modĂ©lisĂ© et non reprĂ©sentatif des contaminations rĂ©elles. Il faut donc gĂ©nĂ©rer rapidement des donnĂ©es Ă©cotoxiques qui tiennent compte des particularitĂ©s d’une contamination mĂ©tallique et qui proviennent d’une autre catĂ©gorie d’organismes terrestres peu reprĂ©sentĂ©e en Ă©cotoxicologie. La communautĂ© microbienne terrestre prĂ©sente ainsi plusieurs atouts puisqu’elle est en contact direct avec le sol et qu’elle est indigĂšne. De tous les indicateurs microbiens existants, l’évaluation des rĂ©ponses enzymatiques du sol est une avenue intĂ©ressante puisque les enzymes sont Ă  la base des processus mĂ©taboliques et des cycles biogĂ©ochimiques des organismes vivants, elles sont produites principalement par la communautĂ© microbienne et elles sont sensibles aux mĂ©taux. De plus, l’agrĂ©gation des rĂ©ponses de plusieurs enzymes du sol pourrait conduire Ă  un indice de diversitĂ© fonctionnelle (DF) enzymatique, un attribut de pertinence Ă©cologique de plus en plus encouragĂ© dans les Ă©tudes des services Ă©cosystĂ©miques. Cependant, dans le contexte d’une contamination mĂ©tallique de terrain, la communautĂ© microbienne peut dĂ©velopper des mĂ©canismes de tolĂ©rance (adaptation gĂ©nĂ©tique ou acclimatation physiologique) rendant l’activitĂ© enzymatique apparente des sols contaminĂ©s non corrĂ©lĂ©e au mĂ©tal. Dans ce cas particulier, il faut trouver une autre approche Ă©cotoxicologique pour Ă©valuer les rĂ©ponses enzymatiques des sols contaminĂ©s par les mĂ©taux collectĂ©s sur le terrain. La stabilitĂ© enzymatique des sols, basĂ©e sur la dynamique de rĂ©cupĂ©ration de l’activitĂ© enzymatique suite Ă  une perturbation contrĂŽlĂ©e en laboratoire, est une approche de plus en plus promue en Ă©cologie microbienne et pourrait ĂȘtre plus sensible aux mĂ©taux que l’approche classique basĂ©e sur l’activitĂ© enzymatique. Il faut donc Ă©tudier ces deux approches enzymatiques (activitĂ© vs stabilitĂ©) pour voir celle qui est la plus adaptĂ©e au contexte du projet. Le mĂ©tal testĂ© pour ce projet est le zinc (Zn). L’objectif principal du projet porte sur le dĂ©veloppement d’une mĂ©thodologie Ă©cotoxicologique basĂ©e sur la diversitĂ© fonctionnelle enzymatique agrĂ©gĂ©e et sensible Ă  la concentration de Zn dans des sols contaminĂ©s collectĂ©s sur le terrain. Les objectifs spĂ©cifiques sont: 1) SĂ©lectionner la solution d’incubation assurant des rĂ©sultats enzymatiques justes et optimaux dans le contexte d’une contamination mĂ©tallique 2) Élaborer un score de stabilitĂ© enzymatique qui tient compte des particularitĂ©s physico-chimiques propres Ă  chaque site Ă©chantillonnĂ© tout en Ă©tant sensible au Zn et 3) GĂ©nĂ©rer une donnĂ©e Ă©cotoxique Ă  partir d’un indice de diversitĂ© fonctionnelle enzymatique agrĂ©gĂ© (activitĂ© ou stabilitĂ©) bien corrĂ©lĂ© (R2 0,50) au Zn de sols contaminĂ©s. SOLUTION D’INCUBATION DES ESSAIS ENZYMATIQUES Le premier objectif spĂ©cifique du projet consistait Ă  s’assurer que les essais enzymatiques gĂ©nĂšrent des rĂ©sultats reprĂ©sentatifs de ceux observĂ©s sur le terrain (in situ) et Ă  vĂ©rifier si l’eau peut substituer l’utilisation de solutions tampon. Cette section a conduit Ă  la rĂ©daction du premier manuscrit intitulĂ© “ Metal toxicity assessment in soils using enzymatic activity : Can water be used as surrogate buffer? Ëź et publiĂ© dans la revue Soil Biology & Biochemistry (chapitre 3). En effet, dĂ» Ă  l’effet ubiquitaire du pH sur 1’activitĂ© enzymatique, la composition de la solution de sol et la spĂ©ciation des mĂ©taux, il fallait prĂ©liminairement s’assurer que la solution d’incubation utilisĂ©e ne modifie pas la toxicitĂ© in situ du Zn des sols collectĂ©s sur le terrain et qu’elle n’entraine pas de fluctuation de pH durant les essais. Trois Ă©tapes allaient rĂ©pondre Ă  ce but : 1) Quantifier le Zn labile (une forme biodisponible) des Ă©chantillons du sol aprĂšs contact avec diffĂ©rentes solutions d’incubation utilisĂ©es dans les essais enzymatiques (diffĂ©rents tampons et eau), 2) Mesurer Ă  intervalles rĂ©guliers le pH des Ă©chantillons durant les essais enzymatiques conduits dans l’eau et 3) Comparer les essais conduits de façon standard dans un tampon Ă  ceux conduits en parallĂšle dans de l’eau. Les rĂ©sultats de cet objectif sont prĂ©semtĂ©s dans le chapitre 3 et la section 6.1. Ils ont montrĂ© qu’une seule solution d’incubation, le tampon acĂ©tate pH 5,8 utilisĂ© dans les essais standards de l’arylsulfatase, augmentait considĂ©rablement la concentration du Zn labile aprĂšs 2 h de contact, temps correspondant Ă  la durĂ©e des essais enzymatiques. Cependant, mĂȘme si cette concentration est 10 Ă  50 fois plus Ă©levĂ©e que celle mesurĂ©e dans l’eau ou les autres tampons, elle n’affecte pas l’activitĂ© de l’arylsulfatase Ă  court terme (2 h) puisque l’activitĂ© de l’arylsulfatase dans le tampon acĂ©tate est trĂšs similaire Ă  son activitĂ© dans l’eau. De plus, le pH des Ă©chantillons mis en contact avec de l’eau n’a pas significativement fluctuĂ© comparativement au pH des Ă©chantillons mis en contact avec le tampon usuel. Finalement, l’activitĂ© enzymatique obtenue en utilisant le tampon est gĂ©nĂ©ralement bien corrĂ©lĂ©e (c.-Ă -d. R2 Ă©levĂ©) Ă  celle obtenue en utilisant de l’eau Ă  l’exception de deux enzymes, l’urĂ©ase et la phosphatase alcaline, utilisant des tampons standards Ă  pH alcalins (pH 10 et pH 11 respectivement). Par consĂ©quent, l’utilisation de l’eau comme substitut aux tampons est justifiĂ©e, non pas parce que les tampons modifient la biodisponibilitĂ© du Zn et ainsi sa toxicitĂ©, mais plutĂŽt parce que des conditions d’incubation standards loin des conditions rĂ©elles de terrain engendrent des rĂ©sultats incertains et, qui plus est, non optimaux. SCORE DE STABILITÉ ENZYMATIQUE ADAPTÉ AU CONTEXTE MÉTALLIQUE Le deuxiĂšme objectif spĂ©cifique du projet consistait Ă  cibler le score de stabilitĂ© enzymatique (SE) le plus sensible Ă  une contamination rĂ©elle au Zn sur le terrain et a conduit Ă  la rĂ©daction du deuxiĂšme manuscrit intitulĂ© “ Linking Zn co-tolerance to soil enzymes resilience by a RSSI-based functional stability score Ëź et soumis dans la revue FEMS Microbiology Ecology (chapitre 4). Une mĂ©thode SE intĂ©ressante Ă©tait la mĂ©thode RSSI (Relative Soil Stability Index), car elle est la premiĂšre Ă  avoir considĂ©rĂ© la dynamique de la rĂ©cupĂ©ration Ă  l’intĂ©rieur de son score et elle est basĂ©e sur l’activitĂ© enzymatique du sol. Mais d’abord, il fallait modifier le score original RSSI pour y intĂ©grer l’historique physico-chimique du site Ă©chantillonnĂ© car il s’agissait d’une lacune majeure du score original. Trois nouveaux scores ont ainsi Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ©s. Ici aussi, trois Ă©tapes allaient rĂ©pondre Ă  l’objectif spĂ©cifique de cette partie : 1) Normaliser le score RSSI par le sol de rĂ©fĂ©rence, perturbĂ© ou non, 2) DĂ©terminer le score SE le plus sensible au Zn en corrĂ©lant ces nouveaux scores et ceux dĂ©jĂ  existants aux concentrations de Zn des sols et 3) Faire une analyse multivariĂ©e pour vĂ©rifier quelles propriĂ©tĂ©s physico-chimiques influencent le score SE sĂ©lectionnĂ©. Les rĂ©sultats de cette partie sont prĂ©sentĂ©s dans le chapitre 4. Le meilleur score SE est un des nouveaux scores intĂ©grant l’historique du site d’échantillonnage, soit le RSSIb. Ce score a dĂ©tectĂ© la toxicitĂ© du Zn sur trois enzymes individuelles (arylsulfatase, protĂ©ase et urĂ©ase) alors que les autres scores n’ont dĂ©tectĂ© la toxicitĂ© du Zn que sur une enzyme (variable selon le score). Les concentrations biodisponibles de Zn (labile et soluble) ont gĂ©nĂ©rĂ© les plus fortes rĂ©gressions, alors que la concentration totale de Zn n’était pas bien corrĂ©lĂ©e au RSSIb. Les rĂ©sultats statistiques ont montrĂ© que le score RSSIb Ă©tait fortement corrĂ©lĂ© (nĂ©gativement) Ă  la concentration de Zn labile (et de façon moindre Ă  la concentration de Zn soluble) du sol et que la texture et le pH Ă©taient modĂ©rĂ©ment corrĂ©lĂ©s au RSSIb. Les autres propriĂ©tĂ©s (concentration de carbone organique total ou dissout, capacitĂ© tampon, capacitĂ© d’échange cationique et concentration total de Zn) ont trĂšs peu influencĂ© la SE du sol Ă©valuĂ©e par le score RSSIb. La SE du sol Ă©valuĂ©e par le score RSSIb est donc un bon indicateur de toxicitĂ© du Zn des sols contaminĂ©s, car le RSSIb dĂ©pend principalement du contenu en Zn biodisponible du sol. INDICE DE DIVERSITÉ FONCTIONNELLE ENZYMATIQUE Le troisiĂšme objectif spĂ©cifique du projet consistait Ă  dĂ©velopper un indice de diversitĂ© fonctionnelle enzymatique sensible au Zn et a conduit Ă  la rĂ©daction du troisiĂšme manuscrit intitulĂ© “ Toxicity response of a new enzyme-based functional diversity methodology for Zn contaminated field-collected soils Ëź et soumis dans la revue Soil Biology & Biochemistry (chapitre 5). ParallĂšlement, il fallait vĂ©rifier quelle approche, l’activitĂ© enzymatique classique ou la stabilitĂ© enzymatique Ă©valuĂ©e par le score RSSIb agrĂ©gĂ©, Ă©tait la plus sensible au Zn et la plus judicieuse d’un point de vue pratique. Quatre Ă©tapes allaient rĂ©pondre Ă  l’objectif spĂ©cifique de cette partie : 1) DĂ©velopper un indice de diversitĂ© fonctionnelle statistiquement valide basĂ© sur l’agrĂ©gation de rĂ©sultats enzymatiques (activitĂ© et stabilitĂ©) 2) Calculer les indices de DF ciblĂ©s pour chaque sol contaminĂ© au Zn et pour chacune des deux approches enzymatiques 3) CorrĂ©ler ces indices de DF aux diffĂ©rentes concentrations de Zn des sols afin de gĂ©nĂ©rer une donnĂ©e Ă©cotoxique et 4) Comparer les donnĂ©es et les paramĂštres de rĂ©gression obtenus par les 2 approches enzymatiques et identifier celle qui est la plus pertinente pour Ă©valuer la DF. La dĂ©marche d’agrĂ©gation utilisĂ©e a Ă©tĂ© validĂ©e statistiquement par une analyse en composantes principales montrant qu’au moins 75% de la variabilitĂ© enzymatique pouvait ĂȘtre expliquĂ©e par la premiĂšre composante principale, justifiant ainsi l’agrĂ©gation de ces 6 variables (rĂ©ponses enzymatiques) en un seul indice DF. Plusieurs indices DF ont Ă©tĂ© testĂ©s, mais ce sont les moyennes pondĂ©rĂ©e et gĂ©omĂ©trique des rĂ©sultats enzymatiques qui se sont avĂ©rĂ©es les plus fiables comparativement aux autres indices (Shannon, Simpson et Gini). De plus, la diversitĂ© fonctionnelle enzymatique des sols contaminĂ©s par le Zn s’est montrĂ©e sensible Ă  un gradient de Zn biodisponible (soluble et labile). Finalement, l’activitĂ© enzymatique agrĂ©gĂ©e demeure aussi bien corrĂ©lĂ©e Ă  un gradient de Zn soluble ou labile que la stabilitĂ© enzymatique agrĂ©gĂ©e et ce, mĂȘme aprĂšs plusieurs annĂ©es d’exposition. Ainsi, bien que l’utilisation du concept de stabilitĂ© enzymatique ait Ă©tĂ© judicieuse et rĂ©flĂ©chie, elle n’a pas apportĂ© de valeur ajoutĂ©e Ă  l’évaluation de la toxicitĂ© du Zn par l’agrĂ©gation des rĂ©sultats enzymatiques. CONCLUSION Globalement, la thĂšse a permis de dĂ©finir les bases d’une mĂ©thodologie d’évaluation de toxicitĂ© terrestre in situ adaptĂ©e Ă  une contamination de Zn Ă  long terme et basĂ©e sur la diversitĂ© fonctionnelle enzymatique, un attribut de pertinence Ă©cologique trĂšs promu. Cette mĂ©thodologie pourrait ĂȘtre utilisĂ©e pour d’autres contaminants mĂ©talliques de sorte Ă  gĂ©nĂ©rer d’autres donnĂ©es Ă©cotoxiques afin d’ultimement amĂ©liorer la modĂ©lisation de l’impact potentiel toxique des mĂ©taux en ACV. ---------- INTRODUCTION The potential ecotoxic impact assessment of metals in life cycle assessment (LCA) requires data generated from ecotoxicological tests and recorded in specialized databases. However, there is a lack of available terrestrial data and when available, it is mainly obtained from plants and soil invertebrates, which is insufficient to adequately represent the terrestrial ecosystem. Moreover, the available data are not adapted to a metallic contamination context and are generated from tests conducted on laboratory-spiked soils instead of field-contaminated soils. Therefore, modeling the potential toxic impact of metals raises several issues and highlights the pressing need to generate more representative data from a category of terrestrial organisms rarely used in ecotoxicology. The soil microbial community shows many advantages in this context since it is in direct and complete contact with soil and it is indigenous. Among existing microbial indicators, soil enzymatic activity is particularly interesting since enzymes are pre-requisites of metabolic pathways and biogeochemical cycles, are mainly produced by the soil microorganisms and are metal-sensitive. Furthermore, the aggregation of enzymatic responses of many soil enzymes could lead to a functional diversity (FD) index, which is an attribute of ecological relevance increasingly promoted for studying ecosystemic services. However, in a metal field contamination context, the microbial community may develop tolerance mechanisms by genetic adaptation or physiological acclimation, yielding apparent soil enzymatic activity uncorrelated to metal concentrations. In this case, it is necessary to find an alternative approach to assess the enzymatic responses to metal contamination. The enzymatic stability, based on the resilience dynamic of the enzymatic activity after a laboratory-controlled disturbance, is an approach increasingly encouraged in microbial ecology and may be more metal sensitive than the traditional enzymatic activity approach. These two approaches need to be studied in order to establish which is the most adapted for the study of metal-contaminated field soil. Zinc was selected for this project. The aim of this project is to develop a long-term, Zn-sensitive, ecotoxicological methodology based on the aggregated enzymatic functional diversity in field-contaminated soils. The specific objectives are to: 1) Select the incubation solution ensuring optimal and accurate enzymatic results in a metallic contamination context; 2) Elaborate an enzymatic stability score which takes into account the physicochemical history of the sampled site and which is Zn-sensitive and; 3) Generate new ecotoxicological data from an aggregated enzymatic functional diversity (activity or stability) which is well-correlated (i.e. R2 > 0.50) to Zn concentrations of field-contaminated soils. INCUBATION SOLUTION FOR ENZYMATIC ASSAYS The first specific objective of the project was to validate that the enzymatic assays generate representative results from those observed on the field and verify whether water could substitute the buffer in an incubation solution. This section led to the first manuscript (chapter 3), which has been accepted in the Soil Biology & Biochemistry journal. Due to the pH affecting simultaneously the enzymatic activity, the metal speciation and the soil solution composition, it was necessary to ensure that the incubation solution did not modify the in situ Zn toxicity of field soils and that the pH remained stable during the enzymatic assays. Three main steps were required to reach this objective: 1) Measure the labile Zn concentration of soil samples in contact with different incubation solutions used for enzymatic assays (buffers and water); 2) Measure at regular intervals sample pH of enzymatic assays conducted in water and; 3) Compare the enzymatic assays conducted in buffer to those conducted in water. The results of this objective are recorded in chapter 3. They showed that only one incubation solution, the acetate buffer pH 5.8 used in the standard enzymatic assays related to arylsulfatase, considerably increased the labile Zn concentration after a contact time of 2 h, corresponding to the incubation time of the enzymatic assays. However, although this concentration was 10 to 50 times higher than the one measured in water or the other buffers, it did not affect the short-term response of arylsulfatase since its activity conducted in its buffer was similar to its activity conducted in water. Additionally, the pH of enzymatic samples conducted in water did not significantly fluctuate compared to the pH of those conducted in buffers. Finally, the enzymatic assays conducted in water were well-correlated (i.e. R2 > 0.80) to those conducted in buffers, except for two enzymes, urease and alkaline phosphatase, which both used buffers at pH 10 and pH 11 respectively. Therefore, water may be used as a surrogate incubation solution, not because the buffers modify the metal speciation and toxicity but rather because standard incubation pH, which is far from pH observed in field soils, generates uncertain and non-optimal enzymatic results. ENZYMATIC STABILITY SCORE ADAPTED TO A METALLIC CONTAMINATION The second specific objective of this project was to select the most Zn-sensitive enzymatic stability (ES) score and led to the second manuscript (chapter 4) submitted to the FEMS Microbiology Ecology journal. One interesting ES method is known as the Relative soil stability index (RSSI) method. It was the first enzyme-based method to take into account the resilience dynamic within the ES score. The method first needed to be modified in order to include the physicochemical history of the sampled site. Thus, three new RSSI-based ES scores were created. Three main steps were required to reach this objective: 1) Normalize the RSSI score by its reference soil, disturbed or not; 2) Determine the most Zn-sensitive ES score by correlating the ES scores (new and old) to the soil Zn concentrations and; 3) Perform a multivariate analysis in order to verify which soil physicochemical properties affect the ES. The results related to this objective are shown in chapter 4. The best ES score obtained is one of the new scores which include the physicochemical history of the sampled site, i.e. the RSSIb score. This score detected the Zn toxicity on three individual enzymes (arylsulfatase, protease and urease) whereas other ES scores detected the Zn toxicity for only one enzyme, which varied depending on the score. The labile Zn concentration generated the highest R2, although the soluble Zn concentration was also well correlated to the RSSIb. The total Zn concentration was a poor predictor of Zn toxicity. The statistical results also showed that texture and pH were moderately correlated to the RSSIb, whereas other properties (total and dissolved organic carbon, cationic exchange capacity and buffer capacity) poorly affected the RSSIb score. The ES assessment by the RSSIb score is a suitable ecotoxicological indicator of Zn in contaminated field soil, since this score almost solely depends on the bioavailable Zn fraction of soils. ENZYMATIC FUNCTIONAL DIVERSITY INDEX The third specific objective was to develop a Zn-sensitive enzymatic functional diversity index and led to the third manuscript (chapter 5) submitted in the Soil Biology & Biochemistry journal. Alongside this objective, the most Zn-sensitive and judicious practical enzymatic approach between traditional activity or stability needed to be elucidate. Four steps were required to reach this objective: 1) Develop a statistically valid functional diversity index based on the aggregated enzymatic results (activity and stability); 2) Calculate the selected FD indexes for every Zn-contaminated field soil and every enzymatic approach; 3) Correlate these FD indexes with the Zn concentrations in order to generate ecotoxicological data and; 4) Compare the regression parameters and identify the most relevant enzymatic approach. The enzymatic aggregation was statistically validated by a principal component analysis showing that at least 75% of the enzymatic variability could be explained by the main component, which justified the aggregation of the 6 variables (enzymatic responses) in one FD index. Many FD indexes were tested, but the weighted and geometric means better assessed the Zn toxicity than other indexes such as the Shannon, Simpson or Gini index. The enzymatic FD indexes based on means were similarly sensitive to soluble and labile Zn concentrations, but not to the total Zn concentration. Moreover, the traditional enzymatic activity approach remained as Zn-sensitive as the enzymatic stability approach even after many years of metal exposition. This entails that, although the idea of using the ES approach was thoughtful and judicious, this approach did not provide any added value for the Zn toxicity assessment by aggregated enzymatic results. CONCLUSION Globally, this thesis defines the basis of a new in situ methodology for the long-term terrestrial ecotoxicity of Zn, based on the enzymatic functional diversity, an increasingly promoted attribute of ecological relevance. This methodology could be used for other metals in order to generate more ecotoxicological data and ultimately improve the potential ecotoxic impact modeling of metals in LCA

    Being a bereaved parent : early bereavement experiences and perspectives on paediatric palliative care and bereavement services

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    La mort d'un enfant est considĂ©rĂ©e comme l'une des expĂ©riences les plus difficiles Ă  laquelle une personne puisse faire face. Les cliniciens, les hĂŽpitaux et plusieurs organismes ont pour objectif d’aider les parents endeuillĂ©s, mais leurs efforts sont compliquĂ©s par un manque de recherche dans le domaine du deuil parental. Cette thĂšse est composĂ©e de trois articles, soit deux revues de littĂ©rature et une Ă©tude empirique, qui tentent de combler cette lacune et d’informer les services en soins palliatifs pĂ©diatriques et les services de soutien au deuil en particulier. Le premier article porte sur les besoins des patients recevant des soins palliatifs pĂ©diatriques et de leurs familles. Par le biais d’un mĂ©ta-rĂ©sumĂ© de la recherche descriptive et qualitative rĂ©cente, 10 domaines de besoins ont Ă©tĂ© identifiĂ©s qui correspondent aux lignes directrices actuelles en soins palliatifs pĂ©diatriques et de fin de vie. Ces besoins sont prĂ©sentĂ©s de maniĂšre Ă  ĂȘtre facilement applicables Ă  la pratique. Cependant, les rĂ©sultats mettent aussi en Ă©vidence plusieurs aspects des soins identifiĂ©s comme dĂ©ficitaires ou problĂ©matiques qui mĂ©riteraient une attention particuliĂšre dans le cadre de politiques futures. Dans le deuxiĂšme article, l'objectif Ă©tait de rĂ©sumer une vaste littĂ©rature d'une maniĂšre utile aux cliniciens. À cette fin, une synthĂšse narrative a permis d’intĂ©grer la recherche quantitative et qualitative dans le domaine du deuil parental. Les rĂ©sultats mettent en Ă©vidence les Ă©lĂ©ments susceptibles de favoriser l’adaptation des parents au deuil, Ă©lĂ©ments qui suggĂšrent par le fait mĂȘme des avenues possibles de soutien et d'intervention. Cette synthĂšse a cependant cernĂ© dans la littĂ©rature certaines failles mĂ©thodologiques qui rendent l'applicabilitĂ© clinique des rĂ©sultats difficile. L'objectif du troisiĂšme article Ă©tait d'informer les services de suivi et de soutien au deuil auprĂšs des parents en se renseignant directement auprĂšs de parents endeuillĂ©s. À cette fin, 21 parents (dont 8 couples) et 7 membres du personnel impliquĂ©s dans des activitĂ©s de suivi de deuil de 2 hĂŽpitaux pĂ©diatriques ont Ă©tĂ© interrogĂ©s dans le cadre d’une description interprĂ©tative, et l'application clinique des rĂ©sultats a Ă©tĂ© vĂ©rifiĂ©e par le biais de rĂ©unions avec des collaborateurs de recherche et les dĂ©cideurs des centres hospitaliers. Les rĂ©sultats dĂ©crivent comment les parents ont fait face Ă  leur dĂ©tresse dans la phase prĂ©coce de leur deuil, ainsi que leurs points de vue sur la façon dont les divers services de suivi de deuil ont Ă©tĂ© aidants. Les rĂ©sultats suggĂšrent que les parents gĂšrent leurs sentiments intenses de douleur par une alternance de stratĂ©gies axĂ©es soit sur leur deuil ou sur leur quotidien et que dans plusieurs cas leurs relations avec autrui les ont aidĂ©. Cette Ă©tude a Ă©galement permis d'Ă©lucider la façon dont divers services de soutien aide les parents Ă  aborder leur deuil. Les implications cliniques de ces rĂ©sultats sont discutĂ©es ainsi que des recommandations Ă  l’intention de ceux qui sont impliquĂ©s dans la provision des services en deuil.The death of a child is considered one of the most stressful and difficult experiences a person can face. Clinicians, hospitals, and other organizations want to help and support bereaved parents through their grief, but their efforts are hampered by a lack of research in the area of parental bereavement. This dissertation is comprised of two literature reviews and one empirical study that attempt to address this gap and inform services in paediatric palliative care in general, and in bereavement support in particular. The first article consists of an examination of the needs of patients receiving paediatric palliative care and their families. By metasummarizing the descriptive and qualitative research in the area, 10 need domains were found. The results were generally in agreement with current guidelines in paediatric palliative and end-of-life care; however, there were several aspects of care that were reported as lacking or problematic that are not addressed in these guidelines and that should be considered in future guideline and policy creation. In the second article, parents’ adaptation to their grief and elements found to influence their adaptation were examined. The aim was to synthesize the relevant literature in a way that could be useful to clinicians; to this end, a narrative synthesis method was employed in order to synthesize both quantitative and qualitative research in the area of parental bereavement. The results suggest important elements to keep in mind when assessing how parents adapt to their grief. The results also suggest aspects related to better adaptation, which could serve as potential avenues for support and intervention. However, this review also demonstrated certain methodological issues in the literature that hinder the synthesis and clinical applicability of the findings. The objective of the third article was to inform bereavement follow-up and support services through the use of an interpretive description methodology. To this end, 21 bereaved parents (including 5 parental couples) and 7 hospital staff involved in bereavement follow-up activities at two paediatric hospitals were interviewed, and the clinical applicability of the results verified through various meetings with project collaborators and service/program providers. The results of the study describe how parents coped with their grief in the early phase of their bereavement, as well as their perspectives on how various bereavement follow-up services helped them cope. We found that parents regulate their intense feelings of grief through either loss-oriented or restoration-oriented strategies, including attempts to reorganize their self-identity and connection to their deceased child; often parents’ relationships with others help them cope in these ways. The insights we gained from the respondents also allowed us to elucidate how various bereavement support and follow-up services were helpful. These results are discussed along with the clinical implications and how these findings can inform bereavement service providers

    Un modĂšle de planification tactique avec chevauchement

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    RÉSUMÉ : La gestion de projets est une discipline complexe, qui requiert des outils efficaces pour aider les gestionnaires dans la prise de dĂ©cision. En construction, cette discipline emploie des techniques de fast tracking, similaires Ă  celles de l’ingĂ©nierie simultanĂ©e, afin de rĂ©aliser les projets en rĂ©gime accĂ©lĂ©rĂ©. Une des techniques couramment employĂ©es est le chevauchement des lots de travaux, consistant Ă  exĂ©cuter en parallĂšle deux lots normalement sĂ©quentiels, en commençant le lot aval tout en se basant sur des informations prĂ©liminaires du lot amont. Des outils de planification de projet avec chevauchement existent mais concernent uniquement le niveau opĂ©rationnel. À notre connaissance, les praticiens ne disposent pas d’outils les aidant dans leur choix de chevauchement lors de la planification tactique. Compte tenu de l’importance de ces pratiques dans le milieu industriel d’aujourd’hui, ce mĂ©moire traite de la planification tactique de projet avec des possibilitĂ©s de chevauchement entre les lots de travaux. Un modĂšle de planification agrĂ©gĂ©e, connue aussi sous le nom de Rough-Cut Capacity Planning, avec chevauchement est proposĂ© sous forme de programme linĂ©aire en nombres entiers. Ce modĂšle combine des reprĂ©sentations discrĂšte et continue du temps et considĂšre plusieurs modes de chevauchement possibles pour les lots. Le modĂšle a Ă©tĂ© testĂ© sur 5 sĂ©ries de 450 instances chacune et permet de rĂ©soudre plus de la moitiĂ© en moins de 500 secondes. Moins que le tiers de ces instances n’a pas Ă©tĂ© rĂ©solu Ă  l’optimum dans un dĂ©lai infĂ©rieur Ă  10000 secondes. Les rĂ©sultats montrent que le chevauchement, initialement une technique d’accĂ©lĂ©ration de projet, permet Ă©galement la rĂ©duction des coĂ»ts en autorisant une meilleure distribution des charges. Cependant, certaines limitations ont Ă©tĂ© soulevĂ©es Ă  notre modĂšle, concernant surtout son applicabilitĂ© Ă  la pratique. En particulier, le modĂšle requiert des entrĂ©es qui peuvent ĂȘtre difficilement accessibles pour un projet rĂ©el et la rĂ©solution exacte nĂ©cessite de long temps de calcul pour des projets de grande ampleur. Afin de contourner la deuxiĂšme limite, une alternative a Ă©tĂ© envisagĂ©e en construisant une heuristique basĂ©e sur le modĂšle exact. Cette heuristique semble donner des rĂ©sultats encourageants. D’autres limitations ont Ă©galement Ă©tĂ© soulignĂ©es concernant le caractĂšre alĂ©atoire des donnĂ©es, le type des liens d’antĂ©rioritĂ© et les fonctions objectifs considĂ©rĂ©es. Ces limitations, ainsi que les rĂ©sultats prometteurs obtenus par la solution alternative, ouvrent plusieurs voies de recherche pertinentes. Les principales avenues sont le dĂ©veloppement d’une heuristique basĂ©e sur le modĂšle exact, la prise en compte de l’incertitude et la gĂ©nĂ©ralisation des liens d’antĂ©rioritĂ©.----------ABSTRACT : Project management is a complex discipline that requires strong tools in order to help the managers make the best decisions. In construction, fast tracking techniques, similar to Concurrent Engineering techniques, are commonly employed in order to accelerate project execution. One of these techniques is the overlapping of work packages, consisting in executing in parallel two normally sequential work packages, by starting the successor before the end of the predecessor based on preliminary information. While some planning tools with overlapping exist for the operational level, to our knowledge, no such tools are dedicated for the tactical level. Thus, practitioners do not have a tool that helps them make overlapping decisions at a tactical planning. Motivated by a true need, this study focuses on tactical project planning with the possibility of overlapping for work packages. A mixed integer linear programming model for the Rough-Cut Capacity Planning problem with overlapping is proposed. The model combines continuous and discrete representations of time, and considers several possible overlapping modes for work packages. The model was tested on 5 sets of 450 instances each, and manages to solve more than half of instances within 500 seconds, while less than one third of the instances were not solved to optimality when reaching the time limit of 10000 seconds. Results show that overlapping can reduce project cost by allowing a better distribution of workload, even though it is primarily a technique for accelerating projects. The model has several limitations mostly concerning its fitness to real projects applications. In fact, the model requires inputs that can be challenging to obtain in real projects, and it requires long solving times for big projects. In order to address that second limitation, a heuristic based on the exact model was proposed as an alternative solution, and gives very encouraging preliminary results. Other limitations were also raised concerning the stochastic nature of the problem, the type of precedence relations, and the considered objectives. These limitations, as well as the promising results of the alternative solution, offer interesting prospects for the future. Possible research avenues include development of heuristics based on the exact model, consideration of uncertainty, and generalization of precedence relations

    Structural Unemployement in Canada: 1971-1974. Did It Worsen?

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    Le terme chĂŽmage structurel peut ĂȘtre compris de diffĂ©rentes façons. Nous l'Ă©tudions ici dans le sens d'une discordance entre les caractĂ©ristiques des emplois et celles des travailleurs. Deux caractĂ©ristiques particuliĂšres sont retenues. Il s'agit des caractĂ©ristiques rĂ©gionales et professionnelles. Les emplois ou, de façon plus exacte dans ce contexte, les postes vacants, peuvent s'ouvrir dans certaines rĂ©gions ou professions particuliĂšres, alors que les travailleurs ou, plus prĂ©cisĂ©ment, les travailleurs Ă  la recherche d'emploi (chĂŽmeurs) sont dans des rĂ©gions diffĂ©rentes ou sont qualifiĂ©s pour occuper des professions diffĂ©rentes. Ce type de chĂŽmage structurel est, de toute Ă©vidence, prĂ©sent dans l'Ă©conomie canadienne. LĂ  n'est d'ailleurs pas l'objet de cet article, Ă  savoir s'il y a ou non des problĂšmes de chĂŽmage structurel tel que dĂ©fini plus haut. Nous cherchons plutĂŽt Ă  savoir si le chĂŽmage structurel s'est accru ou non entre 1971 et 1974.Le choix de la pĂ©riode 1971-1974 a son importance, car, c'est entre 1971 et 1974 que la relation chĂŽmage-postes vacants s'est dĂ©placĂ©e de façon marquĂ©e. Ce dĂ©placement se dĂ©crit et s'interprĂšte de la façon suivante. Au cours de la pĂ©riode 1971-1974, on a pu observer un nombre croissant de postes vacants alors que le nombre de chĂŽmeurs diminuait Ă  peine. C'est dire qu'il s'offrait de plus en plus d'emplois mais que les chĂŽmeurs ne les comblaient pas.Si les postes vacants se crĂ©aient dans des rĂ©gions oĂč il y avait peu de chĂŽmeurs ou pour des professions oĂč il y avait peu de chĂŽmage, ceci pourrait expliquer pourquoi le nombre de postes vacants s'est accru alors que le chĂŽmage est demeurĂ© sensiblement le mĂȘme. On en concluerait alors en une dĂ©tĂ©rioration du chĂŽmage structurel au cours de la pĂ©riode 1971-1974.Les donnĂ©es sur les taux de postes vacants et les taux de chĂŽmage par profession et rĂ©gion nous ont permis d'appliquer une mĂ©thode graphique simple pour vĂ©rifier cette hypothĂšse et dĂ©tecter les changements dans le chĂŽmage structurel de façon visuelle. Les rĂ©sultats de cette application n'ont pas fait ressortir de dĂ©tĂ©rioration marquĂ©e de problĂšmes structurels au niveau du chĂŽmage. Par ailleurs, la qualitĂ© et la nature trĂšs agrĂ©gĂ©e des donnĂ©es constituent une limite sĂ©rieuse Ă  l'infĂ©rence qu'il est possible d'en tirer, Ce qui est Ă©tonnant toutefois, c'est la manifestation Ă©vidente, non pas de discordances accrues entre les travailleurs et les emplois, mais celle d'un problĂšme plus aigu de nature frictionnelle. Enfin, cet exercice nous a permis de mieux connaĂźtre les limites de la mĂ©thode de vĂ©rification utilisĂ©e et d'espĂ©rer des dĂ©veloppements qui sauront l'amĂ©liorer.The paper examines the question whether « structural » unemployment in Canada worsened during the period 1971-1974. Structural unemployment is here defined as a mis-match between the location and skill of job seekers and the location and skill requirements of available jobs (vacancies)
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