Évaluation intégrée des conséquences environnementales indirectes de la circularité des matériaux accrue dans les symbioses industrielles multirégionales

La transition à grande échelle vers une économie circulaire est essentielle pour relever les défis planétaires actuels liés aux changements climatiques et à l’épuisement des ressources naturelles. Cette transition implique de profondes réorganisations des interactions entre différentes industries et juridictions, entraînant des perturbations la dynamique concurrentielle des marchés des matières premières et secondaires. Ces perturbations peuvent entrainer des conséquences favorables ou défavorables sur l’environnement selon les spécificités du marché et paysage industriel unique à chaque région. Actuellement, le potentiel de telles conséquences indirectes est largement sous-évalué. Les capacités des méthodes d’évaluation ex ante qui intègrent la circularité dans les flux physiques sont limitées par de basses résolutions spatiales, temporelles et/ou matérielles avec un accent restreint sur les changements climatiques. Ce projet de recherche a pour objectif de développer une méthode d’évaluation intégrée ex ante permettant d’étudier de manière holistique les conséquences environnementales indirectes de l’augmentation de la circularité matérielle au sein de symbioses industrielles multirégionales. La première partie de la thèse présente les fondations conceptuelles et mathématiques d’un nouveau modèle d’optimisation économique de chaînes Matériaux-Produits multirégionales (CMPM) à séries temporelles. Ce modèle permet d’analyser les réactions en chaîne au sein des synergies industrielles qui cherchent à minimiser les coûts liés à leurs approvisionnements en matières premières, de matières secondaires, de résidus et de produits finis en réponse à des initiatives d’économie circulaire. L’élément novateur du modèle CMPM est la combinaison des quatre aspects suivants : (i) la distinction explicite entre les flux de matières et de produits finis et leurs relations causales dynamiques, (ii) l’utilisation d’équations d’équilibre de masse pour relier l’ensemble des chaînes multirégionales de production, consommation et gestion des matières résiduelles, (iii) une décomposition multirégionale de la concurrence de marché des matières premières et de matières secondaires et (iv) l’inclusion de trajectoires de contraintes physiques évoluant dans le temps. L’étude de cas portant sur une augmentation de l’utilisation de matériaux cimentaires dérivés de sous-produits industriels dans la production de ciment dans le nord-est de l’Amérique du Nord révèle des résultats complexes et nuancés. Bien que cette augmentation soit favorable globalement en favorisant l’économie circulaire, les résultats mettent en lumière des conséquences économiques et environnementales inégales entre les régions, créant à la fois des gagnants et des perdants. Cela souligne l’importance de prendre en compte les spécificités régionales et les dynamiques du marché pour maximiser les avantages de la circularité tout en minimisant les externalités négatives. La deuxième partie de la thèse se concentre sur l’examen des trajectoires des conséquences potentielles directes et indirectes sur la santé humaine, la diversité des écosystèmes, la disponibilité des ressources et les changements climatiques résultant de mesures visant à promouvoir la récupération des ressources en boucle fermée et ouverte. Cette analyse repose sur l’utilisation combinée des outils de l’analyse du cycle de vie conséquentielle (ACV-C) et du modèle CMPM. Dans un premier temps, les capacités du CMPM sont mises à profit pour identifier et quantifier l’inventaire du cycle de vie conséquentielle des mesures d’économie circulaire. Ensuite, cet inventaire est associé à la base de données conséquentielle ecoinvent v3.7 et à la méthode de caractérisation ReCiPe 2016 afin de caractériser les variations marginales des flux physiques en impacts potentiels. Le modèle est appliqué à deux mesures de valorisation des déchets de verre post-consommation dans la province de Québec (Canada): (1) l’amélioration des systèmes de récupération des ressources en boucle fermée favorisant un recyclage de bouteille-à-bouteille et (2) le déploiement d’un système en boucle ouverte pour la commercialisation de la poudre de verre comme ajout cimentaire. Les résultats indiquent qu’entre 55% et 94% des bénéfices environnementaux de la décision québécoise sont ressentis au-delà des frontières du Québec, en raison des réactions en chaîne indirectes survenant dans les échanges commerciaux dans l’est de l’Amérique du Nord. La troisième partie de cette thèse fournit des orientations pour prioriser les efforts en vue d’améliorer l’interprétation et la fiabilité des ACV-C. Grâce aux nouvelles capacités de modélisation fournies par le modèle intégré ACV-C:CMPM, une analyse de sensibilité globale basée sur la variance est performée pour identifier et classer les sources d’incertitude les plus influentes parmi les paramètres macroéconomiques, de flux de matières, économiques, de transport et de l’inventaire du cycle de vie. Ensuite, un cadre est proposé pour identifier les sources clés où les efforts de modélisation doivent être priorisés stratégiquement pour considérer l’incertitude des paramètres dans l’interprétation des résultats d’ACV-C, et ce, en fonction des caractéristiques spécifiques des marchés régionaux étudiés. Les résultats soulignent l’importance des variables et hypothèses érigeant les interactions entre l’offre et la demande de produit et de l’intensité de la concurrence horizontale. En résumé, cette thèse élargit la compréhension des implications complexes de la transition vers une économie circulaire à grande échelle. Elle met en évidence l’importance de tenir compte des spécificités régionales et des dynamiques du marché lors de la mise en œuvre de feuilles de route industrielles visant l’accroissement de la circularité des matériaux. Il est essentiel de reconnaître que cette circularité ne se traduit pas de manière uniforme dans toutes les régions, créant à la fois des opportunités et des défis uniques. Cela nécessite des approches intégrées pour les aborder de manière holistique et crédible dans le but ultime de favoriser un avenir plus durable pour notre planète.Abstract: The large-scale transition to a circular economy is essential to address current global challenges related to climate change and the depletion of natural resources. This transition involves profound reorganizations of interactions between different industries and jurisdictions, leading to disruptions in the competitive dynamics of primary and secondary material markets. These disruptions can have both positive and negative consequences on the environment, depending on the specific char-acteristics of each regional market and industrial landscape. Currently, the potential for such multi-regional indirect consequences is widely underestimated. The capabilities of ex-ante evaluation methods that integrate circularity into physical flows are limited by low spatial, temporal, and/or material resolutions with a narrow focus on climate change. This research project aims to de-velop an integrated ex-ante evaluation method to holistically study the indirect environmen-tal consequences of increased material circularity within multi-regional industrial symbiosis. The first part of the thesis presents the conceptual and mathematical foundations of the Multire-gional Materials-Products Chains (MMPC) economic optimization model with time series. This model allows the analysis of chain reactions within industrial synergies seeking to minimize the costs related to their supplies of raw materials, secondary materials, waste, and finished products in response to circular economic initiatives. The innovative aspect of the MMPC model is the com-bination of four key aspects: (i) the explicit distinction between material and finished product flows and their dynamic causal relationship, (ii) the use of mass balance equations to link all multi-re-gional chains of production, consumption, and waste management, (iii) a multi-regional decompo-sition of competition in the raw material, secondary material, waste, and finished product markets, and (iv) the inclusion of evolving physical constraint trajectories over time. The case study on increasing the use of cementitious materials derived from industrial by-products in cement produc-tion in the Northeastern North America reveals unbalanced results in terms of cost, trade balance, and greenhouse gas emissions between Canada and the United States due to the unequal distribu-tion of secondary materials. The second part of the thesis focuses on examining the potential direct and indirect consequences on human health, ecosystem diversity, resource availability, and climate change resulting from regional circular economy measures promoting closed and open resource recovery. This analysis relies on the integration of consequential life cycle assessment (CLCA) and the MMPC model. First, the capabilities of the MMPC model are utilized to identify and quantify the consequential life cycle inventory of circular economy measures. Then, this inventory is associated with the ecoinvent v3.7 database and the ReCiPe 2016 characterization method to characterize marginal variations in physical flows into potential impacts. The model is then applied to two measures of post-consumer glass waste valorization in the province of Quebec, Canada: (1) the improvement of closed-loop bottle-to-bottle resource recovery systems and (2) the deployment of an open-loop system for marketing glass powder as a cementitious additive. Between 55% and 94% of the envi-ronmental benefits of Quebec’s decision are felt beyond the province’s borders, due to indirect chain reactions in trade with eastern North America. The third part of this thesis provides guidance to prioritize efforts to improve the interpretation and reliability of CLCA. Using the new modelling capabilities provided by the integrated CLCA:MMPC model, a global sensitivity analysis based on variance is performed to identify and rank the most influential sources of uncertainty among macroeconomic, material flow, economic, transportation, and life cycle inventory parameters. Then, a framework is proposed to identify key sources where modelling efforts should be strategically prioritized to account for parameter uncer-tainty in the interpretation of CLCA results, depending on the specific characteristics of the studied regional markets. The results highlight the importance of variables and assumptions governing in-teractions between product supply and demand and the intensity of horizontal competition. In summary, this thesis broadens understanding of the complex implications of the transition to a large-scale circular economy. It highlights the importance of taking regional specificities and mar-ket dynamics into account when formulating policies and implementing sustainable practices. It is essential to recognize that material circularity does not translate uniformly across all regions, cre-ating both unique opportunities and challenges. This calls for integrated approaches to tackle chal-lenges and opportunities holistically, with the ultimate aim of fostering a more sustainable future for our planet

Optimisation des cendres volantes et grossières de biomasse dans les bétons compactés au rouleau et dans les bétons moulés à sec

Résumé : Depuis le début du XXe siècle, la production de bétons secs représente une industrie importante pour le développement des infrastructures en bétons compactés au rouleau notamment pour la construction de barrages, de digues, de pavages, et les bétons moulés à sec pour la pré-fabrication de blocs de maçonnerie, de briques, de pierres de pavé, etc. La durabilité de celles-ci peut être améliorée en réduisant leur consommation de ciment Portland et de granulats naturels en utilisant, respectivement, des ajouts cimentaires et des matériaux granulaires alternatifs. D’ailleurs, beaucoup de sous-produits industriels et autres ajouts cimentaires alternatifs ne respectant pas les exigences pour le béton conventionnel ont été utilisés avec succès dans ce type de béton. Les cendres de biomasse sont des sous-produits prometteurs pour les applications de bétons secs. Ces cendres sont obtenues dans une centrale de cogénération de l’industrie des pâtes et papiers suite à la combustion de leurs boues de traitement des eaux usées, de leurs boues de désencrage, et autres résidus de bois. Les cendres volantes de biomasse (CVB) ont une finesse similaire à celle du ciment et elles possèdent aussi un potentiel de réactivité pouzzolanique. Elles peuvent donc remplacer une partie du ciment utilisé dans la formulation de bétons. Les cendres grossières de biomasse (CGB) ont une granulométrie voisine de celle d’un sable fin. Elles peuvent donc être valorisées en remplaçant une partie des granulats naturels utilisés dans les formulations de bétons. Bien que les propriétés physico-chimiques et les interactions cimentaires de celles-ci soient étudiées depuis le début des années 2000, très peu d’applications commerciales ou industrielles ont été développées. Ce projet de recherche vise l’étude et l'optimisation des CVB comme ajout cimentaire alternatif et des CGB comme granulats fins alternatifs dans la production de bétons compactés au rouleau (BCR) et à la paveuse (BCP) pour des applications de pavages industriels et dans la production de bétons moulés à sec (BMS) pour des applications de préfabrication de pierres de pavé. Pour chacune de ces applications, des formulations incorporant un taux de substitution jusqu'à 30% du ciment par des cendres volantes et jusqu’à 100% du sable par des cendres grossières ont été réalisées. Ces travaux d’optimisation ont été effectués avec des bétons à rap-port eau-liant de 0,32, 0,35 et 0,37. Les propriétés à l’état frais (maniabilité et consistance), à l’état durci (résistance à la compression, à la flexion et à la traction), et de durabilités (absorption à l’eau, vides perméables et résistivité électrique) jusqu'à 91 jours ont été mesurées pour tous les mélanges de béton. Le rapport eau-liant, la teneur en pâte et les taux de remplacement optimaux ont également été combinés et optimisés afin de valoriser un maximum de cendres de biomasse, volantes et grossières, dans une seule formulation. Les résultats des mélanges de BCR fabriqués en laboratoire avec 10% et 20% de CVB et combinés à 50% de CGB ont respectivement montré des maniabilités désirées et des résistances à la flexion supérieures aux limites prescrites par les devis techniques pour une utilisation pratique de 23% et 29%. Ces deux mélanges donc ont été sélectionnés pour évaluer leur comportement in situ à l’aide de la construction d'une dalle de stockage de 792 m² par 300 mm d'épaisseur à l'aide de pratiques courantes. Des carottes ont été prélevées dans la dalle à 28 et 308 jours. La résistance à la compression des noyaux à l'âge de 308 jours a atteint 33 et 30 MPa pour les deux mélanges testés, respectivement. Les BMS fabriqués avec 5%, 10%, ou 15% CVB et 25% de CGB peuvent atteindre un indice de compaction de 99% avec un travail de compaction inférieur à celui spécifié par les fabricants de pierre de pavés. L'utilisation des CVB et CGB entraîne une faible diminution de la résistance à la compression, mais présente des valeurs de perméabilité et d’absorption à l’eau très faibles et inférieures aux exigences requises les normes (près de 5%). Ces travaux de recherche présentent un débouché potentiel à la valorisation des cendres volantes et grossières de biomasse issues de l’industrie des pâtes et papiers dans les bétons secs comme ajout cimentaires ou granulats fins. Cette approche peut offrir une contribution significative pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre associés à la production de ce type de béton et dans les gestions des matières résiduelles de l’industrie des pâtes et papiers.Abstract : Since the early twentieth century, the production of dry concrete is an important industry for infrastructure development including the construction of dams, core dikes, and pavements using roller-compacted concrete, and precast masonry blocks, bricks, pavers using dry-cast concrete. The sustainability thereof can be improved by reducing its consumption of Portland cement and natural aggregates using cementitious supplementary cementitious materials and alternative granular materials, respectively. Moreover, many industrial by-products and other mineral additions not meeting the requirements for conventional concrete have been success-fully used in such concrete. The biomass ashes are promising supplementary materials for dry concrete applications. These ashes are produced in a cogeneration plant of the pulp and paper industry following the burn-ing of their wastewater treatment sludge, their de-inking sludge, and other wood residues. The biomass fly ash (BFA) have a similar finesse in the cement and they also have a potential poz-zolanic reactivity. They may therefore replace part of the cement used in concrete formula-tions. The biomass bottom ashes (BBA) have a particle size close to that of a fine sand. They can be use to replace a portion of the natural aggregates. Although the physicochemical proper-ties and interactions with cement have been studied since the early 2000s, very few commer-cial or industrial applications have been developed. This research project aims at studying and optimizing the BFA content as an alternative sup-plementary cementitious materials and the BBA content as an alternative fine aggregates in the production of roller-(RCC) and paver-compacted concrete (PCC) for industrial pavements and dry-cast concrete (DCC) for the manufacture of pavers. Formulations incorporating substitu-tion rates of cement up to 30% by BFA and of the sand up to 100% by BBA were evaluated for each of the mentioned applications. This optimization work was carried out with concrete water-to-binder ratio (w/b) of 0.32, 0.35 and 0.37. The fresh properties (workability and com-pactness), hardened properties (compressive strength, flexural strength and splitting-tensile strength) and transport properties (water absorption, permeable voids and electrical resistivity) up to 91 days were measured for all concrete mixtures. The optimal w/b, paste content and replacement rates were also combined and optimized in order to maximize the biomass fly and bottom ashes content, in a single formulation. The results of concrete mixtures made with 10% and 20% BFA with 50% BBA showed 23% and 29% higher flexural strength than the limits required for practical use of RCC, respective-ly. These two RCC mixtures were selected for the assessment of in situ behaviors through the construction of a storage slab of 792 m² per 300 mm thick using standard practices. Core sam-ples were cut from the slabs at age of 28 and 308 days for follow-up of the concrete behavior with time. The compressive strength of the cores at an age of 308 days reached 33 and 30 MPa for the two tested mixtures, respectively. The DCC mixtures made with 5%, 10%, or 15% BFA and 25% of BBA can reach a compact-ness index of 99% with a compaction work lower than specified by the Standards. The use of the BFA and BBA lead to small decrease of the compressive strength, however they can result in very low permeability and water absorption values lower than required by the specifications (close to 5%). This research presents a potential market for recycling biomass fly and bottom ashes from the pulp and paper industry in dry concrete as alternative supplementary cementitious materials or fine aggregates. This approach can provide a significant contribution to reduce greenhouse gas emissions associated with the production of this type of concrete and with the managements of by-products from the pulp and paper industry

Conséquences sur les changements climatiques d'initiatives de développement durable: regard sur le secteur du ciment Portland

À la suite de la ratification de l’Accord de Paris sur le climat en 2016, le Canada s’est fixé un objectif de réduction de ses émissions de gaz à effet de serre (GES) de 30% en dessous du niveau de 2005 d’ici 2030. L’atteinte de ces objectifs requiert l’adoption d’initiatives de développement durable ambitieuses et progressives dans tous les secteurs industriels. Un des secteurs fortement interpellés est celui de la production de ciment Portland, principal élément liant du béton. Les procédés de fabrication du ciment Portland génèrent environ 7% des émissions mondiales de GES produits par les activités humaines et près de 80% de ceux provenant de l’industrie de la construction (Aïtcin et Mindess, 2017). Bien qu’il ne représente que de 10 à 12% de volume total d’un béton ordinaire, le ciment représente de 74% à 81% des émissions totales de GES (Boesch et Hellweg, 2010). Ces émissions découlent en grande partie de la production du clinker, composant majeur du ciment Portland

Administration of probiotics influences F4 (K88)-positive enterotoxigenic Escherichia coli attachment and intestinal cytokine expression in weaned pigs

This study evaluated the effect of the probiotics Pediococcus acidilactici and Saccharomyces cerevisiae boulardii on the intestinal colonization of O149 enterotoxigenic Escherichia coli harbouring the F4 (K88) fimbriae (ETEC F4) and on the expression of ileal cytokines in weaned pigs. At birth, different litters of pigs were randomly assigned to one of the following treatments: 1) control without antibiotics or probiotics (CTRL); 2) reference group in which chlortetracycline and tiamulin were added to weanling feed (ATB); 3) P. acidilactici; 4) S. cerevisiae boulardii; or 5) P. acidilactici + S. cerevisiae boulardii. Probiotics were administered daily (1 × 109 CFU per pig) during the lactation period and after weaning (day 21). At 28 days of age, all pigs were orally challenged with an ETEC F4 strain, and a necropsy was performed 24 h later. Intestinal segments were collected to evaluate bacterial colonization in the small intestine and ileal cytokine expressions. Attachment of ETEC F4 to the intestinal mucosa was significantly reduced in pigs treated with P. acidilactici or S. cerevisiae boulardii in comparison with the ATB group (P = 0.01 and P = 0.03, respectively). In addition, proinflammatory cytokines, such as IL-6, were upregulated in ETEC F4 challenged pigs treated with P. acidilactici alone or in combination with S. cerevisiae boulardii compared with the CTRL group. In conclusion, the administration of P. acidilactici or S. cerevisiae boulardii was effective in reducing ETEC F4 attachment to the ileal mucosa, whereas the presence of P. acidilactici was required to modulate the expression of intestinal inflammatory cytokines in pigs challenged with ETEC F4

From Sea to Sea: Canada's Three Oceans of Biodiversity

Evaluating and understanding biodiversity in marine ecosystems are both necessary and challenging for conservation. This paper compiles and summarizes current knowledge of the diversity of marine taxa in Canada's three oceans while recognizing that this compilation is incomplete and will change in the future. That Canada has the longest coastline in the world and incorporates distinctly different biogeographic provinces and ecoregions (e.g., temperate through ice-covered areas) constrains this analysis. The taxonomic groups presented here include microbes, phytoplankton, macroalgae, zooplankton, benthic infauna, fishes, and marine mammals. The minimum number of species or taxa compiled here is 15,988 for the three Canadian oceans. However, this number clearly underestimates in several ways the total number of taxa present. First, there are significant gaps in the published literature. Second, the diversity of many habitats has not been compiled for all taxonomic groups (e.g., intertidal rocky shores, deep sea), and data compilations are based on short-term, directed research programs or longer-term monitoring activities with limited spatial resolution. Third, the biodiversity of large organisms is well known, but this is not true of smaller organisms. Finally, the greatest constraint on this summary is the willingness and capacity of those who collected the data to make it available to those interested in biodiversity meta-analyses. Confirmation of identities and intercomparison of studies are also constrained by the disturbing rate of decline in the number of taxonomists and systematists specializing on marine taxa in Canada. This decline is mostly the result of retirements of current specialists and to a lack of training and employment opportunities for new ones. Considering the difficulties encountered in compiling an overview of biogeographic data and the diversity of species or taxa in Canada's three oceans, this synthesis is intended to serve as a biodiversity baseline for a new program on marine biodiversity, the Canadian Healthy Ocean Network. A major effort needs to be undertaken to establish a complete baseline of Canadian marine biodiversity of all taxonomic groups, especially if we are to understand and conserve this part of Canada's natural heritage

Climate mediates the effects of disturbance on ant assemblage structure

Many studies have focused on the impacts of climate change on biological assemblages, yet little is known about howclimate interacts with other major anthropogenic influences on biodiversity, such as habitat disturbance. Using a unique global database of 1128 local ant assemblages, we examined whether climate mediates the effects of habitat disturbance on assemblage structure at a global scale. Species richness and evenness were associated positively with temperature, and negatively with disturbance. However, the interaction among temperature, precipitation and disturbance shaped species richness and evenness. The effectwas manifested through a failure of species richness to increase substantially with temperature in transformed habitats at low precipitation. At low precipitation levels, evenness increased with temperature in undisturbed sites, peaked at medium temperatures in disturbed sites and remained low in transformed sites. In warmer climates with lower rainfall, the effects of increasing disturbance on species richness and evenness were akin to decreases in temperature of up to 98C. Anthropogenic disturbance and ongoing climate change may interact in complicated ways to shape the structure of assemblages, with hot, arid environments likely to be at greatest risk. © 2015 The Author(s) Published by the Royal Society. All rights reserved

Optimisation des cendres volantes et grossières de biomasse dans les bétons compactés au rouleau et dans les bétons moulés à sec

Résumé : Depuis le début du XXe siècle, la production de bétons secs représente une industrie importante pour le développement des infrastructures en bétons compactés au rouleau notamment pour la construction de barrages, de digues, de pavages, et les bétons moulés à sec pour la pré-fabrication de blocs de maçonnerie, de briques, de pierres de pavé, etc. La durabilité de celles-ci peut être améliorée en réduisant leur consommation de ciment Portland et de granulats naturels en utilisant, respectivement, des ajouts cimentaires et des matériaux granulaires alternatifs. D’ailleurs, beaucoup de sous-produits industriels et autres ajouts cimentaires alternatifs ne respectant pas les exigences pour le béton conventionnel ont été utilisés avec succès dans ce type de béton. Les cendres de biomasse sont des sous-produits prometteurs pour les applications de bétons secs. Ces cendres sont obtenues dans une centrale de cogénération de l’industrie des pâtes et papiers suite à la combustion de leurs boues de traitement des eaux usées, de leurs boues de désencrage, et autres résidus de bois. Les cendres volantes de biomasse (CVB) ont une finesse similaire à celle du ciment et elles possèdent aussi un potentiel de réactivité pouzzolanique. Elles peuvent donc remplacer une partie du ciment utilisé dans la formulation de bétons. Les cendres grossières de biomasse (CGB) ont une granulométrie voisine de celle d’un sable fin. Elles peuvent donc être valorisées en remplaçant une partie des granulats naturels utilisés dans les formulations de bétons. Bien que les propriétés physico-chimiques et les interactions cimentaires de celles-ci soient étudiées depuis le début des années 2000, très peu d’applications commerciales ou industrielles ont été développées. Ce projet de recherche vise l’étude et l'optimisation des CVB comme ajout cimentaire alternatif et des CGB comme granulats fins alternatifs dans la production de bétons compactés au rouleau (BCR) et à la paveuse (BCP) pour des applications de pavages industriels et dans la production de bétons moulés à sec (BMS) pour des applications de préfabrication de pierres de pavé. Pour chacune de ces applications, des formulations incorporant un taux de substitution jusqu'à 30% du ciment par des cendres volantes et jusqu’à 100% du sable par des cendres grossières ont été réalisées. Ces travaux d’optimisation ont été effectués avec des bétons à rap-port eau-liant de 0,32, 0,35 et 0,37. Les propriétés à l’état frais (maniabilité et consistance), à l’état durci (résistance à la compression, à la flexion et à la traction), et de durabilités (absorption à l’eau, vides perméables et résistivité électrique) jusqu'à 91 jours ont été mesurées pour tous les mélanges de béton. Le rapport eau-liant, la teneur en pâte et les taux de remplacement optimaux ont également été combinés et optimisés afin de valoriser un maximum de cendres de biomasse, volantes et grossières, dans une seule formulation. Les résultats des mélanges de BCR fabriqués en laboratoire avec 10% et 20% de CVB et combinés à 50% de CGB ont respectivement montré des maniabilités désirées et des résistances à la flexion supérieures aux limites prescrites par les devis techniques pour une utilisation pratique de 23% et 29%. Ces deux mélanges donc ont été sélectionnés pour évaluer leur comportement in situ à l’aide de la construction d'une dalle de stockage de 792 m² par 300 mm d'épaisseur à l'aide de pratiques courantes. Des carottes ont été prélevées dans la dalle à 28 et 308 jours. La résistance à la compression des noyaux à l'âge de 308 jours a atteint 33 et 30 MPa pour les deux mélanges testés, respectivement. Les BMS fabriqués avec 5%, 10%, ou 15% CVB et 25% de CGB peuvent atteindre un indice de compaction de 99% avec un travail de compaction inférieur à celui spécifié par les fabricants de pierre de pavés. L'utilisation des CVB et CGB entraîne une faible diminution de la résistance à la compression, mais présente des valeurs de perméabilité et d’absorption à l’eau très faibles et inférieures aux exigences requises les normes (près de 5%). Ces travaux de recherche présentent un débouché potentiel à la valorisation des cendres volantes et grossières de biomasse issues de l’industrie des pâtes et papiers dans les bétons secs comme ajout cimentaires ou granulats fins. Cette approche peut offrir une contribution significative pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre associés à la production de ce type de béton et dans les gestions des matières résiduelles de l’industrie des pâtes et papiers.Abstract : Since the early twentieth century, the production of dry concrete is an important industry for infrastructure development including the construction of dams, core dikes, and pavements using roller-compacted concrete, and precast masonry blocks, bricks, pavers using dry-cast concrete. The sustainability thereof can be improved by reducing its consumption of Portland cement and natural aggregates using cementitious supplementary cementitious materials and alternative granular materials, respectively. Moreover, many industrial by-products and other mineral additions not meeting the requirements for conventional concrete have been success-fully used in such concrete. The biomass ashes are promising supplementary materials for dry concrete applications. These ashes are produced in a cogeneration plant of the pulp and paper industry following the burn-ing of their wastewater treatment sludge, their de-inking sludge, and other wood residues. The biomass fly ash (BFA) have a similar finesse in the cement and they also have a potential poz-zolanic reactivity. They may therefore replace part of the cement used in concrete formula-tions. The biomass bottom ashes (BBA) have a particle size close to that of a fine sand. They can be use to replace a portion of the natural aggregates. Although the physicochemical proper-ties and interactions with cement have been studied since the early 2000s, very few commer-cial or industrial applications have been developed. This research project aims at studying and optimizing the BFA content as an alternative sup-plementary cementitious materials and the BBA content as an alternative fine aggregates in the production of roller-(RCC) and paver-compacted concrete (PCC) for industrial pavements and dry-cast concrete (DCC) for the manufacture of pavers. Formulations incorporating substitu-tion rates of cement up to 30% by BFA and of the sand up to 100% by BBA were evaluated for each of the mentioned applications. This optimization work was carried out with concrete water-to-binder ratio (w/b) of 0.32, 0.35 and 0.37. The fresh properties (workability and com-pactness), hardened properties (compressive strength, flexural strength and splitting-tensile strength) and transport properties (water absorption, permeable voids and electrical resistivity) up to 91 days were measured for all concrete mixtures. The optimal w/b, paste content and replacement rates were also combined and optimized in order to maximize the biomass fly and bottom ashes content, in a single formulation. The results of concrete mixtures made with 10% and 20% BFA with 50% BBA showed 23% and 29% higher flexural strength than the limits required for practical use of RCC, respective-ly. These two RCC mixtures were selected for the assessment of in situ behaviors through the construction of a storage slab of 792 m² per 300 mm thick using standard practices. Core sam-ples were cut from the slabs at age of 28 and 308 days for follow-up of the concrete behavior with time. The compressive strength of the cores at an age of 308 days reached 33 and 30 MPa for the two tested mixtures, respectively. The DCC mixtures made with 5%, 10%, or 15% BFA and 25% of BBA can reach a compact-ness index of 99% with a compaction work lower than specified by the Standards. The use of the BFA and BBA lead to small decrease of the compressive strength, however they can result in very low permeability and water absorption values lower than required by the specifications (close to 5%). This research presents a potential market for recycling biomass fly and bottom ashes from the pulp and paper industry in dry concrete as alternative supplementary cementitious materials or fine aggregates. This approach can provide a significant contribution to reduce greenhouse gas emissions associated with the production of this type of concrete and with the managements of by-products from the pulp and paper industry

Intestinal barrier function is modulated by short-term exposure to fumonisin B1 in Ussing chambers

Fumonisin B-1 (FB1) alters intestinal epithelial cell cycle, absorptive, secretory and barrier properties of intestinal epithelial cells in vitro but data with intestinal mucosa are lacking. Therefore, we tested the hypothesis that acute exposure to FB1 alters indices of intestinal absorptive and secretory physiology and barrier function ex vivo. Eighteen non-littermates pigs (n = 18) weaned at 28 d were slaughtered 7 d post-weaning. Jejunal tissue was collected immediately, the mucosa was mounted in Ussing chambers (UC) and short-term (2 h) effects of pure FB1 were investigated. Increased transepithelial resistance (TER) (P = 0.05) and macromolecular passage (P = 0.06) were observed after 60-90 min of incubation of jejunal mucosa with FB1. FB1 did not alter the jejunal absorptive and secretory physiology. In conclusion, 2h-exposure to FB1 tended to increase the trans- cellular permeability and increased para-cellular permeability of pig small intestine