identifier: Bélanger, Annie  (2000). Applicabilité de la flottation en colonne pour le traitement des sols et des sédiments contaminés : récupération des particules fines de sphalérite.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 124 p.

subject:
granulométrie
zinc
sphalérite
sédiments
flottation en colonne

abstract:
Il existe un important volume de sols et sédiments contaminés par les métaux.
Plusieurs types de technologies sont cependant disponibles pour traiter ces matériaux.
Parmi ces dernières, celles basées sur des approches physico-mécaniques sont les plus
couramment utilisés. Par contre, ces techniques permettent difficilement un traitement
efficace des particules fines; à savoir les particules présentant un diamètre inférieur à
45 µm. Dans plusieurs cas, cette fraction granulométrique contient la charge
maximale en contaminant. Afin de développer des outils de traitement plus efficaces,
des travaux ont été entrepris pour examiner le rendement de colonne de flottation en
regard de la récupération du zinc dans la fraction fine. Plus spécifiquement, les
objectifs du travail étaient:
1. d'obtenir des données de récupération de zinc par flottation en colonne sur quatre
tranches granulométriques s'étendant de 0,16 à 20 µm;
2. d'optimiser ce rendement pour la fraction granulométrique montrant un diamètre
moyen de 0,16 µm;
3. de comparer ces résultats à ceux disponibles dans la littérature.
Les essais menés dans ce but ont été conduits sur une matrice synthétique
formée de quartz et de sphalérite (ZnS). Une colonne de flottation montée en
laboratoire a servi à la réalisation de ces expériences. Les tranches granulométriques
ont été obtenues par utilisation d'un hydrocyclone. Différentes conditions
expérimentales se rapportant principalement : au débit d'entrée de la pulpe, au débit
des gaz, à la concentration de collecteur, à la concentration de moussant, à la densité
de la pulpe ont été utilisées afin, d'une part, de déterminer la récupération du zinc
dans les tranches granulométriques examinées et, d'autre part, d'optimiser
l'enlèvement du zinc pour une fraction moyenne de 0,16 µm.
Deux conclusions principales se dégagent de la présente étude. Premièrement,
les rendements de récupération du zinc en colonne de flottation sont supérieurs, en
général, à ceux rapportés dans la littérature pour les cellules et ce pour une matrice
artificielle identique. Deuxièment, une efficacité de 63 ± 1l % est rapportée pour le
zinc présent dans la fraction granulométrique de 0,16 µm. Les données présentées
dans ce travail démontrent que les colonnes de flottation représentent un outil efficace
de traitement des particules fines contenues dans une matrice solide contaminée.


identifier: Duchemin, Marc  (2000). Approche géomatique pour simuler l'érosion hydrique et le transport des sédiments à l'échelle des petits bassins versants agricoles.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 334 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
MODÉROSS
CEQUEAU
CEQÉROSS
bassin versant agricole
érosion
modélisation

abstract:
L'érosion hydrique est un phénomène naturel qui peut s'aggraver sous l'action combinée de
conditions climatiques et anthropiques particulières. L'importance de cette forme de pollution
diffuse est souvent mesurée par les quantités de sédiments exportés à l'exutoire .des bassins
versants. De façon générale, l'érosion hydrique dépendra de l'importance et de la fréquence des
agents d'érosion (pluie et ruissellement), des types de sols, de la topographie et de l'occupation
du territoire. L'utilisation des modèles mathématiques permet de tenir compte de ces paramètres.
Plusieurs travaux effectués sur l'érosion et le transport des sédiments portent sur des parcelles
ou des champs. Des efforts restent cependant à être déployés en ce qui concerne les études de
modélisation à l'échelle des bassins versants compte tenu des masses d'informations
hétérogènes qu'il faut alors manipuler. L'évaluation de l'érosion hydrique et du transport des
sédiments à l'échelle d'un bassin versant demande donc d'investir dans des études de simulation
qui tiennent davantage compte de la dimension spatiale et temporelle. Pour effectuer ces études,
on se doit de quantifier le mouvement de l'eau et des sédiments à travers le bassin versant. Une
telle investigation nécessite le développement d'une approche analytique multidisciplinaire qui
vise à simuler la production et le cheminement de l'eau (débit et ruissellement) et des sédiments
(érosion et solides en suspension) de l'amont vers l'aval d'un bassin versant. Cette procédure
exige l'emploi d'outils d'analyse de plus en plus sophistiqués. Le recours aux modèles
hydrologiques à distribution spatiale et aux systèmes d'information géographique (SIG) est alors
de mise. Par l’utilisation conjointe de ces outils, il devient possible d'analyser une grande quantité
de données susceptibles de définir l'environnement physique d'un bassin versant.
L'objectif principal de ce projet de recherche consiste à développer et appliquer une approche
géomatique de simulation qui vise à évaluer, dans le temps et l'espace, l'impact du climat et
de l'occupation du territoire sur l'érosion hydrique et le transport des sédiments vers l'exutoire
d'un petit bassin versant agricole. Elle rend également possible l'identification des secteurs du
bassin versant les plus touchés par le problème d'érosion/sédimentation et où un effort local
d'évaluation et d'intervention pourrait éventuellement être porté afin de réduire les pertes de sols.
Un modèle d'érosion hydrique et de transport des solides en suspension (MODÉROSS) a été
développé et couplé au modèle hydrologique CEQUEAU. Le modèle MODÉROSS a été construit
à partir d'algorithmes provenant de différents modèles d'érosion hydrique déjà existants. Le
produit final de ce couplage (progiciel CEQÉROSS) simule la production et le transfert de l'eau
et des sédiments, de l'amont vers l'aval d'un bassin versant. Un effort a été prodigué afin
d'automatiser l'acquisition et la gestion des données utiles au fonctionnement de CEOÉROSS.
Les macro-commandes du système d'information géographique IDRISI ainsi que son système
de gestion de données ont été largement utilisés à cette fin.
Les principales étapes de la démarche géomatique de simulation sont: segmentation du bassin
versant en unités spatiales de calcul relativement homogènes (i.e. USC); détermination des
caractéristiques climatiques, hydrologiques, topographiques, pédologiques et d'occupation du
territoire des USC; définition du réseau de drainage; évaluation de la production de sédiments
au sol et en rivière; estimation de la capacité de transport de l'écoulement; estimation de la
charge et de la concentration des solides en suspension et transfert des sédiments vers l'aval
du bassin versant. Les calculs s'effectuent au niveau de l'USC et de la journée. La procédure
proposée nécessite le calage de paramètres de façon à reproduire le mieux possible les débits,
les charges et les concentrations de solides en suspension mesurées quotidiennement.
La démarche méthodologique proposée a été appliquée sur un petit bassin versant agricole de
78 ha localisé à Lennoxville, dans la région de Sherbrooke, au Québec (Canada). Les valeurs
calculées (i.e simulation) des débits, des concentrations et des charges solides en suspension
ont été comparées, graphiquement et statistiquement, aux valeurs mesurées (i.e. observation)
à l'exutoire du bassin versant au cours des années hydrologiques d'octobre 1991 à septembre
1992 (période de calage) et d'octobre 1992 à septembre 1993 (période de validation). L'examen
des hydrogrammes et des sédimentogrammes journaliers pour ces périodes révèle un excellent
ajustement des débits et des charges solides simulés et observés. La comparaison des
concentrations journalières de solides en suspension observées et simulées montre cependant
des écarts considérables dûs à la grande variabilité naturelle du transport sédimentaire à l'échelle
des petits bassins versants. Ces écarts sont toutefois réduits si on ramène la comparaison à une
échelle temporelle (i.e. mensuelle, annuelle) mieux adaptée au contexte d'une gestion de la
pollution diffuse à l'échelle des bassins versants agricoles.
L'approche géomatique de simulation proposée dans cette thèse peut donc être utilisée pour
évaluer l'impact du climat et de l'occupation du territoire sur l'érosion hydrique et le transport de
solides en suspension d'un petit bassin versant. Localement, cette approche permet de cibler les
secteurs d'un bassin• versant les plus touchés par ces phénomènes et où une intervention à court
ou moyen terme peut s'avérer adéquate pour réduire les problèmes de pollution diffuse. De plus.
le modèle d'érosion hydrique et d~ transport de solides en suspension développé dans le cadre
de ce projet reproduit convenablement le comportement saisonnier de "érosion hydrique et du
transport sédimentaire à l'embouchure du bassin versant étudié. Finalement, nous croyons que
cette approche s'inscrit favorablement à l'intérieur d'un ensemble d'outils d'analyses destinés à
gérer globalement les ressources eau et sol à l'échelle des petits bassins versants ruraux.


identifier: El Abboudi, Nabil  (2000). Modélisation des écoulements en charge.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 156 p.

title: Modélisation des écoulements en charge.

subject:
réseaux municipaux
assainissement
SWIFT
hydraulique

abstract:
La modélisation des écoulements dans les réseaux d'égouts a pour rôle principal la
simulation du comportement hydraulique de ces systèmes. Dans notre cas, la
modélisation sert à mieux gérer les déversements en temps de pluie afin de
minimiser le volume d'eau rejeté dans les milieux naturels. Dans cette optique, un
modèle de gestion des déversements en temps de pluie a été conçu, le modèle
SWIFT. Celui-ci a été développé pour contrôler les ouvrages de régulation des
déversements des eaux usées de la Communauté Urbaine de Québec (C.U.Q).
Parmi les modules hydrauliques qui le composent, on trouve entre autres, le modèle
Muskingum et le modèle piston. Le premier est un modèle qui simule l'écoulement à
surface libre. Quant au deuxième, il n'est utilisé que pour les conduites en charge.
Par conséquent, le modèle ne tient pas compte des transitions entre les régimes
d'écoulement à surface libre et en charge.
L'objectif de ce mémoire est, premièrement, de présenter et d'expliquer les principes
hydrauliques ainsi que les algorithmes mathématiques utilisés pour construire un
modèle simple de simulation des écoulements en charge puis, deuxièmement,
d'essayer de le valider à travers un ensemble de tests, où les résultats obtenus sont
comparés à ceux du modèle SWMM. Ce modèle devrait être en mesure de simuler
les écoulements à surface libre, les écoulements en charge et la transition entre ces
deux régimes d'écoulement. Enfin, ce modèle devrait être capable d'effectuer la
simulation des écoulements dans un contexte de contrôle en temps réel.
Les résultats de ces tests montrent tout d'abord, que les cas de validation se divisent
en deux catégories. La première est constituée de cas de pentes fortes et la deuxième
de cas de pentes moyennes et faibles. Pour la première catégorie, les résultats des
deux modèles sont similaires. Donc, l'hypothèse de l'écoulement uniforme dans une
conduite semble valide dans ces cas. Pour la deuxième catégorie, on constate qu'il y
a une différence entre les résultats obtenus par le modèle développé et SWMM.
Cette différence vient du fait que le modèle considère l'écoulement uniforme et
néglige par la suite l'effet des pertes de charge. Par ailleurs, la condition limite est
considérée en amont de la conduite en aval du réseau et l'effet du refoulement n'est
pris en considération que lorsque la conduite est en charge. Pour pallier ce problème,
le nombre de Froude est utilisé pour décrire et classifier le type d'écoulement à
surface libre. Celui-ci exprime le rapport entre les forces d'inertie et celles de
gravité. Ce travaille montre donc qu'il est nécessaire pour les cas de pente faible de
tenir compte de la condition limite à l'aval du réseau.


identifier: Fiset, Jean-François  (2001). Récupération de métaux en solution par adsorption sur différentes biomasses végétales: application à des effluents industriels.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 258 p.

subject:
lixiviat
isothermes
adsorption
décontamination
écailles d'arachides
copeaux de bois
écailles de cacao
métaux
récupération

abstract:
Le présent projet de recherche consiste à évaluer la capacité d'adsorption de différents
déchets végétaux (écailles d'arachides, copeaux de bois, mousse de tourbe, écailles de
cacao) pour la récupération économique des métaux présents dans divers types d'effluents
acides.
Des essais d'adsorption en erlenmeyer ont été effectués en utilisant d'abord un lixiviat
synthétique de concentrations équimolaires (0,25 mM) à un pH de 2,0 afin de vérifier la
capacité d'adsorption des substrats. Il s'est avéré que le plomb s'adsorbe facilement à pH
acide. Un isotherme de Langmuir a révélé que la capacité maximale d'adsorption du plomb
sur des écailles de cacao est de 7,56 mg/g. Dans le but d'améliorer les capacités
d'adsorption, divers traitements chimiques ont été appliqués aux adsorbants. Un traitement
à l'hydrogénophosphate de sodium a permis d'améliorer considérablement les capacités
d'adsorption de la mousse de tourbe.
Les résultats ont fait état qu'il est possible d'enlever plus de 90 % du plomb de la solution
synthétique à un pH de 2,0. Étant donné que la solution synthétique possède une matrice
chimiquement peu chargée comparativement à un lixiviat d'origine industrielle, la capacité
d'adsorption a aussi été évaluée avec succès à partir de deux autres lixiviats. L'un provenait
de la décontamination de boues résiduaires de la station d'épuration des eaux usées de la
Communauté Urbaine de Montréal et le second était issu de la décontamination d'un sol
contaminé en métaux provenant de la ville de Montréal.
La présente étude a permis de démontrer qu'il est possible de réaliser la récupération de
métaux toxiques présents dans des effluents très acides par adsorption sur des biomasses
végétales peu dispendieuses.

Abstract

Standards that must be met by industries discharging effluent containing heavy metals are
becoming increasingly stringent. Conventional methods of achieving required
concentrations of heavy metals in liquid discharge have proven to have limitations and are
often very costly. The use of inexpensive organic and inorganic adsorbents to eliminate
heavy metals from contaminated industrial effluent and natural waters has been shown to be
an effective alternative to traditional physico-chemical methods.
This research project involves the evaluation of the adsorption capacity of various types of
plant waste (peanut shells, wood chips, cacao shells, peat moss) used in the economic
recovery of metals in various types of acid effluent.
The adsorption capacity of the substrates was tested by adsorption trials carried out in
Erlenmeyers using, initially, an equimolar synthetie leachate (0.25mM) at a pH of 2.0.
Lead was easily adsorbed onto substrates with acidic pH levels. A Langmuir isotherm
demonstrated that the maximum adsorption capacity for lead is 7.56 mg/g cacao shells.
With a view to improving adsorption recoveries, various chemical treatments were applied
to the adsorbents. Treatment with sodium phosphate salt significantly improved the
adsorption capacity of peat moss.
The results demonstrated that over 90% of the lead in a synthetic solution of pH 2.0 can be
removed. Because the matrix of the synthetic solution contained a smaller load than a
leachate of industrial origin, the adsorption capacity was also successfully evaluated for two
other leachates. One of the leachates was the product of the decontamination of sewage
sludge at the Montreal Urban Community wastewater treatment plant, and the other the
product of the decontamination of metal-contaminated soil from the city of Montreal.
This study demonstrated that toxic metals can be removed from strongly acidic effluent by
adsorption onto inexpensive plant biomass.


identifier: Fortin, Claude  (2000). Mécanismes de prise en charge et toxicité de l'argent chez une algue verte en relation avec la spéciation chimique.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 179 p.

subject:
ligands inorganiques
chlorure
thiosulfate

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF.

Une grande partie des observations de prise en charge, de bioaccumulation et de toxicité
des métaux chez les organismes aquatiques peuvent être expliquées par le modèle de l'ion
libre (MIL). Il existe toutefois des exceptions à ce modèle dont la plupart impliquent soit
des complexes du métal avec des ligands assimilables (le métal est alors transporté
accidentellement), soit des complexes lipophiles qui peuvent diffuser de façon passive à
travers les membranes biologiques. Les objectifs de cette recherche consistaient à (i)
déterminer si la prise en charge de l'argent à court terme (< 1 h) peut être accentuée par la
présence de chlorure ou de thiosulfate (non-respect du MIL) et (ii) identifier le ou les
mécanismes responsables de ce comportement. Pour ce faire, une algue verte
unicellulaire, Chlamydomonas reinhardtii, a été choisie comme organisme cible et un
radio-isotope de l'argent (100mAg) a été utilisé comme traceur. Les cellules étaient
exposées dans des milieux inorganiques simples et l'accumulation de métal intracellulaire
était mesurée en la distinguant de la fraction adsorbée à la surface. Après avoir caractérisé
les taux de prise en charge de l'argent en absence de ligands, les concentrations d'argent et
de chlorure ainsi que, par la suite, celles d'argent et de thiosulfate ont été augmentées
conjointement de façon à conserver la concentration d'argent libre (Ag+) constante. Dans
de tels cas, le MIL prédit une prise en charge constante du métal, c'est-à-dire que la
réponse biologique serait insensible à l'augmentation des concentrations des espèces
AgClnn-1 ou Ag(S203)nn-2 en solution. Contrairement à cette prédiction, le taux de prise en
charge observé était quatre fois plus élevé lorsque la concentration de chlorure passait de
0 à 4 mM pour une force ionique et une concentration de Ag+ constantes (respectivement
6 meq .L-1 et 9 nM) alors qu'en présence de thiosulfate (0,11 µM), cet écart augmentait
jusqu'à 20 fois la prise en charge observée en absence de ligands.
Deux mécanismes distincts peuvent expliquer les observations de stimulations de prise en
charge de l'argent. Les taux de prise en charge de l'Ag observés chez C. reinhardtii sont
plus élevés que ceux observés pour le Mn et le Cd, et ce d'environ trois ordres de
grandeur. Les taux de transport transmembranaire sont si élevés que cette étape n'est plus
limitante dans le processus de prise en charge, tel que prescrit par le MIL. Ainsi, la
diffusion de l'Ag (sous toutes ses formes) à travers la couche non-mélangée qui sépare
l'algue du milieu externe devient limitante. La vitesse de dissociation des complexes étant
plus rapide que celle de diffusion des ions à travers cette zone non-mélangée ainsi que
celle de prise en charge, l'accumulation devient proportionnelle aux concentrations des
espèces d'Ag présentes à l'interface eau - algue. Ce n'est que lorsque le flux diffusif
devient suffisamment élevé ([Ag] > 10-7 M) que le transport transmembranaire redevient
limitant dans la prise en charge de l'argent et que la complexation par le chlorure diminue
l'accumulation de l'argent. De plus, dans nos conditions d'exposition, la diffusion passive
du complexe neutre AgCl° n'a pu être évoquée pour expliquer l'augmentation de prise en
charge en présence de chlorure. Dans le cas du thiosulfate, toutefois, un mécanisme de
transport perméable au complexe AgS20 3- a pu être identifié. Ce système de transport est
sensible à la concentration environnante de SO42- qui agit comme inhibiteur compétitif au
transport de S2O32- et de AgS2O 3-. Finalement, il a été démontré que le thiosulfate peut
contribuer à augmenter la toxicité de l'Ag.


identifier: Gingras, Hugo  (2000). Modélisation stochastique de la pluie à l'aide de modèles invariants d'échelle.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 89 p.

subject:
précipitations atmosphériques
cascades multiplicatives
modélisation

abstract: La modélisation des précipitations atmosphériques a toujours revêtu un intérêt particulier pour les chercheurs, afin de répondre à toutes sortes de problèmes touchant à la gestion de la ressource eau (comme la prévision des événements de précipitation extrêmes pour le dimensionnement des ouvrages hydrauliques) ou encore pour ce qui est de prévenir la population face à l’arrivée de fortes averses de pluie. Or, la grande variabilité spatiotemporelle exhibée par le phénomène a toujours su poser des défis de taille aux scientifiques cherchant à le modéliser. L'une de ces difficultés concerne la bonne performance des modèles sur plusieurs échelles de temps. Afin de pallier à cette lacune à laquelle se sont butés la plupart de ceux-ci (notamment les modèles se basant sur les processus ponctuels), une nouvelle approche a commencé à se répandre au cours des dernières années faisant appel à la propriété d'invariance d'échelle, qui offre une solution à ce problème. On discute donc dans ce mémoire des aspects théoriques de l’invariance d'échelle, d'une méthode permettant de détecter sa présence dans les séries de pluie, en plus de développer un modèle simple de simulation s'appuyant sur le principe des cascades multiplicatives.  Une section de ce travail est aussi réservée à l'étude de l’effet de l’atome en zéro (i.e. la probabilité d’observer des mesures de précipitation nulles) sur le modèle en question. Ce modèle est testé sur des données horaires en provenance de l’Alabama. Après avoir vérifié la présence de la propriété d'invariance d'échelle sur les données, des simulations ont été effectuées afin de le valider. La performance du modèle est évaluée au niveau de la  reproduction des moments statistiques ainsi que de la distribution observée pour les intervalles secs. Les résultats satisfaisants obtenus permettent de conclure à l’utilité de recourir à ce type de modèle pour des applications futures. Quelques perspectives de recherche concernant la prévision des événements extrêmes sont d'ailleurs exposées.


identifier: Gosselin, Patrice  (2000). Cadre structural et métallogénique des indices de nickel le long de la faille de Shickshock-sud, Appalaches de la Gaspésie.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 162 p.

subject: minéralisation géochimie géométrie hydrothermie ordovicien silurien nickel serpentinite dolomitisation

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF.

La faille de Shickshock-Sud est une structure majeure des Appalaches
gaspésiennes orientée ENE. Le Mélange du Ruisseau Isabelle est un mélange tectonique
ordovicien qui se trouve à l'intérieur de la zone de faille et qui comprend des shales noirs,
des grauwackes, des calcaires argileux, des serpentinites et des serpentinites dolomitisées.
Trois mouvements sont reconnus le long de la faille de Shickshock-Sud : 1) un
mouvement oblique-dextre pré-silurien associé à l'orogenèse taconienne, 2) des
mouvements normaux du Silurien tardif au Dévonien précoce associés à la pulsation
salinienne et 3) un mouvement décrochant dextre au Dévonien moyen associé à
l'orogenèse acadienne. L'analyse structurale régionale et locale confirme la présence de
virgations compressives dans le mur de la faille ayant pour effet de générer un régime
transpressif le long de la faille de Shickshock-Sud et dans les roches siluro-dévoniennes
au sud.
La minéralisation nickélifère est encaissée par les roches ultramafiques
serpentinisées et dolomitisées du Mélange du Ruisseau Isabelle. Quatre stades
d'altération et/ou de minéralisation peuvent être définis:
1) serpentinisation massive des péridotites par la lizardite et la bastite remplaçant
l'olivine et le pyroxène (pseudomorphes) avec chrysotile fibreuse intergranulaire;
2) dolomitisation complète de la serpentine par remplacement et infiltration d'un
stockwerk de dolomite le long de plans de cisaillement millimétriques;
3) minéralisation nickélifère formée de stockwerks, de veines (N232/45°) et de
disséminations de niccoline (NiAs) et de mauchérite (Ni11As8); les arséniures sont
hydratés en annabergite (Ni3[AsO4]2.8H2O) le long des épontes; l'orientation des
veines minéralisées est subparallèle à l'orientation des structures de compression
acadiennes (plissement, clivage et failles inverses);
4) veines tardives de dolomite+hématite±quartz à texture en peigne orientées N347/42°
recoupant les veines de Ni-As; ces veines tardives sont subparallèles aux structures
d'extension NO-SE acadiennes reconnues dans cette partie des Appalaches
gaspésiennes.
La dolomitisation des serpentinites s'effectue en deux stades caractérisés par un
assemblage minéralogique différent en fonction de la température : 1) un assemblage
initial talc-dolomite de haute température et 2) un assemblage de quartz-dolomite de plus
basse température (<300°C). Les changements chimiques durant la dolomitisation se
caractérisent par des gains en calcium et CO2 et des pertes en silice et fer. La composition
isotopiques du carbone et de l'oxygène des roches dolomitisées suggèrent que la
dolomitisation des serpentinites du mélange est d'origine acadienne, et que le fluide est
associé à de l'eau marine avec une faible composante magmatique. La précipitation des
arséniures de Ni dans les serpentinites dolomitisées est contrôlée par les variations de ƒo2
résultants des processus de dolomitisation. Les indices de Ni de la faille de Shickshock-Sud
et ceux d'affinités similaires comme Bou Azzer (Maroc) et Eastern Metals (Estrie)
forment un groupe de gisements associés à des roches ultramafiques carbonatisées et
silicifiées où l'infiltration des fluides hydrothermaux est contrôlée par de grandes failles
régionales.


identifier: Ka, Oumar  (2000). Géomatique appliquée à l'étude des eaux souterraines dans la vallée du fleuve Sénégal (Sénégal).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 138 p.

subject:
géomatique
eaux souterraines
irrigation
analyse spatiale
aquifère superficiel
barrage
Sénégal

abstract: La mise en service des barrages de Diama et de Manantali, survenue en 1986 et 1988 respectivement, dans le but de promouvoir le développement de l’agriculture irriguée dans  la vallée du fleuve Sénégal, a occasionné le relèvement du niveau de base de celui-ci en période d'étiage. Ce relèvement dû à la présence d'une charge d'eau permanente, est susceptible d'influencer la dynamique des nappes d'eau souterraines dans toute la région, en particulier dans le delta, sous-zone saline située en aval, et où l'effet des eaux de surface pourrait être majorée par un surplus d'eau résultant d'intenses pratiques d'irrigation réalisées sur des sols salins parfois très filtrants. L'objectif de cette étude est d'arriver, à l’aide d'une méthode intégrée d'analyse spatiale du comportement hydraulique de l’aquifère superficiel dans la vallée du fleuve Sénégal, à  mieux apprécier les mécanismes d'échange entre la nappe superficielle et les cours d'eau, notamment le fleuve et les eaux souterraines et, au-delà, évaluer l'impact des barrages sur la recharge de cette nappe. Dans la zone spécifique du delta, l'étude vise à comprendre si une  relation existe entre la dégradation des terres et les fluctuations de la profondeur de la nappe induites par les apports de l’irrigation en plus des apports latéraux des cours d'eau, autrement dit, comprendre la dynamique des rapports entre la nappe superficielle, les cours d’eau, les sols et les aménagement irrigués. Pour approcher ces objectifs, des données non spatiales multi-sources, relatives pour l’essentiel, au suivi piézométrique de la nappe, aux aménagements et à la pédologie du delta, à la pluviométrie et à la limnimétrie de la moyenne vallée, entre 1987 et 1997, ont été modélisées dans un système de gestion de bases de données relationnelles (MS ACCESS),  puis intégrées au même titre que l’information spatiale (cartes des territoires, hydrographies) dans le système d'information géographique (SIG) ArcView. Le traitement et l'analyse spatiale de ces données révèlent que dans la moyenne vallée, la pluviosité est régressive sur la période d'étude et l’infiltration verticale à la nappe  pratiquement nulle. La recharge de la nappe est le seul fait des cours d'eau. Ce phénomène s'est accentué parallèlement à la remontée du niveau de base du fleuve en période hors crue. Dans le delta, même si la nappe subit l'influence locale de l’irrigation, surtout dans les  environs du Lampsar, l'alimentation latérale par les cours d'eau reste le phénomène dominant dans la recharge de la nappe. Néanmoins, le niveau moyen de l'eau souterraine  s'est rapproché de la surface avec une conductivité électrique qui a augmenté jusqu'en 1990 avant de connaître une chute notoire en 1997. Les valeurs de cette conductivité ainsi que ceux du pH, fluctuent en fonction de la profondeur de la nappe. Par ailleurs, la dégradation  des terres dans le delta semble être bel et bien favorisée par les remontées capillaires, puisque le taux de salinité en période hors irrigation est généralement plus élevé dans les zones où la nappe est moins profonde. Cette dégradation est cependant moins sévère dans les territoires aménagés par la SAED.


identifier: Lagacé, Catherine  (2000). Développement et validation d'une approche pour faire le suivi du gel saisonnier du sol sur le bassin de la rivière La Grande à partir de l'utilisation conjointe d'images RADARSAT et d'images SSM/I.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 176 p.

subject:
cryosphère
gel
sol
RADARSAT
SSM/I
La Grande

abstract:
Cette étude a été réalisée dans le cadre du programme CRYSYS (CRYospheric
SYStem to monitor global change in Canada) du Service Canadien de
l'Environnement (SCE) et porte sur le suivi du gel saisonnier du sol sur le bassin de
la rivière La Grande à partir d'images SSM/1 et RADARSAT.
Les objectifs de cette étude étaient, dans un premier temps, de déterminer le
potentiel des images SSM/1 et RADARSAT à cartographier le gel saisonnier du sol à
l'automne. Parla suite, cette étude visait à déterminer l'influence du type
d'occupation du sol sur le signal micro-ondes et finalement, elle consistait à
développer une approche afin d'utiliser conjointement les images SSM/1 et
RADARSAT.
Pour les données RADARSAT, la méthode utilisée consistait à faire un rapport entre
une image prise au début de l'automne et deux autres images acquises plus tard en
saison. Rappelons que les hyperfréquences sont sensibles aux variations de la
constante diélectrique. Un refroidissement des températures du sol et le gel d'une
partie de l'eau du sol a pour effet de diminuer la valeur de la constante diélectrique
des sols et la rétrodiffusion du signal radar. Ainsi, le rapport d'images radar permet
de visualiser rapidement les changements dans les valeurs des coefficients de
rétrodiffusion. Dans cette étude, nous avons constaté que la baisse des coefficients
de rétrodiffusion (2 à 3 dB), observée en automne, coïncidait avec la baisse générale
des températures du sol. Par la suite, les images radar ont été superposées à une
image LANDSAT d'occupation du sol afin d'évaluer l'influence du type d'occupation
du sol sur la signal radar. Nous avons alors observé que les forêts de conifères, les
forêts ouvertes et les landes boisées à lichen étaient les premiers à subir le
refroidissement des températures de l'air comparativement aux brûlis qui semblaient
geler plus tardivement à l'automne.
Pour les images SSM/1, la majorité des traitements effectués ont été réalisés à partir
d'un système d'information géographique. La méthode employée pour cartographier
le gel du sol consistait à appliquer un gradient spectral entre deux fréquences (37
GHz - 19,3 GHz /18). Le gel du sol se traduit alors par un gradient spectral négatif
puisque le gel a pour effet d'augmenter la profondeur d'émissivité. À 37 GHz, la
longueur d'onde est de la taille des diffuseurs et on observe davantage de diffusion
de volume à l'intérieur du sol, ce qui se traduit par une faible émissivité à cette
fréquence et un gradient spectral négatif. Ensuite, tout comme dans le cas des
données radar, les données SSM/1 ont été superposées à une image NOAA/AVHRR
d'occupation du sol afin de déterminer l'influence de l'occupation du territoire sur ces
données. Nous avons alors démontré que le présence des lacs et réservoirs dans le
pixel avait comme conséquence de diminuer considérablement la valeur
radiométrique du pixel. Ainsi, afin d'améliorer la précision de la cartographie, le
gradient spectral utilisé a été pondéré en fonction du  pourcentage de lacs et
réservoirs dans le pixel pour tenir compte de leur influence sur les températures de
brillance.
Finalement, une approche permettant de comparer les résultats de la cartographie
réalisée pour une même date à partir des deux types de capteur a été réalisée.
Cette comparaison a permis d'établir que la cartographie du gel du sol réalisée pour
un même territoire est équivalente. De plus, la mise en parallèle des deux types
d'information a permis d'estimer plus précisément la date du gel du sol sur le bassin
de la rivière La Grande. Il est donc possible de faire un suivi à long terme de l'effet
des changements climatiques sur le gel du sol dans les territoires au nord du Québec
à partir d'images satellitaires.


identifier: Larose-Charette, Daniel  (2000). Modélisation hydrogéologique régionale des aquifères libres de la MRC de Portneuf.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 326 p.

subject: hydrologie hydrogéologique aquifères Portneuf

abstract:
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Ce projet de recherche s'intègre dans un programme de cartographie régionale des
aquifères du piémont laurentien dans la MRC de Portneuf. Ce programme a permis la
caractérisation géologique et hydrogéologique des aquifères granulaires de surface dans
cette MRC à partir des données existantes et de la modélisation numérique.
La géologie de la MRC est caractérisée par une couverture de sédiments marins et
glaciaires sur le socle rocheux. L'étude reconnaît plusieurs contextes hydrogéologiques,
mais uniquement les contextes à plus fort potentiel aquifère, les sables et graviers
deltaïques, ont été modélisés.
Le modèle conceptuel développé a permis de déterminer les paramètres hydrologiques et
hydrogéologiques moyens des sables et graviers de surface. La recharge des aquifères a
été déterminée à partir du bilan hydrologique et des hydrogrammes de puits mesurés à
quatre endroits dans la MRC. Les résultats obtenus montrent une variation annuelle de la
recharge des aquifères. L'étude de sensibilité réalisée sur le calcul du bilan hydrologique
démontre que l'évaluation de la recharge varie de façon significative en fonction des
paramètres utilisés pour le calcul du bilan, particulièrement le coefficient de ruissellement
et la réserve en eau facilement accessible dans le sol. Par conséquent, le calcul de la
recharge à partir du bilan hydrologique devrait être utilisé uniquement qu'en première
approximation. À l'opposé, les hydrogrammes de puits mesurent directement la variation
de l'élévation de la nappe phréatique dans le sol et seulement un paramètre est estimé
(porosité de drainage) pour permettre le calcul de la recharge. Cette méthode est plus
précise mais il faut cependant plusieurs années de compilation de données pour connaître
plus exactement la variation moyenne du niveau de la nappe phréatique et de la recharge.
La valeur moyenne de la recharge estimée pour les aquifères libres dans la MRC de
Portneuf est de 0,25 m/an.
Les valeurs de conductivité hydraulique représentatives qui ont été compilées ont été
analysées afin de connaître les valeurs pour chaque unité quaternaire présente dans la
MRC. Les valeurs de conductivité hydraulique ont été estimées avec de la formule
empirique de Hazen à partir de leur courbe granulométrique, en utilisant leur diamètre
effectif (d10). La valeur moyenne de conductivité hydraulique pour les sables et graviers
de la zone modélisée est de 3,00xl014m/s. Cette valeur de conductivité hydraulique se
rapproche des valeurs obtenues à partir d'essais de perméabilité réalisés dans les sables
deltaïques.
La modélisation numérique a été réalisée en utilisant une combinaison des logiciels
Groundwater Modeling System (GMS), FEMWATER et FRAC3DVS. Les résultats de la
modélisation permettent de préciser les valeurs moyennes de recharge et de conductivité
hydraulique déterminées dans le modèle conceptuel ainsi que d'évaluer les vitesses et
directions d'écoulement de l'eau souterraine dans les grands aquifères libres localisés
dans les sables et graviers deltaïques. Les valeurs de recharges calibrées confirment les
valeurs obtenues à partir des hydrogrammes de puits. Également, les valeurs de
conductivité hydraulique calibrées représentent biens les valeurs de conductivité
hydraulique de référence. Les vitesses moyennes de l'eau souterraine sont de 150 m/an.
Les vitesses maximales se retrouvent en bordures des rivières alors que les vitesses
minimales sont identifiées au centre des bassins modélisés.
La modélisation permet donc de représenter quantitativement la dynamique de l'écoulement dans les aquifères libres de la MRC de Portneuf.

Abstract
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to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.

Our hydrogeological modeling study is part of a regional hydrogeological mapping
project of the Laurentian Piedmont surficial aquifers in the Portneuf area. This area is
representative of the general hydrogeological context prevailing on the North shore of the
St.Lawrence River. The regional mapping project provides a good geological and
hydrogeological characterization of the large unconfined granular aquifers present in the
study area. Our hydrogeological modeling work provides a quantitative understanding or
the hydrodynamics of groundwater flow in the area and focuses on the estimation of
groundwater recharge in these aquifers.
The regional geology consists mainly of surficial quaternary sediments of marine and
continental origin covering bedrock. Using the geological description of the sediments,
five distinct hydrogeological contexts are defined. We used these contexts to focus the
numerical modeling of groundwater flow only on the hydrogeological contexts having a
high aquifer potential, name1y the large unconfined aquifers within the sand and gravel
formed by the deltaic system related to the Jacques-Cartier and Sainte-Anne rivers.
The regional piezometric map, as well as other hydrologic and hydrogeologic parameters,
were used to define the conceptual hydrogeological model underlying the numerical
model. The aquifer recharge rate was first estimated from a regional hydrologic mass
balance and with a record water level fluctuation from three wells hydrograph. Sensitivity
analyses of the hydrologic mass balance indicate that this method cannot provide a
precise estimate of groundwater recharge. Therefore, recharge should not be estimated
sole1y from hydrologic mass balance. Well hydrographs provide a more direct indication
of recharge and only requires specific yield to be known in order to calculate recharge. A
drawback ofwell hydrographs is that recharge varies significantly from year to year, thus
requiring long records to provide a representative mean value of recharge. Estimated
mean recharge in the sand and gravel aquifers of the study area is 250 mm/year.
Data from grain size distributions of sediments were used to derive estimates of hydraulic
conductivity for each hydrogeological context of the study area using the Hazen formula.
The mean hydraulic conductivity in the modeled sand and gravel aquifers is
3.00xl0-4 m/s. This value is consistent with other data obtained from hydraulic tests
within the same material in the area.
The hydrogeological data was integrated in a numerical model to simulate groundwater
flow at the regional scale. Numerical modeling has performed with two softwares: GMS
and FRAC3VDS. GMS is used as an interface to generate the finite element grid, prepare
the input files and graphically present the results. The input files generated by GMS are
formated for FEMWATER but the files are converted for their use with FRAC3VDS
which is used to perform the simulations. The model is run under steady state and
saturated conditions. The saturated thickness of these unconfined aquifers was estimated
in order to use saturated conditions which allowed much more efficient numerical
calculcations. The calibrated modeling results provide another estimate of the mean
groundwater recharge as well as a representative global hydraulic conductivity.
Modeling also shows groundwater flow directions and velocities within the sand and
gravel aquifers. Sensitivity analyses show that the model is much more sensitive to
changes in hydraulic conductivity than modifications of groundwater recharge. The
model provides a quantitative understanding of groundwater flow conditions in the
unconfined aquifers of the Portneuf area and can be used to help manage and protect
groundwater resources.


identifier: Latraverse, Marco  (2000). Modélisation additive par polynômes locaux pour la régionalisation des quantiles de crue: approche optimale de régression par région d'influence.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 202 p.

subject: lissage modélisation crue polynômes

abstract:
En raison des grandes étendues territoriales et du coût associé à l'installation et au maintien de stations de mesures, il arrive fréquemment que les hydrologues doivent produire une estimation des quantiles de crue de période de retour donnée T, notés Qt, en un site non jaugé où ils ne disposent d'aucune information hydrométrique. Dans cette situation, une approche employée consiste à utiliser des
procédures de régionalisation afin de transférer l'information disponible en des sites jaugés vers le site non jaugé où l'on désire produire une estimation. De manière générale, une procédure de régionalisation  commporte deux étapes distinctes qui consistent à (l) choisir les sites jaugés à partir desquels s'effectuera le transfert d'information et (2) appliquer aux sites choisis un modèle de transfert d'information régionale. Aux États-Unis, des ingénieurs du United States Geological Survey (USGS) ont proposé récemment l'utilisation d'une nouvelle
procédure de régionalisation, la régression par région d'influence (Tasker et al., 1996)qui consiste à (l) choisir les sites jaugés à l'aide d'une approche de région d'influence et (2) utiliser une approche classique de régression pour le transfert d'information régionale.
Dans cette thèse,nous reformulons l'approche de la régression par région d'influence dans un contexte de régression non paramétrique. Nous montrons en effet que l'approche de régression par région d'influence appartient à une classe particulière de modèles de régression non
paramétrique, les modèles de régression locale. Nous utilisons, dans un premier temps, les concepts de
la régression locale afin de proposer une approche
permettant de choisir de manière objective et optimale les paramètres de la région d'influence, des paramètres qui traditionnellement étaient choisis de manière subjective. Nous mettons aussi en évidence le fait qu'appartenant à la famille des modèles de régression locale, l'approche de la régression par région d'influence se heurte au problème, bien connu en statistique, de la raréfaction des données
dans un espace à grande dimension. Nous proposons alors, par le fait même, l'utilisation d'une nouvelle approche de régionalisation non paramétrique par région d'influence
qui ne soit pas affectée par ce problème de dimensionalité, l'approche de la modélisation additive par potynômes
locaux. Nous comparons par la suite,à l'aide de données
réelles, l'approche de modélisation additive par polynômes
locaux à l'approche de la régression par région d'influence dont les paramètres ont été estimés de manière objective et optimale, à l'approche de la régression par région d'influence de Tasker et al. (1996)et à l'approche
classique de régression régionale paramétrique du USGS.
Modélisation additive par polynômes locaux pour la régionalisation des quantiles de crue...


identifier: Murat, Valérie  (2000). Étude comparative des méthodes d'évaluation de la vulnérabilité intrinsèque des aquifères à la pollution: application aux aquifères granulaires du piémont laurentien.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 291 p.

subject:
statistiques
SIG
aquifères
piémont laurentien

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
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Le but de ce projet, réalisé conjointement par le Centre géoscientifique de Québec, l'Institut
National de la Recherche Scientifique (INRS-Géoressources), l'Université Laval, le MENV et la
MRC de Portneuf vise la mise en place d'une démarche pour la réalisation de cartes de
vulnérabilité régionale, en prenant pour région d'application la MRC de Portneuf (terrain
d'environ 4000 km2 à 50 km à l'ouest de Québec).
Au Canada, 26% de la population est tributaire de l'eau souterraine pour ses besoins domestiques;
ce pourcentage s'élève à 21 % au Québec. La qualité de cette eau est sans cesse mise à l'épreuve
par la menace grandissante associée aux sources potentielles de pollution. Il est important, dans le
contexte actuel, que des mesures soient prises afin d'assurer la pérennité de la ressource.
L'estimation de la vulnérabilité intrinsèque permet de prévenir une partie de la contamination en
aidant à la prise de décision en matière de gestion du territoire.
Il existe plusieurs méthodes d'estimation de la vulnérabilité. L'étude présentée ici a pour objectif,
de déterminer quelle méthode s'avère la plus efficace et réaliste du point de vue de l'évaluation
de la vulnérabilité intrinsèque. Elle doit établir deux compromis, choisir une méthode dont le
nombre de paramètre est suffisant mais pas trop élevé (difficulté pour se procurer l'information);
et équilibrer la quantité d'information nécessaire versus celle disponible (la collecte pouvant
engendrer des coûts élevés). Cette étude a été réalisée en deux parties, un volet pour l'estimation
de la vulnérabilité intrinsèque en appliquant 4 méthodes d'estimation et un second volet pour
l'analyse statistique concernant la place de chacun des paramètres dans les diverses méthodes et
la variabilité de l'estimation de la vulnérabilité d'une méthode à l'autre.
Les méthodes d'estimation retenues sont: la méthode DRASTIC (7 paramètres), la méthode
GOD (3 paramètres), la méthode Minnesota (utilisant 4 paramètres sur 3 niveaux) et la méthode
EVARISK pour laquelle la plupart des variables font partie intégrante du modèle. Le choix des
méthodes a été basé sur les différents types de méthodes (cotation numérique, analytique,
cartographique) disponibles dans la littérature et sur l'information disponible, en rapport avec
l'application de la méthode et les données utiles à sa réalisation. L'incorporation des résultats
dans des systèmes d'information géographique (SIG tels que Mapinfo, IDRISI, ArcInfo) permet
de structurer et faciliter l'accès et l'intégration de l'information.
L'application de la comparaison de ces méthodes a été effectué au niveau des aquifères
granulaires du piémont laurentien. Ce secteur a été sélectionné pour sa diversité tant pour la
présence d'aquifères représentatifs de la rive nord du Saint-Laurent, que pour la diversité au
niveau de l'utilisation des sols et de la géologie.
L'application de ces 4 méthodes permet de voir que les résultats obtenus pour les méthodes
DRASTIC, Minnesota et GOD sont fortement influencées par la nature des formations
superficielles et diffèrent d'avec la carte EVARISK, basée sur les caractéristiques pédologiques
du terrain. Il est à noter que l'estimation de la vulnérabilité intrinsèque est une notion relative,
c'est-à-dire que les valeurs obtenues pour chaque méthode sont parfois subjectives et
interprétables méthode par méthode. L'étude statistique de surface réalisée en comparant les
méthodes deux à deux, permet de mettre en relation la variation spatiale de l'indice de
vulnérabilité d'une méthode à l'autre sans tenir compte de la valeur de cet indice. On a pu
remarquer que la superposition des méthodes DRASTIC et Minnesota met en évidence une bonne
adéquation dans l'estimation de la vulnérabilité de la MRC de Portneuf. Les tests géostatistiques
mettent en évidence l'importance des paramètres pour chaque méthode et l'adéquation des
méthodes par rapport à la méthode DRASTIC.


identifier: Paradis, Daniel  (2000). Comparaison des méthodes de détermination des périmètres de protection des ouvrages de captage d'eau souterraine dans les aquifères granulaires du piémont Laurentien.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 262 p.

subject:
eau souterraine
aquifère
PDP
hydrogéologie
modèle numérique
MODFLOW-MODPA
piémont laurentien

abstract:
Les activités humaines sont souvent la cause de la dégradation des sources d'eau
potable. Depuis plusieurs années, certaines municipalités ont connu des problèmes de
qualité de leur eau souterraine suite à la contamination par des agents polluants tels les
chlorures, l'aldicarbe, les hydrocarbures et les nitrates. Certains ouvrages de captage
municipaux ont même dû être abandonnés. La gestion des sources potentielles de
contamination contenues à l'intérieur des périmètres de protection (PDP) déterminés
autour des ouvrages de captage constitue une méthode efficace de préservation de la
qualité de l'eau souterraine.
Le PDP circonscrit un territoire comprenant la surface et le sous-sol autour d'un ou de
plusieurs ouvrages de captage (puits ou sources) et à l'intérieur duquel des
contaminants peuvent migrer et éventuellement contaminer le ou les ouvrages de
captage. Au Québec, le ministère de l'environnement (MENV) définit trois périmètres
distincts : (1) le périmètre immédiat, visant à protéger le captage et ses équipements.
correspondant à une zone clôturée de rayon minimal de 30 mètres autour du captage;
(2) le périmètre rapproché, visant à protéger le captage contre les sources de
contamination bactérienne ou virale, correspondant à un temps de transport de 60 jours
ou à une distance minimale de 100 mètres à partir du captage et (3) le périmètre éloigné
visant à protéger le captage contre les substances polluantes persistantes et défini par
l'aire d'alimentation du captage.
Il existe plusieurs méthodes de détermination des PDP. Ces méthodes varient de
simple d'application à des méthodes très complexes et dispendieuses. De façon
générale, plus la méthode permet l'intégration des caractéristiques géologiques,
hydrologiques et hydrogéologiques du milieu, plus elle est précise. La principale
problématique dans l'établissement des PDP consiste à faire le choix d'une méthode qui
assure une détermination réaliste de ces périmètres à partir d'un minimum
d'informations et pour un minimum de coûts. Ainsi, les principaux objectifs de ce
mémoire sont d'appliquer, de comparer et de valider différentes méthodes de
détermination des PDP ainsi que d'évaluer l'influence de l'incertitude reliée à l'évaluation
des paramètres hydrogéologiques sur la forme et les dimensions de ces périmètres pour
différents contextes hydrogéologiques de la MRC de Portneuf.
Les types d'ouvrage de captage considérés sont un réseau de puits (20 pointes
filtrantes) situé à Pont-Rouge et aménagé dans les dépôts meubles ainsi qu'une zone de
résurgence (sources) captée au contact d'un aquifère sableux et d'un aquitard située à
Saint-Alban. Ces captages sont parmi les plus importants de la MRC de Portneuf.
L'approche utilisée pour la validation des méthodes consiste à faire le choix de la
méthode qui représente le mieux le contexte hydrogéologique du site et à utiliser le
périmètre obtenu par cette méthode comme base de comparaison pour la validation des
autres méthodes. La comparaison des PDP éloignés est faite avec l'aire d'alimentation
déterminée par cartographie hydrogéologique (piézométrie), alors que pour les PDP
rapprochés cette comparaison est faite avec la zone de transport de 60 jours obtenue
par modélisation numérique avec MODFLOW et MODPATH.
Les méthodes comparées sont des équations de bilan de masse (infiltration et cylindre),
des équations analytiques simples (écoulement uniforme, temps de transport avec la loi
de Darcy et temps de transport de Bear et Jacobs, 1965), la méthode empirique de
Civita (1995), la cartographie hydrogéologique, la méthode 3A2E, la modélisation par
éléments analytiques (WhAEM) et la modélisation numérique (MODFLOW-MODPATH).
Pour les PDP éloignés et rapprochés des sites de Pont-Rouge et de Saint-Alban, ta
méthode 3A2E donne les meilleurs résultats d'un point de vue précision-coûts. Dans
tous les cas étudiés, le rapport d'aire commune obtenue par cette méthode est toujours
supérieur à 82% et la quantité d'informations nécessaire à son utilisation est minimale.
Cependant, puisque cette méthode est indépendante de l'écoulement, celle-ci doit être
appliquée avec discernement. Pour une évaluation plus précise des PDP éloigné et
rapprochés, la cartographie hydrogéologique et la modélisation numérique doivent être
envisagées.

Abstract

Human activities surrounding wells and springs are often responsible for the poor quality
of the drinking water obtained from groundwater. Some municipal wellfields have even
been abandoned due to contamination from hydrocarbons, nitrates or other types of
pollutants The management of potential contaminant sources within wellhead protection
area (WHPA) is a recognized preventive approach to preserve the quality of exploited
groundwater resources. Numerous methods have been proposed for the delineation of
WHPA. They range from simple to very complex and their cost varies accordingly. Until
now, no comparative study has ever been conducted on WHPA delineation methods in
Quebec. A need was thus felt for a comparative study that would also provide
guidelines on the minimal level of characterization required and the most effective
methods available for delineating a WHPA. The study covers the delineation of WHPA
for wells and springs in unconfined aquifers. The study was carried out in the Portneuf
area where large sand and gravel unconfined aquifers are widely used for water supply.
Two study areas were chosen, including one for wells and one for springs in different
hydrogeological setting and groundwater exploitation conditions. At each site, a
thorough hydrogeological characterization was carried out to provide a reference for the
evaluation of the WHPA methods. The WHPA delineation methods compared include
Volumetric Flow Equation, Uniform Flow Equation, Time of Travel Analytical Equation,
Empirical Equation, Hydrogeologic Mapping, 3A2E Method, Analytical Element Modeling
and Numerical Modeling. These methods were compared using the areas obtained for
the zone of contribution (ZOC) and the 60 days zone of transport (60 d ZOT) obtained
from each method. We defined a "common area ratio” as the ratio of the area of the
ZOC obtained from the different WHPA methods over the area obtained from
hydrogeological mapping. Similarly, a “common area ratio” for the 60 d ZOT was
calculated for the area obtained by the WHPA method over the area obtained from a
numerical groundwater model developed for each site.
For the ZOC and the 60 d ZOT of the Pont-Rouge and Saint-Alban sites, the 3A2E
method gives the best results considering both the precision of the area delineated
compared to the references as well as the ease of application of the method (amount of
data required, ease of use). In all cases, the common area ratio obtained with the 3A2E
method is above 80 % and the data required for its application is minimal. However,
hydrogeological mapping and numerical modeling should be considered when a more
precise evaluation of the WHPA is required.


identifier: Pelletier, Geneviève  (2000). Impact du remplacement des conduites d'aqueduc sur le nombre annuel de bris.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 256 p.

subject:
structures municipales
réseaux d'aqueduc
remplacement

abstract:
L'état des infrastructures municipales est inquiétant et semble se détériorer rapidement. Des outils doivent être développés pour évaluer l'état structural présent et futur de ces Infrastructures Une Stratégie de modélisation, inspirée de l’analyse de survie et utilisant le nombre annuel de bris répertoriés (historique de réparations) sur les conduites d'aqueduc comme indicateur de l'état structural d'un réseau d'aqueduc, a été développée pour des municipalités possédant de courts historiques de bris. La prédiction des bris d'aqueduc dépend fortement du nombre de bris déjà recensés sur les conduites. En effet, le fait qu'une conduite ait déjà brisé est un bon indicateur du  fait qu'elle brisera de nouveau. Afin de tenir compte de cette observation, les données relatives aux bris de conduites d'aqueduc ont été séparées en deux strates qui ont été modélisées séparément : les premiers bris et les bris subséquents. Le modèle simple à trois paramètres développé requiert un minimum de données, généralement faciles à obtenir même dans des municipalités disposant de peu de données. Les problèmes rencontrés lors de la structuration des données des quatre municipalités québécoises ont enrichi notre réflexion quant à la façon dont devraient être archivées les données sur les conduites et les bris, afin de permettre l’identification des facteurs qui ont une influence sur le taux de bris, et ainsi éclairer les gestionnaires dans leurs décisions sur les interventions. La réflexion entourant le choix d'une stratégie de modélisation et le développement d'une stratégie de calage adaptée aux municipalités possédant de courts historiques de bris sont les principaux aspects  originaux de la thèse.

Abstract

Municipal water infrastructures seem to be in poor condition and deteriorating rapidly. Tools are
needed to assess the present and future structural states of these infrastructures. A modelling
strategy, inspired by survival analysis and using the annual number of recorded water pipe breaks
(from repair records) as an indicator of the structural state of a network, was developed for
municipalities with brief recorded pipe break histories. Pipe breakage behavior depends strongly on
the number of previous breaks experienced by a pipe. To take this into account, pipe break data was
divided into two strata (first breaks and subsequent breaks), modeled separately. The resulting
simple three-parameter pipe break model requires minimal and readily available data.
Problems encountered while structuring the four Quebec municipalities' data have deepen our
understanding of how data on pipes and breaks should he archived, in order to facilitate the
identification of factors that have an impact on break rates. These risk factors can then be used to
help managers in their decision making conceming interventions on their network. The choice of a
modelling strategy and the development of a calibration strategy adapted to municipalities with brief
recorded pipe break histories are the main original aspects of this thesis.


identifier: Rioux, Daniel  (2000). Contribution à la validation physique de la modélisation des microhabitats en 2D pour le saumon atlantique (Salmo salar) de la rivière Sainte-Marguerite.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 164 p.

subject:
modèle hydrodynamique
étiage
tacons
variables abiotiques

abstract:
La modélisation des microhabitats permet d'obtenir des indices de qualité d'habitat pour
une espèce de poisson. Le microhabitat est une fonction de plusieurs variables biotiques et
abiotiques. Toutefois, les variables abiotiques de profondeur, de vitesse de courant et celle
de substrat sont généralement suffisantes pour obtenir une description représentative du
choix d'habitat effectué par le poisson.
Dans le cas présent, le tacon (juvénile) du saumon Atlantique (Salmo salar) a été choisi car
il est très territorial et tend à se choisir un site avec une roche lui fournissant un abri contre
le courant tout en lui permettant de voir ses proies venir par la dérive. Son microhabitat est
donc facilement descriptible et se prête bien au type de modélisation que l'on désire
effectuer.
La méthode traditionnelle pour décrire l'habitat consiste à récolter des données de
profondeur, de vitesse et de substrat aux endroits où un jeune saumon est observé
(préférences d'habitat). Par la suite, on procède à une récolte aléatoire de données sur
l'ensemble du tronçon afin de connaître la disponibilité des conditions présentes.
La méthode tentée ici, consiste à utiliser un outil de modélisation hydrodynamique afin de
recréer les conditions hydrauliques (profondeurs et vitesses d'écoulement) présentes sur la
rivière et d'obtenir ainsi, la disponibilité des conditions de façon mathématique à partir des
débits réels s'écoulant dans la rivière. Il s'agit donc de substituer la distribution de
fréquence des conditions abiotiques obtenue par mesure directe sur le terrain (disponibilité
de conditions) par celle que le modèle numérique fournira. Les données nécessaires à la
calibration du modèle numérique qui ont été utilisées sont les données mesurées sur le
terrain qui ont été utilisées pour calculer les fréquences d'utilisation du territoire par le
poisson. Il a donc fallut s'assurer de l'homogénéité des ensembles de données mesurées par
rapport aux données hydrodynamiques que livre le modèle.
Pour un débit d'étiage de 2,6 m³/s, des erreurs moyennes de 19% ont été observées entre les
deux ensembles de données pour les profondeurs alors que des erreurs moyennes de 35%
sont apparues pour les vitesses supérieures à 0,10 m/s. Divers tests ont donc été entrepris
afin de vérifier si certaines méthodes ne permettraient pas d'améliorer les résultats en ce qui
a trait à l'écart entre les valeurs simulées et celles mesurées sur la rivière en étiage extrême.
Les essais ont été fais en variant la paramétrisation du frottement et aussi, la discrétisation
du maillage hydrodynamique. Une vérification des méthodes de prise de mesures sur le
terrain a aussi été effectuée.
Ceci permettra donc de faire certaines recommandations pour les utilisateurs futurs de
logiciel de simulation hydrodynamique afin que ceux-ci récoltent des données valables sur
le terrain, particulièrement dans les cas de rivière à pente forte (gros alluvions) simulées à
de faibles débits.


identifier: Séjourné, Stephan  (2000). Étude structurale et géochimique des veines de l'écaille de Saint-Dominique, Appalaches du sud du Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 137 p.

subject: Appalaches structure microstructure pétrographie géochimie

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
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L'écaille de Saint-Dominique fait partie de la zone de failles imbriquées qui souligne la limite entre
les nappes externes de la zone de Humber et la plate-forme autochtone des Basses-Terres du Saint-Laurent.
On y retrouve les mêmes roches que dans la plate-forme, depuis le Groupe de Beekmantown jusqu'au
Groupe de Lorraine, qui ont été déformées durant l'orogenèse taconienne (Ordovicien moyen à tardif). Nous
considérons ici quatre affleurements de grandes dimensions situés le long de la Route 235 et dans la
Carrière Saint-Dominique, afin d'établir l'enchaînement des déformations qui ont affecté l'écaille. Un soin
particulier a été apporté à la compréhension du mode de formation des veines parallèles au litage (VPL) et
des veines nord-nord-est parallèles à l'axe du plissement, ces deux types de veines étant le sujet d'une
importante controverse dans la littérature. Trois approches complémentaires devront permettre d'arriver à
cette fin: une analyse détaillée des éléments structuraux et microstructuraux et de leurs relations de
recoupement, une étude pétrographique des ciments de calcite qui scellent les veines, et enfin l'analyse
isotopique de ces ciments (δ180 PDB %0 , δ13C %0).
L'ouverture des premières VPL s'est produite: en enfouissement lors de la formation de
chevauchements parallèles au litage. Le plissement par flexion et glissement a ensuite réactivé ces VPL et
en a formé de nouvelles. Les ciments de calcite ont enregistré toutes les étapes de l'ouverture et de la
déformation des VPL (δ180 PDB = -9,7 à -8,2 et δ13C = -1,59 à -0,08 pour le Groupe de Beekmantown, δ180
PDB = -8,1 à -4,7 et δ13C = 0,60 à 1,96 pour le Groupe de Trenton).
Les veines d'extension parallèles à l'axe du plissement ont un pendage vers l'ouest-nord-ouest ou
vers l'est-sud-est. Elles se sont développées dans les charnières anticlinales au passage des rampes ou sous
le poids des redoublements tectoniques, et sont recoupées par le clivage de plan axial et les derniers
mouvements cisaillants des VPL. Les ciments de ces veines ont précipité à partir du même fluide que les
VPL (δ180 PDB = -9,5 à -8,3 et δ13C = -0,64 à -0,23 pour le: Groupe de Beekmantown, δ180 PDB = -7,5 à -6,5
et δ13C = 1,36 à 1,67 pour le Groupe de Trenton).
Les failles inverses recoupent ou réactivent les éléments structuraux précédents. Leurs ciments ont
des signatures isotopiques très voisines de celles des derniers ciments des VPL et correspondent donc aux
derniers mouvements des failles (δ180 PDB = -8,5 à -6,1 et δ13C = -1,03 à -0,25 pour le Groupe de
Beekmantown, δ180 PDB = -6,2 à -6,0 et δ13C = 1,39 à 1,66 pour le Groupe de Trenton).
La plupart des failles normales sont tardi-taconiennes. Elles soulignent le relâchement des
contraintes et l'effondrement final des structures chevauchantes. Le fluide impliqué dans leur cimentation
est très proche de celui des failles inverses (δ180 PDB = -6,8 à -3,4 et δ13C = 0,52 à 1,78 pour le Groupe de
Trenton). Seules deux failles dans les groupes de Beekmantown et de Trenton ont pu être actives
respectivement avant et après l'orogenèse taconienne.
L'ensemble des résultats isotopiques indique une diminution progressive de la température du
système (Beekmantown: δ180 PDB = -10,5 à -8,1, Trenton: δ180 PDB = -8,1 à -4,7) expliquée par l'effet
conjugué de la remontée des structures le long des plans de chevauchements et du mélange avec un fluide
de même nature mais plus froids, provenant des séries du mur des chevauchements.
Des failles inverses et normales ont été réactivées tardivement selon un mouvement décrochant
nord-sud incompatible avec les contraintes qui ont présidé aux déformations taconiennes (δ180 PDB = -5,4 et
δ13C = 1,00 pour le Groupe de Beekmantown, δ180 PDB = -1,1 et δ13C = -1,05 pour le Groupe de Black
River).


identifier: St-Hilaire, André  (2000). Modélisation de la température de l'eau et des solides dissous en rivière sur un petit bassin versant forestier.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 193 p.

subject:
modèle hydrologique CEQUEAU
régime thermique
couvert végétal
température
sol

abstract:
Le développement et l'application de modèles hydrologiques et de qualité de l'eau permettent de
simuler différentes conditions abiotiques et d'en évaluer l'impact sur la qualité de l'habitat
aquatique. La modélisation hydrologique et de la qualité de l'eau peut donc être un outil de
recherche et de gestion important dans le cadre de projets comme celui du ruisseau Catamaran, qui
vise à quantifier l'impact des pratiques actuelles de coupe forestière sur l'habitat aquatique.
Le premier objectif de cette thèse consiste à vérifier l'applicabilité du modèle hydrologique
CEQUEAU sur un petit bassin forestier expérimental, le ruisseau Catamaran. Situé au centre du
Nouveau-Brunswick, ce cours d'eau est le site d'un projet à long terme (15 ans). Durant la première
phase du projet (1990-1995), un moratoire sur la coupe a été appliqué afin de permettre l'évaluation
de la variabilité naturelle des paramètres physiques, chimiques et biologiques du cours d'eau. Le
modèle a été appliqué sur les données récoltées durant cette première phase. Le second objectif est
d'arriver à obtenir une simulation plus réaliste du régime thermique d'un petit bassin versant
forestier en incorporant la température du sol et le couvert forestier comme variable affectant
l'enthalpie de l'écoulement local hypodermique et du ruissellement. Finalement, le troisième but
consite à appliquer le modèle de simulation des solides dissous de CEQUEAU durant la première
phase du projet et de tester 3 algorithmes pour simuler la variabilité temporelle des concentrations
en solides dissous de la nappe.
Généralement, le modèle hydrologique a bien simulé les débits journaliers du ruisseau Catamaran
entre 1990 et 1995. La performance du modèle hydrologique a été évaluée à l'aide de critères
numériques. Les lames observées et calculées pour l'ensemble des 6 années simulées diffèrent de
seulement 38,6 mm (4340,8 mm et 4379,4 mm respectivement). Le débit moyen observé pour toute
la période est 0,62 m³/s et le débit moyen calculé est 0,63 m³/s. Les coefficients de Nash calculés
pour chaque année ont varié entre 0,44 et 0,73 (0,61 pour l'ensemble de la période).
Le modèle de température a permis de simuler adéquatement le régime thermique du ruisseau
Catamaran Le modèle original a été modifié afin d'inclure la fermeture de futaie et la température
du sol comme variables affectant les enthalpies de l'écoulement hypodermique et du ruissellement.
Les modifications apportées au modèle ont permis d'abaisser l'erreur quadratique moyenne de
2,10°C à 1,77 °C. Le coefficient de Nash pour la période simulée a passé de 0,78 à 0,82. Une
analyse de sensibilité a été effectuée afin de vérifier si les modifications apportées au modèle
permettent de mieux détecter les impacts potentiels d'une coupe sur le régime thermique. Le
couvert forestier a été diminué afin de représenter 3 scénarios de coupe. La coupe qui sera effectuée
durant la seconde phase du projet (1996-2001) a été simulée en diminuant la fermeture de futaie
proportionnellement à la superficie coupée sur chaque carreau entier. Des coupes fictives de 50%,
et 100% ont aussi été simulées. Le modèle modifié a simulé une augmentation maximum de la
température moyenne entre mai et octobre de 0,26 °C, 0,39°C, et 0,76 °C pour les coupes réelles,
de 50% et de 100% du bassin. La température moyenne du moi de mai, période de débit
relativement élevé, augmente de 1 °C lorsqu'on applique le modèle avec une coupe de 100% de la
superficie du bassin versant, tout en conservant une lisière de végétation le long des rives. Le
modèle de température modifié a aussi été testé lors d'événements météorologiques et
hydrologiques plus importants. Si on simule une coupe totale du bassin versant, la température
journalière de l'eau simulée augmente de plus de 3 °C durant la tempête tropicale Bob de 1991.
Durant cet événement, 77 mm de pluie sont tombés en 14 heures.
L'analyse des résultats des différents scénarios de coupe a démontré que le modèle est sensible à
la modification du couvert forestier. Le calcul de l'Indice de Sensibilité Relative a permis de
démontrer qu'une augmentation du simple au double des variables d'entrée quantifiant le couvert
forestier (fermeture de futaie et indice de surface de la futaie) amène une diminution maximale de
28 % de l'apport énergétique du ruissellement hypodermique.
Le modèle original de solides dissous, un modèle à bilan massique, a été appliqué à deux stations
du ruisseau Catamaran. Bien que le modèle soit capable de reproduire l'allure générale des séries
chronologiques de solides dissous reconstituées à partir de mesures de conductivité, on note
d'importantes différences entre les mesures journalières et certaines valeurs calculées. La valeur
de concentration de solides dissous de l'écoulement souterrain est considérée comme constante pour
un carreau entier donné dans le modèle original. Ceci a pour effet de produire de longs plateaux
de valeurs simulées constantes durant les périodes de faibles débits, périodes durant lesquelles l'eau
souterraine est la principale contribution à l'écoulement en rivière. Durant cette même période,
les concentrations mesurées montrent plus de variabilité et, généralement, une augmentation plus
progressive des concentrations.
Afin de tenter d'améliorer les simulations, 3 algorithmes ont été testés pour permettre une variation
de la concentration en solides dissous de l'eau de la nappe: un modèle linéaire, une fonction
logarithmique et un algorithme basé sur une fonction logistique ou sigmoïde. La performance des
trois algorithmes est variable selon les années et les stations. Le modèle linéaire est le seul
algorithme qui a réussi à améliorer légèrement les simulations aux 2 stations. Des données
supplémentaires au ruisseau Catamaran, de même que sur d'autres bassins versants seront
nécessaires avant de pouvoir en arriver à une conclusion définitive. Le modèle linéaire, ainsi que
les 2 autres algorithmes ont quand même nettement amélioré les simulations à l'une des 2 stations
du ruisseau Catamaran.


identifier: Tremblay, Anne  (2000). Traitement biologique des eaux usées riches en nutriments provenant de l'industrie agro-alimentaire dans un réacteur biologique séquentiel.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 255 p.

subject:
eaux usées
agro-alimentaire
biologie
TRS
RBS
fromagerie

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF.

Le traitement efficace des eaux usées municipales est relativement bien défini et optimisé. Par
contre, l'épuration des eaux usées industrielles chargées en nutriments, telles celles du secteur de
l'agro-alimentaire, représente une problématique complexe et d'actualité. Les concentrations
typiques en phosphore (P) des eaux usées domestiques en Amérique du Nord sont de 3 à 4 mg/L
en orthophosphates. Par ailleurs, selon la littérature les teneurs en P des rejets provenant des
industries de fabrication des produits laitiers varient de 7 à 114 mg/L et sont en moyenne de
43 mg/L. Les technologies utilisées pour le traitement de ce type d'effluent se doivent donc d'être
très performantes, puisque les normes de rejet de P à l'effluent se situent souvent à moins de
1 mg P/L. La technologie de traitement des eaux par les systèmes de réacteur biologique
séquentiel (RBS), laquelle peut être adaptée pour accroître l'efficacité d'enlèvement du P par
enlèvement biologique de cet élément, représente une arme de choix dans l'arsenal des options
technologiques dédié à l'épuration des eaux industrielles.
La présente recherche vise à étudier et à optimiser un paramètre opératoire très important, soit le
temps de rétention des solides (TRS), de la technologie des RBS avec enlèvement biologique du P
et ce, pour le traitement d'eaux usées d'abord synthétique (eau usée chargée en nutriments), puis
provenant d'une fromagerie. Cela dans le but ultime d'obtenir un système pilote de traitement des
eaux usées fromagères efficace et dont les performances permettent de respecter les normes des
rejets aux milieux naturels.
Dans cette étude, une eau usée synthétique riche en nutriments a d'abord été utilisée pour
l'acclimatation de la biomasse et pour l'optimisation du TRS. Les buts recherchés lors de
l'optimisation de ce paramètre sont d'obtenir de bonnes caractéristiques de décantation des boues,
de minimiser la production de boues et d'augmenter la concentration de biomasse active afin de
maximiser la dégradation des nutriments. Les TRS étudiés se situent entre 10 et 30 jours, à des
intervalles de 5 jours. Les principaux paramètres de performance suivis sont l'enlèvement de la
matière organique, du phosphore et de l'azote, et le suivi de la production des nitrates.
Nos résultats expérimentaux ont démontré que la dégradation du carbone et de l'ammonium était
optimal indépendamment du TRS étudié (enlèvement moyen de 83,6 à 94,4 % pour la DCO et le
COT) de même pour le TKN et l'ammonium (enlèvement moyen de 86,8 à 97,2 % pour le TKN et
NH4). Par contre, l'enlèvement du P était grandement influencé par le TRS du système, l'hypothèse
de base étant que les organismes accumulant le P ont un taux de croissance lent et sont moins
compétitives sous certaines conditions (ex. condition en anoxie). L'enlèvement optimal du P pour
le système à l'étude se situe à un TRS entre 20 et 25 jours (moyenne d'enlèvement de 90,6 et
97,2 % pour le Pt). L'enlèvement du P était inférieur à 68,7 % à des TRS de 10 et 15 jours est a
diminué à 44-47,3 % (o-P04 et Pt) à un TRS de 30 jours. La teneur moyenne en P dans les solides
de la boue était maximale à un TRS de 20 jours (6,2 %, g P/g MVES).
En seconde partie, les mécanismes d'enlèvement du P ont été étudiés dans le traitement biologique
d'une eau usée provenant d'une industrie fromagère (Coopérative fromagère Agrinove, Groupe
Lactel) toujours dans le système RBS de cette étude. Les conditions d'opération du système
favorisaient l'enlèvement biologique amélioré du P. Les TRS étudiés se situent entre 5 et 30 jours
à des intervalles de 5 jours et les fractions de P de la biomasse (précipité/adsorbé, organique,
polyphosphates) ont été obtenues pour chaque TRS. Les résultats ont démontré que les différents
TRS étudiés n'ont pas affectés significativement l'enlèvement des nutriments et, contrairement aux
résultats obtenus antérieurement avec l'eau usée synthétique, l'enlèvement du P était aussi
indépendant du TRS. Cela provient probablement des concentrations élevées en cations bivalents,
dont le calcium, dans l'eau usée fromagère et au pH élevé à la fin de la phase de traitement aérobie
dans le réacteur biologique (8,5). Ce qui a résulté en un enlèvement du P principalement par la
précipitation chimique sous forme de différentes spéciations de phosphates de calcium et dans une
proportion moindre en polyphosphates intracellulaires et évidemment pour les besoins cellulaires
de croissance et de reproduction.
En conclusion, l'étude et l'optimisation du TRS dans un système RBS pour le traitement des eaux
usées de type agro-alimentaire très chargées en nutriments ont été réalisées au cours de cette
recherche doctorale et ont permis d'obtenir un système pilote efficace et qui permet de respecter
les normes des rejets aux milieux naturels. Nous avons par ailleurs étudié les différents
mécanismes d'enlèvement du P et optimisé certains autres paramètres du bioréacteur, tels que la
détermination du cycle de traitement (durée, étapes), la période d'égalisation des eaux usées dans
un bassin de rétention permettant la production d'acides gras volatils, la minimisation de la teneur
en nitrates en début de cycle de traitement et l'aération minimale nécessaire.
Nous recommandons la poursuite des travaux en insistant sur :
◊ le suivi de la concentration des sels (Ca, K, Mg, Na et autres éléments utiles) dans le milieu à
intervalles réguliers pendant les cycles de traitement ;
◊ le suivi des paramètres de transfert et d'utilisation d'oxygène (TUO, KLa) dans le milieu
pendant tout le cycle du traitement à l'aide d'un respiromètre, ce qui permettra de calculer
des bilans de masse de l'N, du P et de la DCO et de valider les résultats expérimentaux ;
◊ l'étude à l'échelle réelle de la variation du pH du milieu et de son effet sur le processus de
précipitation chimique et de relargage de P ;
◊ l'isolation du réacteur pour éviter le phénomène d'aération de surface pendant la phase
anaérobie et donc de l'utilisation de P par la biomasse en contact avec la surface;
◊ et enfin, l'application à grande échelle des modifications apportées au système RBS de
laboratoire traitant l'eau usée d'Agrinove afin de valider les résultats expérimentaux et de
tenir compte des fluctuations quotidiennes de la composition de l'affluent.


identifier: Villegas Jiménez, Adrián  (2000). Solubilité du plomb dans les eaux anoxiques: estimation du produit de solubilité de la galène et des constantes de formation des (bi) sulfures de plomb.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 92 p.

subject: stæchiométrie galène plomb sulfure

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF.

Les réactions qui déterminent la concentration de Pb dissous dans les milieux
aquatiques anoxiques ne sont pas bien connues. Il y a des évidences que dans ces milieux
la présence de soufre réduit sous la forme de sulfures peut déterminer la solubilité du Pb
par la formation d'une phase peu soluble comme le PbS(s) et probablement par la
formation de complexes avec les sulfures ou les polysulfures. La valeur de la constante
du produit de solubilité (Kps) a donc une influence importante sur les prédictions
thermodynamiques concernant la solubilité du Pb dans les milieux anoxiques naturels.
La mesure la plus récente de Kps du PbS(s) cristallin (galène) effectuée par Uhler et
Helz (1984), a montré une valeur plus grande de cette phase solide (plus de deux ordres
de grandeur) par rapport à celles qu'on avait estimées dans des études précédentes. En
particulier, cette valeur de Kps est en désaccord avec les estimations thermodynamiques.
D'autre part, jusqu'à présent les modèles de solubilité de PbS(s) proposés pour des
milieux sulfurés et impliquant la formation de complexes de Pb avec les sulfures
montrent une grande disparité quant à la stoechiométrie des complexes formés entre Pb et
les sulfures. De plus, lorsqu'il y a accord sur la stoechiométrie on constate en général un
grand désaccord sur les valeurs des constantes; ceci soulève l'importance d'effectuer une
vérification de ces estimations.
Dans la présente étude, nous avons examiné la solubilité de PbS(s) dans des
solutions sulfureuses à 25°C. La première étape de notre travail a impliqué l'estimation
de la constante du produit de solubilité de la galène ainsi que celle d'une forme moins
cristalline de PbS(s). La méthode implique l'utilisation d'un ligand fort: acide
éthylènediamine (EDTA) pour contrôler l'activité de Pb2+. Nous avons choisi une gamme
étendue de conditions où nous avons varié le pH, ∑[S(-II)], et la force ionique afin
d'avoir une bonne fiabilité dans nos estimations du Kps. Nos résultats ont montré que le
système PbS(srH20-H2S-EDTA atteint l'équilibre rapidement (< 5 jours). D'autre part, la
valeur de Kps que nous avons estimée pour la ~hase reu cristalline de PbS(s) est de 10-
13,80±09 tandis que le Kps de la galène est de 10-14,53±10 . Ces différences étaient attendues
parce que la galène cristalline est une phase plus stable, donc est moins soluble que sa
forme moins cristalline. La valeur rapportée du Kps de la galène est raisonnablement en
accord avec les estimations thermodynamiques qui prédisent des valeurs de 10-14
,85 à 10-
14,67. De plus, notre valeur prédit très bien les données expérimentales de solubilité de la
galène obtenues par Barrett et Anderson (1988) en milieu acide.
Dans l'étape complémentaire de notre travail, nous avons estimé les
stoechiométries et les valeurs des constantes de formation de trois complexes de Pb avec
les sulfures. Afin de mieux identifier la stoechiométrie des complexes nous avons choisi
une gamme étendue de pH et ∑[S(-II)]. Des expériences préliminaires nous ont montré
l'importance de garder des conditions strictement anoxiques dans nos milieux
réactionnels. Des améliorations au protocole expérimental nous ont permis de minimiser
l'oxydation des S(-II) pendant le temps de réaction. Nos mesures des espèces de soufre
(S( -II), S(O) et S2032-) ont confirmé que les sulfures étaient les ligands prédominants dans
nos milieux réactionnels.
Les concentrations mesurées de Pb ont été très faibles pour toutes nos conditions
expérimentales. Ceci demandait l'utilisation de la technique de spectrométrie de masse à
induction de plasma couplé (ICP-MS) afin d'augmenter la sensibilité analytique de nos
mesures. En examinant la dépendance de Pb dissous avec le pH et la concentration de
HS-, nous avons proposé deux modèles de complexation équivalents qui permettent
D’expliquer nos résultats. Deux nouvelles espèces ont été proposées, le complexe
Pb'H2S + formé à partir de la protonation du complexe Pb(HS)+ et le complexe mixte
Pb(HS)(OH). Le modèle I propose la formation des complexes suivants avec les
constantes de formation thermodynamiques indiquées pour chaque réaction:
Pb 2+ + HS ⇔ Pb(HS)+ log β (108,37±0,51)
Pb 2+ + HS + H20 ⇔ Pb(HS) (OH) ++ log β (103,53±0,16)
tandis que le modèle II considère :
Pb 2+ + HS + H+ ⇔ Pb-(H2S)2+ log β (lOI2,49±O,49)
Pb 2+ + HS + H20 ⇔ Pb(HS)(OH) + H log β  (103,54±O,16)
Les deux modèles prédisent, en général, des concentrations plus faibles de Pb
dissous que la majorité des modèles proposés dans la littérature. Cependant dans certains
cas nos valeurs expérimentales sont plus élevées que celles prédites en utilisant d'autres
modèles. Cette disparité suggère que des expériences supplémentaires sont nécessaires
pour en arriver à des conclusions définitives sur la stoechiométrie et les valeurs des
constantes de formation des complexes de Pb avec les sulfures.


identifier: Vuitton, Richard  (2000). Évaluation de quatre méthodes de photogrammétrie numérique pour la cartographie géologique en région montagneuse.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 122 p.

subject:
géologie
imagerie aérienne
modélisation 3D

abstract:
Que ce soit dans une perspective académique ou industrielle, la géomatique regroupe
plusieurs disciplines utiles en sciences de la Terre. Parmi ses nombreuses applications, la
photogrammétrie est depuis longtemps un bon outil pour l'interprétation et la
cartographie en géologie. Grâce aux progrès réalisés pour adapter cette méthode à la
technologie informatique, la photogrammétrie permet maintenant de déduire rapidement
de l'information qualitative ou quantitative à partir de clichés numériques. Elle couvre
une gamme très étendue d'échelles allant de la microscopie aux images prises à très haute
altitude et permet la collecte d'une multitude de points se trouvant sur les images, pour un
coût d'investigation réduit. Elle ne requiert pas de contact avec l'objet à mesurer, et offre
la possibilité de mesurer des variations temporelles.
Compte tenu des avantages cités ci-dessus, il a été jugé opportun ici d'utiliser et d'évaluer
les méthodes photogrammétriques pour recueillir de l'information géologique, telle
l'attitude d'un plan, la localisation des formations géologiques, la mesure précise de leur
épaisseur et la détermination d'un réseau de fractures, dans des zones à accès difficile,
comme la région de Moose Mountain, dans les Foothills de l'Alberta.
Quatre techniques ont été employées et comparées : (1) l'imagerie aérienne verticale
(orthophotos à haute-résolution), (2) l'affichage stéréoscopique, (3) le rendu de terrain
(application d'une orthophoto sur la surface d'un Modèle Numérique de Terrain, ou
« Terrain Rendering »en anglais), et (4) la photogrammétrie terrestre.
Les résultats obtenus sont très satisfaisants et prometteurs. Ils confirment l'efficacité et
l'utilité de la photogrammétrie en région accidentée et difficile d'accès pour le géologue.
En effet, les écarts de distance entre l'élément structural réel et celui déterminé par
photogrammétrie indiquent des valeurs comprises entre 5 et 10 mètres lorsque nous
travaillons avec une ortho-image (balayée à 2000 ppp) et un MNT régional, et 10-50 cm
en photogrammétrie terrestre. Nous obtenons également des résultats probants concernant
la précision des pendages et des directions de plan, évalués sur le terrain par méthode
traditionnelle (boussole) en comparaison avec ceux mesurés par triangulation numérique
de points coplanaires (différences comprises entre 0 et 10 degrés). Concernant la
détermination d'un réseau de fractures préférentiel par photogrammétrie terrestre, nous
avons pu identifier différentes familles de joints, qui sont corrélatives avec celles
observées sur le terrain.
Cependant, il convient d'être attentif lors des différentes étapes des processus
photogrammétriques, et précis lors de l'acquisition des points de contrôle sur le terrain et
du calibrage des caméras. Chacune de ces techniques a ses avantages et ses
inconvénients, mais couplées ensemble, elles deviennent complémentaires et donnent des
résultats probants. La photogrammétrie permet un accès direct à la cartographie dans un
univers en trois dimensions et permet par exemple de visualiser avec précision les
contacts géologiques des deux versants d'une montagne, sans avoir recours à
l'imagination et à des suppositions.
Cette technique devient intéressante et présente un fort potentiel pour l'industrie minière,
pétrolière, les commissions géologiques et la gestion des risques géologiques (étude de
stabilité des versants).


identifier: Diallo, Ndeye Marie  (2001). Suivi des concentrations en nitrates dans les eaux souterraines des bandes riveraines.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 125 p.

subject:
végétation arbustive
herbacées
nitrates
bande riveraine
piézométrie

abstract: Ce projet de maîtrise consistait à vérifier l’efficacité de différentes bandes riveraines à atténuer la teneur en nitrates des eaux souterraines en bordure des cours d'eau. Outre la teneur en nitrates des échantillons, la température, la profondeur de la nappe et le pH ont  été mesurés. Pour ce, l'eau souterraine a été prélevée dans des piézomètres, puis analysée au laboratoire à l'aide d'une électrode sélective et finalement les données obtenues ont été compilées et analysées statistiquement. Les différentes bandes riveraines utilisées étaient à végétation rase (végétation contrôlée), à végétation herbacée ou encore à végétation arbustive. Malgré la grande variabilité spatiale qui existe, l'étude a permis de conclure que les bandes riveraine à végétation herbacée ou arbustives sont nettement plus efficaces que les bandes riveraines à végétation rase pour atténuer des concentrations en nitrates. D'autre part, il a été constaté que le type de végétation ne changeait pas significativement  la capacité d'atténuation de la bande riveraine pourvu qu'il y ait une végétation, mais aussi que la culture adjacente pouvait avoir un effet par le type de fertilisation et le retour en matière organique au sol. De plus, l’analyse de l'influence des différents paramètres  sur l’atténuation a permis de constater que c'était l'interrelation entre les différents paramètres mesurés qui était responsable de l'atténuation et non chacun de ces paramètres pris individuellement. Finalement, même si la largeur de la bande riveraine idéale ne peut être déterminée, il semble que dans ce cas-ci, une bande de quatre à six mètres soit efficace.


identifier: Duchesne, Sophie  (2001). Modèle pour le contrôle en temps réel des réseaux d'égout sous surcharge.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 262 p.

subject:
égout
réseaux municipaux
écoulement
contrôle
prédiction

abstract:
En période de pluie, les déversements de réseaux d'égout unitaires (DRU) détériorent la qualité
des cours d'eau urbains. Le contrôle en temps réel (CTR) de ces réseaux permet de réduire la
fréquence et le volume des DRU par l'utilisation optimale de la capacité de stockage et de
traitement des réseaux. À cette fin, une stratégie de CTR détermine comment doivent être opérés
les ouvrages de régulation (tels les pompes, vannes, seuils, etc.) de façon à rencontrer certains
objectifs de contrôle, tel par exemple la minimisation des volumes déversés. Le contrôle prédictif
intégré (CPI) est une stratégie de CTR où les décisions de contrôle sont prises en fonction de l'état
présent et futur de l'ensemble du réseau d'égout, estimé à l'aide de modèles de simulation à partir
de prédictions des entrées au système.
Puisque la stratégie optimale de contrôle d'un CPI est déterminée à plusieurs reprises pendant le
déroulement d'une pluie, la vitesse de résolution des modèles de simulation et des algorithmes
d'optimisation utilisés est primordiale. Afin de respecter cette contrainte sur le temps de calcul,
les stratégies de CPI existantes ont souvent recours à des modèles linéaires. Toutefois, de tels
modèles ne peuvent reproduire le phénomène de refoulement, lequel peut survenir par exemple
lors de la mise en charge de certaines conduites. Or ce dernier type d'écoulement peut être utilisé
avantageusement par une stratégie de CTR en augmentant la capacité de stockage et de transport
du réseau. C'est pourquoi la thèse propose un nouveau modèle permettant la simulation de tous
les types d'écoulement en conduite, incluant les écoulements en charge, et dont la rapidité de
résolution permet son utilisation en temps réel. Ce modèle a été validé sur un réseau d'égout réel
ainsi que sur plusieurs réseaux hypothétiques. Une stratégie de CPI intégrant le modèle de
simulation développé et l'algorithme d'optimisation du gradient réduit généralisé (GRG) a par la
suite été élaborée. L'application de cette stratégie de contrôle sur le réseau d'égout de la ville de
Laval (Canada) a démontré que la mise en charge des conduites permet de réduire de façon
appréciable les volumes déversés en temps de pluie. Il a également été montré que la gestion
d'intercepteurs en charge pouvait être réalisée sur de courts horizons de contrôle sans en entraver
la performance ni la fiabilité. Les résultats obtenus ont aussi conduit à la mise au point d'une
stratégie de contrôle simplifiée pour les zones en charge, au sein desquelles les taux de
propagation des débits sont généralement très élevés.


identifier: El Battay, Ali  (2001). Estimation de la distribution spatiale du couvert nival dans le sud du Québec, à l'aide du capteur VEGETATION.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 150 p.

subject:
neige
modèles hydrologiques
fonte
sol
télédétection

abstract:
Cette recherche a pour objectif principal le suivi de l'évolution du couvert nival durant la période
de fonte au sud du Québec en utilisant le capteur VEGETATION. En effet, ce capteur se
caractérise par une bonne répétitivité temporelle, 24 heures, et un large champ de vue, 2500*2500
km. Il permet ainsi un bon suivi spatio-temporel du couvert nival durant la période de fonte.
Cependant, la résolution spatiale du capteur VEGETATION n'est que d'1 km²
. Pour des fins de
modélisation hydrologique et pour des bassins versants de petite ou moyenne taille, il est utile de
savoir combien il y a de neige, en terme de pourcentage de surface, dans un pixel VEGETATION.
Dans cette étude l'estimation du couvert nival se base sur la combinaison d'une image VGT
acquise durant la période de fonte, 11 avril 1999, avec deux autres images VGT, dites de
références, acquises en période de couvert total de neige et en absence totale de neige,
respectivement le 8 février et le 2 mai 1999. Ainsi, pour chacun des pixels VGT des indices
spécifiques de neige (F et NDSI) sont obtenus. Parallèlement, pour chacun de ces pixels VGT, le
pourcentage, en terme de surface, couvert de neige est extrait d'une image de haute résolution
spatiale, capteur HRVIR de SPOT4, acquise aussi le 11 avril 1999. Les équations d'estimation du
couvert nival relient les valeurs des indices de neige aux pourcentages de neige. Toutefois la
répétitivité temporelle du capteur HRVIR étant de 26 jours, il est impossible de pouvoir compter
sur ce capteur pour effectuer le suivi de la fonte de neige.
En constatant que le 11 avril 1999 il ne restait pas beaucoup de neige dans la région d'étude, nous
avons refait les mêmes étapes en utilisant une image VGT du 2 avril 1999 et une autre de haute
résolution spatiale, capteur HRV (SPOT2), du même jour. Ainsi, nous avons cartographié la
distribution du couvert nival au sud du Québec pour les deux dates citées et aussi pour le 27 mars
et le 5 avril 1999.
Un autre volet intéressant dans cette étude concerne l'estimation des réflectances des classes
d'occupation du sol en utilisant les images VGT. En fait, la réflectance d'un pixel VGT est la
combinaison de celles des éléments de surface qui le composent. En appliquant le modèle linéaire
de composition des réflectances nous avons pu estimer à partir de l'image VGT du 11 avril 1999
les réflectances des classes d'occupation du sol issues de l'image de haute résolution spatiale.
Finalement, les images du 11 et du 2 avril 1999 utilisées dans le cadre de cette étude ne
contiennent pas assez de neige pour pouvoir définir des relations satisfaisantes. Toutefois, nous
avons déterminé les pourcentages de neige sur chaque pixel VEGETATION avec une précision
tout à fait acceptable, 80% des pixels de la sous-image VGT du 11 avril sont estimés à ± 10%. La
méthodologie que nous avons adoptée tout au long de cette étude peut être appliquée dans un
contexte opérationnel moyennant quelques petits ajustements.