L’intelligence artificielle au service de l’optimisation de l’énergie électrique dans un réseau intelligent

RÉSUMÉ : Afin de maintenir l’équilibre entre l’offre et la demande d’électricité, l’utilisation d’une planification opérationnelle fiable est un aspect important de la gestion du système électrique. Pour de nombreux services, les consommateurs doivent payer plus cher l’électricité pendant les périodes de pointes. Par conséquent, si les consommateurs possèdent une connaissance à l’avance des informations sur les pointes de la demande électrique, ces coûts supplémentaires peuvent être évités car ils pourront mieux gérer leur utilisation de l’énergie électrique. Pour cela, des prévisions précises de la demande d’électricité et donc des informations crédibles sur les pointes de puissance vont assurer un approvisionnement en électricité 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 être d’une grande utilité pour réduire le coût de l’électricité. Maintenant, lorsqu’il s’agit de prédire la consommation de puissance future d’un groupe de consommateurs avec des profils hétérogènes comme c’est le cas dans les bâtiments résidentiels, commerciaux ou institutionnels, il est nécessaire de savoir que les consommateurs peuvent avoir selon plusieurs critères leur propre comportement, une autre difficulté s’ajoute donc au problème. En effet, il devient primordial de tenir en compte l’aspect comportemental de chacun et donc de comprendre comment les consommateurs agissent à chaque moment.Sans bien connaître cet aspect, le modèle de prédiction ne sera pas robuste aux changements brusques dans les habitudes quotidiennes de chacun. Il est également 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 flexibilité permise par la demande d’électricité combinée aux incitatifs de la part du système électrique peuvent créer davantage de possibilités pour la gestion de la demande. Globalement, appliquer ce principe sur une plus grande échelle contribuera pleinement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Ce mémoire est donc construit à travers deux grands objectifs : le premier étant de créer des modèles précis de prédiction de la charge électrique, le second concerne la gestion de la demande électrique et la maximisation du confort du consommateur, ce dernier sera traduit par le contrôle de la température de chaque pièce à une consigne du consommateur. Le premier objectif s’oriente autour d’une étude comparative et approfondie de trois principaux algorithmes d’apprentissage profond largement utilisés pour la prédiction de séries chronologiques à court terme. Cette étude fera rentrer en jeu un ensemble de données se composant de l’historique de puissance consommée sur cinq bâtiments hétérogènes d’un campus universitaire à Montréal. L’historique de puissance est récolté à l’aide de compteurs intelligents chaque 15 minutes pendant les années 2015 et 2016. D’autres données externes liées à la météo et le calendrier seront ajoutées par la suite afin d’extraire les effets saisonniers et prendre en compte le comportement des consommateurs. Le but de cette étude sera de trouver le meilleur algorithme et la meilleure stratégie afin de construire un modèle capable de prédire avec une grande précision la consommation de puissance future à court terme au niveau du campus et sur plusieurs horizons. Aussi, ce modèle nous permettra d’avoir des informations fiables concernant les pointes d’électricité. La deuxième partie de cette recherche, faite en collaboration avec un étudiant doctorant, vise à fournir une étude approfondie sur la gestion de l’énergie et du confort en utilisant l’apprentissage par renforcement, qui est un processus essai-erreur où un agent autonome apprend à remplir une tâche en interagissant avec son environnement et en prenant ses propres décisions de façon à optimiser une récompense au cours du temps. Par conséquent, l’agent devra trouver la bonne politique qui lui permettra d’obtenir une récompense maximale sur toute la période de contrôle. Des agents capables de bien agir sur des charges contrôlées par thermostat ont été construits en utilisant des données synthétiques, puis testés sur diverses combinaisons de pièces, chaque pièce contenant une charge contrôlée par thermostat. Par la suite cette étude a pu prouver que donner les résultats de prédiction de la charge électrique comme information à l’agent était très efficace car comparée au schéma où ces résultats ne sont pas fournis, elle a permis de réduire jusqu’à 73 % la consommation d’énergie pendant les périodes de pic. Enfin, cette étude a été également l’objet d’une évolution vers la mise en œuvre d’un agent généralisé fiable, appelé GA2TC, capable de bien gérer l’énergie électrique et de maximiser le confort dans des bâtiments, quelle que soit leur architecture ou leur dimension. Cet agent a été développé dans le but d’éviter de construire une solution spécialement pour chaque bâtiment et, à la place, d’utiliser un seul agent adaptable à tous types de pièces et donc de bâtiments. Ce travail permettra une fluidité et une avancée rapide dans le domaine électrique ainsi que dans des domaines similaires, où la difficulté réside principalement dans la modélisation de solutions spécifiques à certains types de problèmes. En conclusion, ce mémoire contribue à la découverte de nouvelles approches basées sur de l’apprentissage machine ainsi qu’à la mise en œuvre de leurs applications dans le réseau intélligent (Smart Grid). Il fournit également une avancée et une nouvelle approche dans la manière de gérer les systèmes électriques dans les bâtiments, en prenant en compte dans certains cadres les prévisions de consommations futures. Toutefois, des limites techniques liées au manque de ressources de calcul pour perfectionner nos modèles de prévision et de gestion,et à la modélisation simplifiée du monde réel quant aux environnements des bâtiments, offrent de nouveaux défis à relever et des perspectives d’études élargies.----------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.

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

L’évaluation de l’impact potentiel écotoxique des métaux en analyse de cycle de vie (ACV) repose sur des données générées lors de tests de toxicité en laboratoire et archivées dans des banques de données spécialisées en écotoxicologie. Or, peu de données sont disponibles pour les écosystèmes terrestres et celles-ci sont généralement issues de tests sur les plantes ou les invertébrés du sol, ce qui ne couvre pas assez de catégories d’organismes pour bien représenter l’écosystème. De plus, les données disponibles sont souvent inadaptées au contexte de contamination métallique et sont généralement obtenues sur des sols artificiellement contaminés en laboratoire. Par conséquent, l’impact écotoxique potentiel des métaux en ACV est mal modélisé et non représentatif des contaminations réelles. Il faut donc générer rapidement des données écotoxiques qui tiennent compte des particularités d’une contamination métallique et qui proviennent d’une autre catégorie d’organismes terrestres peu représentée en écotoxicologie. La communauté microbienne terrestre présente ainsi plusieurs atouts puisqu’elle est en contact direct avec le sol et qu’elle est indigène. De tous les indicateurs microbiens existants, l’évaluation des réponses enzymatiques du sol est une avenue intéressante puisque les enzymes sont à la base des processus métaboliques et des cycles biogéochimiques des organismes vivants, elles sont produites principalement par la communauté microbienne et elles sont sensibles aux métaux. De plus, l’agrégation des réponses de plusieurs enzymes du sol pourrait conduire à un indice de diversité fonctionnelle (DF) enzymatique, un attribut de pertinence écologique de plus en plus encouragé dans les études des services écosystémiques. Cependant, dans le contexte d’une contamination métallique de terrain, la communauté microbienne peut développer des mécanismes de tolérance (adaptation génétique ou acclimatation physiologique) rendant l’activité enzymatique apparente des sols contaminés non corrélée au métal. Dans ce cas particulier, il faut trouver une autre approche écotoxicologique pour évaluer les réponses enzymatiques des sols contaminés par les métaux collectés sur le terrain. La stabilité enzymatique des sols, basée sur la dynamique de récupération de l’activité enzymatique suite à une perturbation contrôlée en laboratoire, est une approche de plus en plus promue en écologie microbienne et pourrait être plus sensible aux métaux que l’approche classique basée sur l’activité enzymatique. Il faut donc étudier ces deux approches enzymatiques (activité vs stabilité) pour voir celle qui est la plus adaptée au contexte du projet. Le métal testé pour ce projet est le zinc (Zn). L’objectif principal du projet porte sur le développement d’une méthodologie écotoxicologique basée sur la diversité fonctionnelle enzymatique agrégée et sensible à la concentration de Zn dans des sols contaminés collectés sur le terrain. Les objectifs spécifiques sont: 1) Sélectionner la solution d’incubation assurant des résultats enzymatiques justes et optimaux dans le contexte d’une contamination métallique 2) Élaborer un score de stabilité enzymatique qui tient compte des particularités physico-chimiques propres à chaque site échantillonné tout en étant sensible au Zn et 3) Générer une donnée écotoxique à partir d’un indice de diversité fonctionnelle enzymatique agrégé (activité ou stabilité) bien corrélé (R2 0,50) au Zn de sols contaminés. SOLUTION D’INCUBATION DES ESSAIS ENZYMATIQUES Le premier objectif spécifique du projet consistait à s’assurer que les essais enzymatiques génèrent des résultats représentatifs de ceux observés sur le terrain (in situ) et à vérifier si l’eau peut substituer l’utilisation de solutions tampon. Cette section a conduit à la rédaction du premier manuscrit intitulé “ Metal toxicity assessment in soils using enzymatic activity : Can water be used as surrogate buffer? ˮ et publié dans la revue Soil Biology & Biochemistry (chapitre 3). En effet, dû à l’effet ubiquitaire du pH sur 1’activité enzymatique, la composition de la solution de sol et la spéciation des métaux, il fallait préliminairement s’assurer que la solution d’incubation utilisée ne modifie pas la toxicité in situ du Zn des sols collectés sur le terrain et qu’elle n’entraine pas de fluctuation de pH durant les essais. Trois étapes allaient répondre à ce but : 1) Quantifier le Zn labile (une forme biodisponible) des échantillons du sol après contact avec différentes solutions d’incubation utilisées dans les essais enzymatiques (différents tampons et eau), 2) Mesurer à intervalles réguliers le pH des échantillons durant les essais enzymatiques conduits dans l’eau et 3) Comparer les essais conduits de façon standard dans un tampon à ceux conduits en parallèle dans de l’eau. Les résultats de cet objectif sont présemtés dans le chapitre 3 et la section 6.1. Ils ont montré qu’une seule solution d’incubation, le tampon acétate pH 5,8 utilisé dans les essais standards de l’arylsulfatase, augmentait considérablement la concentration du Zn labile après 2 h de contact, temps correspondant à la durée des essais enzymatiques. Cependant, même si cette concentration est 10 à 50 fois plus élevée que celle mesurée dans l’eau ou les autres tampons, elle n’affecte pas l’activité de l’arylsulfatase à court terme (2 h) puisque l’activité de l’arylsulfatase dans le tampon acétate est très similaire à son activité dans l’eau. De plus, le pH des échantillons mis en contact avec de l’eau n’a pas significativement fluctué comparativement au pH des échantillons mis en contact avec le tampon usuel. Finalement, l’activité enzymatique obtenue en utilisant le tampon est généralement bien corrélée (c.-à-d. R2 élevé) à celle obtenue en utilisant de l’eau à l’exception de deux enzymes, l’uréase et la phosphatase alcaline, utilisant des tampons standards à pH alcalins (pH 10 et pH 11 respectivement). Par conséquent, l’utilisation de l’eau comme substitut aux tampons est justifiée, non pas parce que les tampons modifient la biodisponibilité du Zn et ainsi sa toxicité, mais plutôt parce que des conditions d’incubation standards loin des conditions réelles de terrain engendrent des résultats incertains et, qui plus est, non optimaux. SCORE DE STABILITÉ ENZYMATIQUE ADAPTÉ AU CONTEXTE MÉTALLIQUE Le deuxième objectif spécifique du projet consistait à cibler le score de stabilité enzymatique (SE) le plus sensible à une contamination réelle au Zn sur le terrain et a conduit à la rédaction du deuxième manuscrit intitulé “ Linking Zn co-tolerance to soil enzymes resilience by a RSSI-based functional stability score ˮ et soumis dans la revue FEMS Microbiology Ecology (chapitre 4). Une méthode SE intéressante était la méthode RSSI (Relative Soil Stability Index), car elle est la première à avoir considéré la dynamique de la récupération à l’intérieur de son score et elle est basée sur l’activité enzymatique du sol. Mais d’abord, il fallait modifier le score original RSSI pour y intégrer l’historique physico-chimique du site échantillonné car il s’agissait d’une lacune majeure du score original. Trois nouveaux scores ont ainsi été développés. Ici aussi, trois étapes allaient répondre à l’objectif spécifique de cette partie : 1) Normaliser le score RSSI par le sol de référence, perturbé ou non, 2) Déterminer le score SE le plus sensible au Zn en corrélant ces nouveaux scores et ceux déjà existants aux concentrations de Zn des sols et 3) Faire une analyse multivariée pour vérifier quelles propriétés physico-chimiques influencent le score SE sélectionné. Les résultats de cette partie sont présentés dans le chapitre 4. Le meilleur score SE est un des nouveaux scores intégrant l’historique du site d’échantillonnage, soit le RSSIb. Ce score a détecté la toxicité du Zn sur trois enzymes individuelles (arylsulfatase, protéase et uréase) alors que les autres scores n’ont détecté la toxicité du Zn que sur une enzyme (variable selon le score). Les concentrations biodisponibles de Zn (labile et soluble) ont généré les plus fortes régressions, alors que la concentration totale de Zn n’était pas bien corrélée au RSSIb. Les résultats statistiques ont montré que le score RSSIb était fortement corrélé (négativement) à la concentration de Zn labile (et de façon moindre à la concentration de Zn soluble) du sol et que la texture et le pH étaient modérément corrélés au RSSIb. Les autres propriétés (concentration de carbone organique total ou dissout, capacité tampon, capacité d’échange cationique et concentration total de Zn) ont très peu influencé la SE du sol évaluée par le score RSSIb. La SE du sol évaluée par le score RSSIb est donc un bon indicateur de toxicité du Zn des sols contaminés, car le RSSIb dépend principalement du contenu en Zn biodisponible du sol. INDICE DE DIVERSITÉ FONCTIONNELLE ENZYMATIQUE Le troisième objectif spécifique du projet consistait à développer un indice de diversité fonctionnelle enzymatique sensible au Zn et a conduit à la rédaction du troisième manuscrit intitulé “ Toxicity response of a new enzyme-based functional diversity methodology for Zn contaminated field-collected soils ˮ et soumis dans la revue Soil Biology & Biochemistry (chapitre 5). Parallèlement, il fallait vérifier quelle approche, l’activité enzymatique classique ou la stabilité enzymatique évaluée par le score RSSIb agrégé, était la plus sensible au Zn et la plus judicieuse d’un point de vue pratique. Quatre étapes allaient répondre à l’objectif spécifique de cette partie : 1) Développer un indice de diversité fonctionnelle statistiquement valide basé sur l’agrégation de résultats enzymatiques (activité et stabilité) 2) Calculer les indices de DF ciblés pour chaque sol contaminé au Zn et pour chacune des deux approches enzymatiques 3) Corréler ces indices de DF aux différentes concentrations de Zn des sols afin de générer une donnée écotoxique et 4) Comparer les données et les paramètres de régression obtenus par les 2 approches enzymatiques et identifier celle qui est la plus pertinente pour évaluer la DF. La démarche d’agrégation utilisée a été validée statistiquement par une analyse en composantes principales montrant qu’au moins 75% de la variabilité enzymatique pouvait être expliquée par la première composante principale, justifiant ainsi l’agrégation de ces 6 variables (réponses enzymatiques) en un seul indice DF. Plusieurs indices DF ont été testés, mais ce sont les moyennes pondérée et géométrique des résultats enzymatiques qui se sont avérées les plus fiables comparativement aux autres indices (Shannon, Simpson et Gini). De plus, la diversité fonctionnelle enzymatique des sols contaminés par le Zn s’est montrée sensible à un gradient de Zn biodisponible (soluble et labile). Finalement, l’activité enzymatique agrégée demeure aussi bien corrélée à un gradient de Zn soluble ou labile que la stabilité enzymatique agrégée et ce, même après plusieurs années d’exposition. Ainsi, bien que l’utilisation du concept de stabilité enzymatique ait été judicieuse et réfléchie, elle n’a pas apporté de valeur ajoutée à l’évaluation de la toxicité du Zn par l’agrégation des résultats enzymatiques. CONCLUSION Globalement, la thèse a permis de définir les bases d’une méthodologie d’évaluation de toxicité terrestre in situ adaptée à une contamination de Zn à long terme et basée sur la diversité fonctionnelle enzymatique, un attribut de pertinence écologique très promu. Cette méthodologie pourrait être utilisée pour d’autres contaminants métalliques de sorte à générer d’autres données écotoxiques afin d’ultimement améliorer la modélisation de l’impact potentiel toxique des métaux 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

La mort d'un enfant est considérée comme l'une des expériences les plus difficiles à laquelle une personne puisse faire face. Les cliniciens, les hôpitaux et plusieurs organismes ont pour objectif d’aider les parents endeuillés, mais leurs efforts sont compliqués par un manque de recherche dans le domaine du deuil parental. Cette thèse est composée de trois articles, soit deux revues de littérature et une étude empirique, qui tentent de combler cette lacune et d’informer les services en soins palliatifs pédiatriques et les services de soutien au deuil en particulier. Le premier article porte sur les besoins des patients recevant des soins palliatifs pédiatriques et de leurs familles. Par le biais d’un méta-résumé de la recherche descriptive et qualitative récente, 10 domaines de besoins ont été identifiés qui correspondent aux lignes directrices actuelles en soins palliatifs pédiatriques et de fin de vie. Ces besoins sont présentés de manière à être facilement applicables à la pratique. Cependant, les résultats mettent aussi en évidence plusieurs aspects des soins identifiés comme déficitaires ou problématiques qui mériteraient une attention particulière dans le cadre de politiques futures. Dans le deuxième article, l'objectif était de résumer une vaste littérature d'une manière utile aux cliniciens. À cette fin, une synthèse narrative a permis d’intégrer la recherche quantitative et qualitative dans le domaine du deuil parental. Les résultats mettent en évidence les éléments susceptibles de favoriser l’adaptation des parents au deuil, éléments qui suggèrent par le fait même des avenues possibles de soutien et d'intervention. Cette synthèse a cependant cerné dans la littérature certaines failles méthodologiques qui rendent l'applicabilité clinique des résultats difficile. L'objectif du troisième article était d'informer les services de suivi et de soutien au deuil auprès des parents en se renseignant directement auprès de parents endeuillés. À cette fin, 21 parents (dont 8 couples) et 7 membres du personnel impliqués dans des activités de suivi de deuil de 2 hôpitaux pédiatriques ont été interrogés dans le cadre d’une description interprétative, et l'application clinique des résultats a été vérifiée par le biais de réunions avec des collaborateurs de recherche et les décideurs des centres hospitaliers. Les résultats décrivent comment les parents ont fait face à leur détresse dans la phase précoce de leur deuil, ainsi que leurs points de vue sur la façon dont les divers services de suivi de deuil ont été aidants. Les résultats suggèrent que les parents gèrent leurs sentiments intenses de douleur par une alternance de stratégies axées soit sur leur deuil ou sur leur quotidien et que dans plusieurs cas leurs relations avec autrui les ont aidé. Cette étude a également permis d'élucider la façon dont divers services de soutien aide les parents à aborder leur deuil. Les implications cliniques de ces résultats sont discutées ainsi que des recommandations à l’intention de ceux qui sont impliqués 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 modèle de planification tactique avec chevauchement

RÉSUMÉ : La gestion de projets est une discipline complexe, qui requiert des outils efficaces pour aider les gestionnaires dans la prise de décision. En construction, cette discipline emploie des techniques de fast tracking, similaires à celles de l’ingénierie simultanée, afin de réaliser les projets en régime accéléré. Une des techniques couramment employées est le chevauchement des lots de travaux, consistant à exécuter en parallèle deux lots normalement séquentiels, en commençant le lot aval tout en se basant sur des informations préliminaires du lot amont. Des outils de planification de projet avec chevauchement existent mais concernent uniquement le niveau opérationnel. 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 mémoire traite de la planification tactique de projet avec des possibilités de chevauchement entre les lots de travaux. Un modèle de planification agrégée, connue aussi sous le nom de Rough-Cut Capacity Planning, avec chevauchement est proposé sous forme de programme linéaire en nombres entiers. Ce modèle combine des représentations discrète et continue du temps et considère plusieurs modes de chevauchement possibles pour les lots. Le modèle a été testé sur 5 séries de 450 instances chacune et permet de résoudre plus de la moitié en moins de 500 secondes. Moins que le tiers de ces instances n’a pas été résolu à l’optimum dans un délai inférieur à 10000 secondes. Les résultats montrent que le chevauchement, initialement une technique d’accélération de projet, permet également la réduction des coûts en autorisant une meilleure distribution des charges. Cependant, certaines limitations ont été soulevées à notre modèle, concernant surtout son applicabilité à la pratique. En particulier, le modèle requiert des entrées qui peuvent être difficilement accessibles pour un projet réel et la résolution exacte nécessite de long temps de calcul pour des projets de grande ampleur. Afin de contourner la deuxième limite, une alternative a été envisagée en construisant une heuristique basée sur le modèle exact. Cette heuristique semble donner des résultats encourageants. D’autres limitations ont également été soulignées concernant le caractère aléatoire des données, le type des liens d’antériorité et les fonctions objectifs considérées. Ces limitations, ainsi que les résultats prometteurs obtenus par la solution alternative, ouvrent plusieurs voies de recherche pertinentes. Les principales avenues sont le développement d’une heuristique basée sur le modèle exact, la prise en compte de l’incertitude et la généralisation des liens d’antériorité.----------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?

Le terme chômage structurel peut être compris de différentes façons. Nous l'étudions ici dans le sens d'une discordance entre les caractéristiques des emplois et celles des travailleurs. Deux caractéristiques particulières sont retenues. Il s'agit des caractéristiques régionales et professionnelles. Les emplois ou, de façon plus exacte dans ce contexte, les postes vacants, peuvent s'ouvrir dans certaines régions ou professions particulières, alors que les travailleurs ou, plus précisément, les travailleurs à la recherche d'emploi (chômeurs) sont dans des régions différentes ou sont qualifiés pour occuper des professions différentes. Ce type de chômage structurel est, de toute évidence, présent dans l'économie canadienne. Là n'est d'ailleurs pas l'objet de cet article, à savoir s'il y a ou non des problèmes de chômage structurel tel que défini plus haut. Nous cherchons plutôt à savoir si le chômage structurel s'est accru ou non entre 1971 et 1974.Le choix de la période 1971-1974 a son importance, car, c'est entre 1971 et 1974 que la relation chômage-postes vacants s'est déplacée de façon marquée. Ce déplacement se décrit et s'interprète de la façon suivante. Au cours de la période 1971-1974, on a pu observer un nombre croissant de postes vacants alors que le nombre de chômeurs diminuait à peine. C'est dire qu'il s'offrait de plus en plus d'emplois mais que les chômeurs ne les comblaient pas.Si les postes vacants se créaient dans des régions où il y avait peu de chômeurs ou pour des professions où il y avait peu de chômage, ceci pourrait expliquer pourquoi le nombre de postes vacants s'est accru alors que le chômage est demeuré sensiblement le même. On en concluerait alors en une détérioration du chômage structurel au cours de la période 1971-1974.Les données sur les taux de postes vacants et les taux de chômage par profession et région nous ont permis d'appliquer une méthode graphique simple pour vérifier cette hypothèse et détecter les changements dans le chômage structurel de façon visuelle. Les résultats de cette application n'ont pas fait ressortir de détérioration marquée de problèmes structurels au niveau du chômage. Par ailleurs, la qualité et la nature très agrégée des données constituent une limite sérieuse à l'inférence qu'il est possible d'en tirer, Ce qui est étonnant toutefois, c'est la manifestation évidente, non pas de discordances accrues entre les travailleurs et les emplois, mais celle d'un problème plus aigu de nature frictionnelle. Enfin, cet exercice nous a permis de mieux connaître les limites de la méthode de vérification utilisée et d'espérer des développements qui sauront l'améliorer.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)