identifier: Alfaro de la Torre, Ma. Catalina  (2001). Géochimie du cadmium dans un lac oligotrophe acide.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 189 p.

subject:
cadmium
géochimie
lac oligotrophe acide
hydrogel
DGT
dialyseurs
résine Chelex-100
métaux traces
eaux lacustres
sédiment
diagénèse
datation
bioturbation
bioirrigation
géochronologie

abstract:
Au cours du dernier siècle, les émissions des métaux dans l'atmosphère ont
augmenté considérablement. Ces éléments peuvent être transportés dans les aérosols sur
de longues distances et être déposés sur les écosystèmes aquatiques et terrestres loin des
sources d'émission. Cependant, l'accumulation des métaux dans les écosystèmes
aquatiques n'est généralement pas équivalente aux flux atmosphériques; il y a plusieurs
facteurs spécifiques au bassin versant, aux systèmes aquatiques eux-mêmes et au
comportement chimique des métaux qui peuvent influencer leur transport dans la colonne
d'eau et leur accumulation dans les sédiments. Les lacs sont des récepteurs importants de
ces métaux traces et supportent une vie aquatique diversifiée d'où l'importance de
comprendre les processus physiques et biogéochimiques qui contrôlent la mobilité et la
distribution de ces métaux.
Malgré leur importance, peu d'études systématiques ont été réalisées sur la
géochimie des métaux traces dans les lacs. La plupart de ces travaux impliquent des lacs
productifs, de pH élevé et très peu d'information concerne les lacs oligotrophes, pourtant
abondants en Amérique du Nord. Nous avons choisi d'étudier la géochimie du cadmium
dans ce type de lac parce qu'il est un métal toxique pour le biota et que les organismes
planctoniques et benthiques peuvent l'accumuler facilement; de plus, les émissions de Cd
dans l'atmosphère sont encore importantes et font actuellement l'objet de mesures de
contrôle. Nous avons voulu comprendre avec ce travail, les processus qui contrôlent le
transfert de Cd de la colonne d'eau vers les sédiments et les processus responsables de
l'accumulation de Cd dans les sédiments.
Une étude systématique des profils de concentration du Cd dissous et d'autres
éléments en fonction de la profondeur dans la colonne d'eau a été réalisée durant la
période de stratification du lac Tantaré (mai - novembre); ce lac est situé dans une réserve
écologique à 40 km au nord de la ville de Québec et à la limite sud du plateau précambrien
des Laurentides. Pour la mesure de ces profils on a utilisé des dialyseurs (à 8 reprises) et
des échantillonneurs à gel (DGT; Diffusion Gradients in Ihin films) à 3 reprises. On a
observé que les concentrations de Cd ne changent pas appréciablement dans la colonne
d'eau pendant la période de stratification; elles ne changent pas non plus appréciablement
en fonction de la profondeur à l'exception de quelques faibles variations, principalement
dans le métalimnion et dans l'hypolimnion, attribuées au relargage du métal lors de la
décomposition de la matière organique. L'application de la technique DGT dans sa
conception actuelle dans les eaux de faible contenu en cations est limitée par les effets
électriques dus à la co-diffusion des ions à travers le gel de diffusion qui nous amènent à
surestimer les concentrations de Cd in situ.
Afin de comprendre comment le Cd est transporté vers les sédiments, nous avons
utilisé des trappes à sédiment (à 8 reprises) pour récolter des particules dans
l'hypolimnion. La composition de ces particules est dominée par la matière organique
d'origine allochtone (substances humiques) provenant du bassin versant et par les oxydes
de Fe probablement formés dans le lac. La corrélation positive du flux particulaire de Cd
avec ceux de ces deux phases solides est un indice que le métal est très probablement
associé à ces substrats durant son transport vers le sédiment. Il est difficile pour le moment
de connru.tre la phase porteuse principale de Cd parce que le Fe et le C organique dans les
particules sont auto-corrélés. Des expériences d'adsorption de Cd sur ces particules ne
nous ont pas permis de déterminer l'importance relative de ces deux phases. Un modèle
simple impliquant les flux d'entrée et de sortie de Cd, indique que la concentration de Cd
dissous dans le bassin étudié est contrôlée par l'hydrodynamique du système plutôt que par
les processus internes au lac comme le transport de Cd de la colonne d'eau vers les
sédiments et son transport par diffusion ou bioirrigation à travers l'interface sédiment-eau.
Finalement, les profils du Cd et d'autres éléments ont été déterminés dans les eaux
interstitielles des sédiments au moyen de dialyseurs (à 6 reprises) durant la période de
stratification du lac. Trois carottes de sédiments ont été prélevées à une reprise pour
déterminer le profil sédimentaire du Cd et du 210pb servant à la datation des sédiments,
ainsi que d'autres variables utiles pour l'interprétation. À partir du profil de Cd total dans
les sédiments et du taux d'accumulation des sédiments déterminé avec le 210pb on a estimé
le flux actuel de déposition de Cd avec les particules à la surface des sédiments; ce flux
représente ~60% de l'accumulation totale actuelle du Cd. Nos résultats montrent que le
Cd diffuse vers les sédiments et que sa concentration augmente dans l'eau interstitielle au
cours à certaines périodes de l'année; cette augmentation a été interprétée comme étant le
résultat de la bioirrigation par les organismes benthiques. Nous avons estimé que les flux
de Cd dissous à l'interface sédiment - eau dus à la diffusion moléculaire, la bioirrigation et
la bioturbation expliquent ~40% de l'accumulation totale actuelle de Cd. Le profil vertical
du flux apparent de Cd en fonction de la profondeur dans les sédiments semble être
déterminé principalement par des variations historiques des apports atmosphériques sur le
lac et, en moindre importance, par le transport post-déposition dû à la diffusion
moléculaire et probablement à la bioirrigation.


identifier: Ait-Ssi, Lahcen  (1993). Modélisation stochastique du transfert des pesticides dans les sols et les eaux souterraines: Application à la vulnérabilité des puits.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 145 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
contaminant
eau souterraine
environnement
modèle
modélisation stochastique
dispersion numérique
pesticide
puits
sol
vulnérabilité

abstract:
La modélisation du transfert des contaminants de sources diffuses dans l'environnement peut généralement se faire à l'aide de deux types de modèles: soit les modèles déterministes dans lesquels la dispersion numérique est difficile à contrôler, soit les modèles stochastiques dans lesquels la dispersion hydrodynamique est le résultat des variations spatiales et/ou temporelles de certains paramètres hydrogéologiques clef tels que la conductivité hydraulique. Un modèle stochastique couplé de transfert de pesticides en zones non saturée et saturée, considérant un écoulement en régime permanent, constitue le produit de cette thèse. Dans ce modèle, le terme de dispersion est obtenu par la résolution de l'équation d'Ho Fokker Planck dans une grille de différences finies à l'aide de la marche au hasard des particules de référence. L'avantage de ce modèle est l'élimination de la dispersion numérique, ainsi que le gain en temps CPU et en espace mémoire sur ordinateur par suite de l'application du principe de convolution. Il découle de cette étude que la méthode de marche au hasard qui, jusqu'à présent, était largement utilisée dans le transport des contaminants issus de sources ponctuelles, peut être adaptée favorablement aux transferts de sources de contamination diffuses. De même, cette étude montre que l'utilisation d'un modèle stochastique couplé en régime permanent permet de représenter adéquatement le cheminement et le comportement des pesticides depuis leur épandage en surface jusqu'à leur apparition dans un puits de pompage. L'application de ce modèle à un cas de contamination réelle des eaux souterraines de la région de Portneuf (Québec) a montré l'intérêt d'un tel outil pour l'évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines et des puits et surtout pour la détermination des périmètres de protection de ces derniers vis-à-vis d'utilisation d'un pesticide dans une zone agricole. Enfin, un autre avantage de ce type de modèle est d'être un outil de gestion dont on peut se servir dans les programmes de protection et de surveillance de la qualité des eaux souterraines menacées par des sources de contamination diffuses.

Abstract

Modeling of the transport of non point source contaminants can be do ne by using two types of model: either deterministic models in which the numerical dispersion is difficult to control, or stochastic models in which the hydrodynamic dispersion is the result of spatial and/or temporal variations of a few key hydrogeological parameters such as hydraulic conductivity. The aim of this thesis is the development of a coupled stochastic transport model in unsaturated and saturated zones. In this model, the dispersion term is achieved by resolving the Ho Fokker Planck equation by finite differences using tracking particles and the random walk method. This method does not introduce numerical dispersion into the calculation and the use of convolution princip le saves CPU time and space during the computer-based simulations. One of this study' s results is that the random walk method, which has been widely used in the modeling of transport of point source contamination, is also feasible when applied to the study of non point source contamination. Furthermore, this study shows that a coupled stochastic model provides a good representation of the fate and behavior of pesticides in unsaturated and saturated zones, from their application on the ground surface to their subsequent detection in wells. The application of this model to a real case of groundwater contamination near Quebec City illustra tes the interest of this tool for evaluating the vulnerability of groundwaters and wells, and especially for delineating the wellhead protection area for a given pesticide in an agricultural zone. Finally, this model may be used as management tool in monitoring and protection programmes of groundwater quality menaced by non point source contaminations.


identifier: Amyot, Jean-Pierre  (1983). Contribution à la pisciculture d'alimentation en eau douce au Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 169 p.

subject:
pisciculture
alimentation
eau douce
salmonidé
truite arc-en-ciel
omble de fontaine
aquiculture truitticole
biologie
économie
Québec


identifier: Alfaro de la Torre, Ma. Catalina  (1993). Estimation des constantes de sorption de métaux traces sur les différents composants des sédiments aquatiques oxiques.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 151 p.

subject:
sorption
métaux traces
arséniate
cuivre
plomb
sédiment lacustre
eau surnageante
oxyhydroxyde

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.

Des sédiments superficiels et de l'eau ont été recueillis dans des lacs de
différents pH: Silver (pH 4.16), Tantaré (pH 5.65), Brady (pH 6.70), Saint-Joseph
(pH 6.74), McFarlane (pH 7.70) et Memphrémagog (pH 7.92). Nous
avons déterminé la sorption de Cu, Pb et As sur les sédiments après avoir enlevé
ou non, par extraction chimique, différents composants des sédiments
(carbonates, oxyhydroxydes de Fe et Mn, matière organique) soupçonnés d'être
responsables de la sorption des éléments traces. Les expériences de sorption
étaient effectuées en ajoutant des quantités connues des éléments traces aux
sédiments (amputés ou non de certains composants) mis en suspension dans l'eau
des lacs; le pH était maintenu à la valeur mesurée originalement dans le lac
pendant la durée des expériences (10 jours, telle que déterminée par des
expériences préalables de cinétique de sorption). Ces expériences nous ont
permis: i) de déterminer des constantes de sorption conditionnelles de As, Cu
et Pb sur la matière organique (K4), sur les oxyhydroxydes de Fe (K3), sur les
oxyhydroxydes de Mn (K2) et sur les carbonates (K1), et ii) de comparer ces
valeurs avec celles de la littérature obtenues soit pour l'adsorption des éléments
traces étudiés sur des substrats synthétiques ressemblant à ceux des sédiments
soit obtenues par d'autres méthodes pour la sorption des mêmes éléments traces
sur des composants des sédiments.
Il nous a été impossible de déterminer des constantes valables pour la
sorption sur les carbonates, à cause de la propagation des erreurs associées et de
la faible sorption des éléments traces sur les carbonates. Les constantes de
sorption de As pour les autres composants des sédiments sont indépendantes du
pH; les valeurs moyennes obtenues sont log K4(As) = 2.47; log K3(As) = 4.64 et
log K2(As) = 6.02. Les valeurs obtenues pour K3(As) sont très semblables à
celles obtenues à partir de mesures in situ pour la sorption de As sur les
oxyhydroxydes de Fe naturels. Les constantes de Cu et Pb avec la matière
organique sont fonction du pH et s'écrivent: log K4(Cu) = 0.87pH - 2.00 et log
K4(Pb) = 0.70pH - 0.62. La variation en fonction du pH des constantes de
sorption de ces deux métaux sur les oxyhydroxydes de Fe s'écrit: log K3(Cu) =
0.43pH + 2.29 et log K3(Pb) = 1.18pH - 1.17. Ces valeurs de constantes
conditionnelles K3 sont très semblables à celles calculées par la version couche
diffuse du modèle de complexation de surface en utilisant des constantes
intrinsèques dérivées d'études d'adsorption sur de la ferrihydrite synthétique peu
cristalline. Les constantes de sorption de Pb sur les oxyhydroxydes de Mn
varient aussi avec le pH: log K2(Pb) = 1.79pH - 4.41; la constante de sorption
de Cu avec les oxyhydroxydes de Mn n'a pu être déterminée que pour le lac
McFarlane. Ces valeurs de K2  sont semblables à celles calculées par la version
triple couche du modèle de complexation de surface avec des constantes
intrinsèques obtenues pour l'adsorption de Cu et Pb sur des oxyhydroxydes de
Mn synthétiques peu cristallins.
On peut utiliser les constantes conditionnelles obtenues et des
concentrations de composants des sédiments pour calculer la répartition de As,
Cu et Pb entre ces composants. Ce calcul confirme que la sorption de As et Pb
est dominée par les oxyhydroxydes de Fe et Mn et que la matière organique joue
un rôle important pour fixer Cu dans les sédiments.


identifier: April, Marie-Hélène  (1996). Impact de travaux primaires du sol et du mode de pulvérisation des herbicides sur la persistance de l'atrazine et du métolachlore.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 146 p.

subject: sol pulvérisation herbicide atrazine métolachlore dégradation pesticide

abstract:
En milieu agricole, les concentrations d'herbicides retrouvées dans le sol sont susceptibles
de se retrouver dans les eaux souterraines et les eaux de surface par infiltration et
ruissellement de surface ou hypodermique. L'hypothèse du projet est que les pratiques
agricoles sont susceptibles d'influencer les concentrations et la mobilité des herbicides
retrouvés dans la partie supérieure du profil de sol.
Plusieurs études ont montré que l'agriculture intensive occasionne des risques aux
écosystèmes. Les travaux primaires du sol, dits de conservation, préservent l'intégrité du
profil de sol et, par le fait même, agissent sur les concentrations d'herbicides retrouvées
dans les systèmes sol-eau. Le semis direct (non travail du sol), qui tend à préserver la
structure du sol, pourrait entraîner une infiltration accrue des herbicides vers les horizons
inférieurs. En général, l'augmentation du travail du sol favoriserait l'augmentation des
concentrations en herbicides dans la couche supérieure du sol. Le but de cette étude est de
quantifier l'effet de différents travaux primaires du sol (labour, chisel et semis direct) et de
deux types de pulvérisation des herbicides (surface totale et en bandes) sur la persistance au
champ et la mobilité dans la partie supérieure du sol de deux herbicides utilisés dans la
culture du maïs-grain, l'atrazine et le métolachlore.
En 1994, deux sites ont été choisis: le sol du site de Varennes est une argile de la série St-Urbain
et celui du site de Frelighsburg est un loam de la série Blandford. En 1995, seul le
site de Frelighsburg a été étudié. Le dispositif expérimental employé pour quantifier l'effet
des pratiques culturales sur la persistance du métolachlore, de l'atrazine et deux de ses
sous-produits, le déétylatrazine et le déisopropylatrazine est un factoriel en blocs aléatoires
complets. Les sites comprenaient trois blocs de répétitions de six parcelles, soit un total de
18 parcelles des combinaisons de travail et de pulvérisation des herbicides. Des échantillons
de sol ont été prélevés aux profondeurs 0-10 cm et 10-20 cm à sept reprises durant 40 jours
après l'application des herbicides. Les concentrations d'herbicides ont été déterminées par
chromatographie en phase gazeuse.
Les résultats obtenus à 0-10 cm montrent que pour des conditions climatiques semblables,
le type de sol influence de manière importante la persistance des herbicides étudiés. Dans le
sol argileux de Varennes, l'impact des traitements est quasi inexistant. Les précipitations
abondantes et la remontée de la nappe phréatique ont occasionné une homogénéisation des
herbicides appliqués sur certaines parcelles, atténuant ainsi les différences de concentrations
attendues. A Frelighsburg (loam de Blandford), les concentrations en herbicides diminuent
de façon exponentielle en fonction du temps. Les caractéristiques des composés atrazine et
métolachlore leur confèrent des comportements différents selon les combinaisons de
pratiques culturales. La persistance de l'atrazine, moins influencée par les travaux de sol, est
sensiblement la même pour l'ensemble des combinaisons. Les concentrations en
métolachlore tendent à augmenter avec l'intensification du travail du sol. La pulvérisation
en bandes du métolachlore conduit à des concentrations inférieures à celles obtenues en
surface totale. Pour les deux sites, on retrouve peu d'herbicides à 10-20 cm et les sousproduits
de l'atrazine demeurent presque toujours sous la limite de détection, quelle que
soit la profondeur du sol.


identifier: Ardisson, Pedro-Luis  (1985). Évaluation de facteurs qui contrôlent l'échange de métaux traces entre des mollusques bivalves (Anodonta grandis) et leur environnement aquatique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 159 p.

subject:
métaux traces
mollusque bivalve
Anodonta grandis
environnement
aquatique
sédiment
lac Nontbeillard
lac Bruère

abstract:
Des expériences de transfert de sédiments et de mollusques bivalves
(Anodonta grandis), d'un milieu plus contaminé à un autre moins contaminé en
métaux traces et vi ce-versa, ont été réalisées. Dans ces diverses expériences,
les bivalves étaient maintenus dans des enclos et des spécimens
étaient prélevés à t = 0, 5, 20, 50 et 100 jours, disséqués (pied, muscle,
branchies, manteau, hépatopancréas, masse viscérale) et analysés pour leurs
teneurs en Cd, Cu, Fe, Pb et Zn. La répartition des métaux dans différentes
fractions des sédiments a également été mesurée à t = 0 et 100 jours. Les
expériences ont eu lieu dans les lacs Nontbeillard et La Bruère, situés dans
la région minière de Rouyn-Noranda.
La comparaison des valeurs moyennes de la longueur, la largeur, la
hauteur, le poids des valves et le poids total des tissus nous montre que
ces paramètres sont significativement plus élevés (P  < O,1) pour les organismes
provenant du lac La Bruère que pour ceux du lac Montbeillard; par
contre, l'âge et l'indice de condition ne sont pas significativement différents.
Le test de Duncan d'analyse de variance a postériori montre que
l'écart des concentrations de Cd, Pb et Zn au début de l'expérience (t = U)
est significatif entre les spécimens originaires des lacs Montbeillard et
La Bruère.
Les concentrations de Cd, Cu, Pb et Zn dans les différentes fractions
des sédiments se sont avérées très différentes du sédiment du lac
Montbeillard au sédiment du lac La Bruère. Malgré ces différences de
concentrations entre les deux sédiments, les concentrations de métaux traces
dans les tissus des organismes n'étaient pas significativement différentes,
après 100 jours, que les sédiments avec lesquels ils étaient en contact dans
les enclos aient été transférés ou non. Ces observations, de même que la
contribution importante des branchies et du manteau à la teneur totale en
métaux dans les organismes suggèrent que les métaux pénètrent dans l'organisme
principalement sous forme dissoute. Ces résultats sont aussi en
accord avec les caractéristiques anatomiques et physiologiques de l'espèce.
Les concentrations de Cd et Zn dans les tissus des bivalves utilisés
dans les expériences de transfert de bivalves montrent des variations dans
le temps. Ces variations peuvent être expliquées par: i) des changements
de concentrations de métaux dans l'environnement externe des bivalves;
ii) un effet saisonnier; iii) un effet de confinement dans les enclos. Les
coefficients de variation relativement élevés des concentrations ne permettent
cependant pas de distinguer clairement entre ces trois effets. Pour
tenter de comprendre, et éventuellement de réduire, cette variabilité interspécifique,
on a prélevé, dans chacun des deux lacs, des séries d'organismes
d'âge et de données allométriques variables; les résultats ont montré que
l'âge et les paramètres allométriques (longueur, largeur, hauteur) expliquent
peu de 1 a variance observée (36% dans le meilleur des cas).


identifier: Arel, Nathalie  (2004). Étude du comportement des matériaux énergétiques dans la zone non saturée du champ de tirs anti-chars Arnhem, Valcartier.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 268 p.

subject:
matériaux énergétiques
champ de tirs
anti-chars
sol
transformation
flux de HMX
modèle numérique
Arnhem
Valcartier

abstract:
Le champ de tirs anti-chars Arnhem est utilisé, depuis les années 1970, pour les
entraînements à feu réel sur la base militaire de Valcartier. Les munitions utilisées lors
des pratiques sont des roquettes M72 dont la charge explosive est faite de 300 g d'Octol
(70% HMX et 30% TNT). Les roquettes M72 ont un haut taux de ratés (jusqu'à 40%) et
lorsqu'elles n'explosent pas, la charge explosive qu'elles contiennent se répand à la
surface du sol. Lors des événements de précipitation comme la fonte des neiges et la
pluie, les matériaux énergétiques (ME) contenus dans la charge sont dissous et s'infiltrent
dans le sol au travers de la zone non saturée et atteignent l'eau souterraine de l'aquifère
sous-jacent.
Les travaux de cette étude ont porté sur la caractérisation de la zone non saturée. Cinq
casiers lysimétriques ont été installés à des profondeurs de 0,5 et 1 m à trois endroits. Des
morceaux d'Octol et un traceur conservatif (NaCl) ont été épandus à la surface de chaque
casier pour suivre l'infiltration de l'eau de fonte des neiges et de la pluie et observer le
transport et la transformation des ME sous les conditions du site. Les résultats démontrent
que le TNT et le HMX n'ont pas le même comportement. Le TNT semble se transformer
et n'est que ponctuellement détecté dans l'eau d'infiltration. Le HMX est régulièrement
détecté dans l'eau d'infiltration mais à concentrations variables. Il ne semble pas se
transformer ni s'adsorber au sol. Sa mise en solution à partir de l'Octol semble être reliée
aux événements de précipitations qui contrôlent aussi son transport dans le sol.
D'autres expériences ont aussi été faites en laboratoire afin de reproduire le
comportement des ME sous des conditions non saturées en eau du sol. Il y a d'abord eu
des essais dans 4 colonnes de larges dimensions (diamètre de 0,21 m). De l'Octol et un
traceur (NaCl) ont été épandus à la surface de chaque colonne. Des essais en
microcosmes ont aussi évalué la transformation et la minéralisation des ME sous des
conditions non saturées et aérobies. L'ensemble de ces essais ont démontré que le TNT se
transforme sans toutefois se minéraliser tandis que le HMX ne se transforme pas et ne
minéralise pas non plus.
Le modèle numérique VS2D a été utilisé pour mieux comprendre l'écoulement de l'eau et
le transport du HMX dans la zone non saturée. Les paramètres de l'écoulement, comme
les paramètres de van Genucthen, ont pu être définis en faisant la modélisation de l'essai
de traceur. La modélisation du HMX a permis de déduire les concentrations de HMX
émises lors des différents événements d'infiltration mais surtout de mieux comprendre la
dissolution du HMX en plus d'observer l'effet de la diffusion sur le transport du HMX.
Ainsi, la quantité de HMX mise en solution dans l'eau ne dépend pas seulement des
quantités de précipitation mettant de l'eau en contact avec l' Octol, mais aussi de la durée
des précipitations et de leur fréquence.


identifier: Athurion, Charlotte  (2013). Réévaluation du potentiel minéral de la propriété de l'ancienne mine de St-Robert, Beauce, Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 316 p.

subject:
Appalaches
quartz polymétallique
gîte porphyrique
méthodes d’exploration géophysique
lithogéochimie
pédogéochimie
tungstène
bismuth
argent

abstract:
L’ancienne mine de St-Robert située en Beauce au Québec a été exploitée très
brièvement au cours de l’année 1958 pour l’or, l’argent, le plomb et le tungstène.
L’augmentation du prix des métaux et l’existence de nouvelles technologies
géophysiques ont conduit les MINES J.A.G. Ltée, détentrices des titres miniers, à
demander une réévaluation de la géologie et du potentiel minéral de la propriété.
Ce gîte polymétallique de type porphyrique présente de nombreux indices de W, Ag,
Pb, Zn, Bi et possiblement d’or. Il se présente sous forme de veines décimétriques de
quartz minéralisées en pyrite, galène, scheelite, cosalite, bismuthinite et sphalérite
associées à des dykes granodioritiques recoupant les sédiments dévoniens de la
Formation de Frontenac, constitués majoritairement de litharénites.
Une compilation des données d’archives géophysiques, géochimiques et
pédogéochimiques ainsi que l’examen de la géologie de la propriété, l’analyse
géochimique d’échantillons de surface, et la réalisation de nouveaux levés
géophysiques ont été effectués dans le but de déterminer de nouvelles cibles
d’exploration, de préciser le contexte géologique et métallogénique de la région de St-
Robert et d’établir de nouvelles stratégies d’exploration.
Les données géophysiques ont permis entre autres de confirmer la présence d’une
intrusion granodioritique au nord-est de la propriété. Les données pédogéochimiques
ont montré la présence de plusieurs zones d’intérêts, dont une zone de 500 mètres
enrichie en Pb, Ag, Bi et Mo. Les données lithogéochimiques ont permis de caractériser
les principales lithologies et d’évaluer le potentiel minéral des zones minéralisées.
Ces travaux font partie d’un projet conjoint entre l’INRS et la compagnie Les Mines
J.A.G ltée.

The St-Robert old mine located in Beauce, Quebec was briefly exploited in 1958 for
gold, silver, lead and tungsten. The increase in metal prices and the availability of new
geophysical technologies led Les Mines JAG Ltd., the holder of mining rights, to request
a review of the geology and mineral potential of the property.
This polymetallic deposit shows many W, Ag, Pb, Zn, Bi and possibly gold occurrences.
Mineralization occurs in quartz veins with pyrite, galena, scheelite, cosalite, bismuthinite
and sphalerite. Veins are associated with granodiorite dykes crosscutting Devonian
sediments of the Frontenac Formation, mainly consisting in litharenite.
A compilation of geophysical, geochemical and soil geochemical archives as well as the
examination of the geology of the property, the geochemical analysis of surface
samples and new geophysical surveys were conducted in order to determine new
exploration targets, to specify the geological and metallogenical context of the St-Robert
region and to develop new exploration strategies.
Geophysical data led among other things, to confirm the presence of a porphyry
intrusion northeast of the property. Soil geochemistry has shown the presence of
several areas of interest including a new 500-meter zone enriched in Pb, Ag, Bi and Mo.
Geochemical data was used to characterize the main lithologies and to assess the
mineral potential of the mineralized zones.
This work is part of a joint project between the company Les Mines JAG Ltd and INRS.


identifier: Aubé, François  (1994). Photoréduction du fer dans la colonne d'eau en milieu lacustre.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 136 p.

subject:
photoréduction
fer
colonne d'eau
milieu lacustre
biogéochimie
concentration
cycle
dissolution
in situ
oxyhydroxyde
réoxydation
lac Charlopin
lac Saint-Joseph

abstract:
L'importance du fer en milieu aquatique est connue depuis longtemps. Les
oxyhydroxydes de fer(III) jouent, entre autres, un rôle important dans la biogéochimie
des éléments traces, particulièrement de métaux traces (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) et d'anions
traces (As, Se). Plus précisément, ces éléments traces s'associent aux oxyhydroxydes
de fer(III); une dissolution de ces oxyhydroxydes s'accompagne d'une mise en solution
des éléments traces associés.  Il est donc nécessaire de comprendre le cycle du fer dans
la colonne d'eau pour comprendre le cycle de ces éléments.
On observe, pour certaines conditions, un cycle diurne du fer dans la colonne
d'eau de certains lacs. Quelques études qualitatives ont suggéré que le cycle observé
est causé par la photoréduction du fer(III) en fer(II). Plusieurs études ont démontré en
laboratoire que la dissolution et la réduction du fer(III) peut se faire selon six processus
majeurs. Par contre, aucune étude systématique n'a encore montré que les principes
trouvés en laboratoire pour la réduction s'appliquent au milieu naturel. Le présent
projet consiste donc à étudier in situ, dans un milieu lacustre, le cycle du fer afin de
déterminer les processus les plus importants en mettant l'emphase sur les processus de
photoréduction, moins connus.
L'étude in situ de la réduction et de la dissolution du fer(III) s'est faite en isolant
une portion d'eau du lac dans un contenant en quartz et en minimisant la réoxydation
du fer(Il) produit (en barbotant de l'azote durant une nuit). Par la suite, le pH de l'eau
était ajusté dans les bouteilles et celles-ci étaient fermées à l'aide d'un septum. Enfin,
les bouteilles étaient placées dans l'eau du lac et on a suivi dans le temps les diverses
concentrations de fer (fer(II), fer total dissous et fer total). L'intensité lumineuse
(mesurée à l'aide d'un spectroradiomètre submersible) était variée en plaçant les
bouteilles à diverses profondeurs dans la colonne d'eau.
Les résultats ont montré que la principale réaction de production du fer(II) était
la photoréduction du fer(III). Une relation linéaire a été obtenue entre l'intensité
lumineuse et la quantité de fer(II) produit. Les longueurs d'ondes les plus efficaces
pour la photoréduction semblaient se situer dans l'intervalle de 300 à 400 nm. Les
espèces de Fe(III) impliquées dans la photoréduction étaient particulaires (lac
St-Joseph) ou dissoutes (lac Charlopin).
Un état stationnaire de la concentration de fer(II) était observé quelques heures
après le début de l'expérience. La courbe de l'augmentation de fer(II) en fonction du
temps pouvait être décrite par un mécanisme comportant deux réactions principales: la
photoréduction du fer(III) (dissous ou sous forme d'oxyhydroxydes) et la réoxydation
du Fe(II) (par l'oxygène résiduel et/ou par des espèces transitoires résultant de la
photoréduction).
Le pH avait également une très grande influence sur la photoréduction. Dans
nos conditions expérimentales, aucune photo réduction n'était observée au lac St-Joseph
à un pH supérieur à 6,0. L'augmentation de la vitesse de réoxydation du fer(II) et la
relation entre le pH et la formation de complexe entre le fer et la matière organique
naturelle sont des hypothèses avancées pour expliquer ce phénomène.


identifier: Aubé, Pierre  (1987). Amélioration de la précision des prévisions hydrologiques d'un modèle conceptuel par l'utilisation des filtres de Kalman.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 192 p.

subject:
prévision hydrologique
modèle conceptuel
filtres de Kalman
modèle MDO
prédiction
débit


identifier: Aubert, Jean-Marc et Dartois, Josée  (1976). Étude quantitative et qualitative du comportement d'un égout combine desservant un secteur residentiel d'une ville québécoise.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 168 p.

creator:
Aubert, Jean-Marc
Dartois, Josée

subject:
égout unitaire
réseau
débit sanitaire
précipitation
résidentiel
pluie
eau
égout
carbone organique
phosphore total
solides en suspension
chlorures
fonte de neige
Sainte-Foy

abstract:
Grâce à une station installée avec la collaboration de la Ville de
Sainte-Foy et du ministère des Richesses naturelles, une campagne de mesures
est effectuée sur un réseau d'égouts combinés desservant un bassin de 39 acres
strictement résidentiel (800 habitants) situé à SAINTE-FOY. L'étude se déroule
sur l'automne, l'hiver et le printemps 1973-1974, et comporte des mesures
quantitatives (débits dans l'égout, pluies sur le bassin) et des mesures qualitatives
(prélèvements d'échantillons d'eau d'égout sur lesquels sont analysés
le carbone organique, le phosphore total, les solides en suspension, les
chlorures).
Les données sont traitées de façon à caractériser les apports domestiques
ainsi que l'influence de différents événements météorologiques (pluies,
fonte de neige) sur les débits et les charges polluantes rencontrés dans l'égout.


identifier: Aubert, Maxime  (2003). Caractérisation et datation au carbone-14 par spectrométrie de masse à accélérateur (SMA 14C) des pellicules de silice amorphe associées aux sites rupestres; l'exemple du site Nisula, Québec, Canada.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 88 p.

subject:
datation
carbone-14
caractérisation
spectrométrie de masse
archéologie rupestre
pellicules de silice
site Nisula

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 dioxyde de silicium hydraté amorphe (Si02.nH20) ou opale-A est déposé naturellement à partir de l'eau d'infiltration et de ruissellement. Les revêtements de silice se forment séquentiellement en pellicules très minces et le taux d'accrétion est principalement contrôlé par l'apport de silice en solution sur la surface rocheuse. La datation de concrétions siliceuses offre le potentiel d'évaluer l'ancienneté relative des sites rupestres lorsque la roche a été recouverte par différentes couches de silice amorphe avant et après la création de dessins, de peintures et de gravures. Cette recherche tente de documenter leurs compositions, leurs textures et leurs structures afin d'établir leurs propriétés communes dans le but de développer une technique permettant de les dater. Initialement, les pellicules de silice commencent à se former sur les surfaces rocheuses stables par un processus comportant l'évaporation et la polymérisation ionique de l'acide silicique présente dans l'eau d'infiltration et de ruissellement. L'agrégation des particules et la déposition des agrégats produisent une mince pellicule de silice. Souvent, la déposition de la silice emprisonne des micro-organismes vivant dans les zones humides. La préservation d'une quantité suffisante de carbone dans cette matière organique fossilisée dans les fines pellicules de silice permet de dater l'âge de  déposition de la silice. La micro-excavation des pellicules de silice associées aux oeuvres rupestres
combinée à l'utilisation de la spectrométrie de masse à accélérateur permettent d'obtenir des résultats préliminaires au radiocarbone en accord avec les hypothèses archéologiques sur l'antiquité du site étudié de Nisula, Québec (~2500 ans BP). Certaines caractéristiques isotopiques des pellicules de silice peuvent en effet fournir des informations précieuses sur le cadre temporel, de même qu'à propos des conditions climatiques présentes lorsque ces sites furent créés. Les analyses fondées sur cette approche ouvrent des perspectives exceptionnelles pour l'enrichissement des
connaissances des sites rupestres, autant du point de vue géologique, archéologique que paléo-climatique.


identifier: Aucoin, Francis  (2011). Utilisation du LiDAR bathymétrique pour la détermination des processus hydrodynamiques.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 144 p.

subject:
LiDAR bathymétrique
processus hydrodynamiques
paramètre statistique
architectures sédimentaires
pulse
SHOALS-3000T
logiciel IDL-Envi

abstract:
Cette étude démontre l'utilisation du LiDAR bathymétrique aéroportée (ALB) pour acquérir des
informations sédimentologiques et hydrodynamiques. Les données ALB ont été collectées en
2006 par le Scanning Hydrographie and Oceanographie Airbome UDAR Survey (SHOAL-
3000T) sur plus de trois sites dans la Baie-des-Chaleurs, dans l'est canadien, et les formes
d'onde des intensités de retour du laser ont été analysés. Des paramètres statistiques (c'est-à-dire
la moyenne, l'écart-type, le coefficient d'asymétrie et le coefficient d'aplatissement) sont
extraits de la forme d'onde et corrélés à la morphologie du fond pour différents types de
surface. L'ensemble de l'étude s'appui sur 252 régions d'intérêt sur différentes surfaces de 35
zones d'intérêt, c'est-à-dire sur différentes architectures sédimentaires. Les résultats
démontrent que les intensités de retour sont élevées et ont une gamme plus élevée sur les
flancs d'érosion des dunes actives que sur les dunes passives grâce à une plus grande densité
des sédiments de surface et aux variations de pressions hydrodynamiques exercées sur les
surfaces des dunes hydrauliques. Les variances sont plus élevées dans les zones de transport
par charriage et en suspension dans la couche limite sur les dunes actives et plus élevées sur
les zones passives où les surfaces sont bioturbées. Les variations élevées du coefficient
d'asymétrie démontrent l'impact des variations de porosité sur la forme de la pulse. Les barres
d'avant-côtes démontrent des tendances d:intensité moyenne et de variance sur leurs
différentes surfaces. À partir de la barre jusqu'à la côte, les valeurs élevées des variances
révèlent une forte porosité de la surface du fond dû à la remobilisation du sédiment dans la
zone de déferlement. La passe de Bonaventure a des intensités de retour et des variances plus
fortes sur le delta de jusant grâce à la présence de courants de dérive littorale et de l'action des
houles.
Des tendances statistiques ont été utilisées pour détecter la limite de l'action de la houle. Ces
résultats démontrent une sous-estimation évaluée préalablement à 5 m de profondeur. Cela dit;
,~
les résultats doivent être corrélés avec d'autres sites. Basé sur des données ALB et des
données en laboratoire, l'effet d'atténuation de la colonne d'eau, de la minéralogie à la surface
du fond et des angles de rétrodiffusion sont analysés et discutés. Les résultats prouvent qu'il est
possible de caractériser les processus hydrodynamiques à l'aide du SHOAL-3000T.

Abstract

This study demonstrates the use of airborne LiDAR bathymetry (ALB) to derive
sedimentological and hydrodynamical information. ALB data were collected in 2006 with the
Scanning Hydrographie and Oceanographie Airborne LiDAR Survey (SHOAL-3000T) over three
test sites in eastern Canada and the laser return intensity waveforms were analysed. Statistical
parameters (i.e. mean, standard deviation, skewness coefficient, kurtosis coefficient) were
extrated from the waveforms and correlated to bedform morphology for different bedform
morpho-types. ALB benthic return intensities are found to have higher range on active dune
stoss-sides than on passive dunes due to the effect of hydraulic variation pressures on hydraulic
dunes. On active zones, standard deviation values are higher in bedload and suspended
sediment transport zones. Skewness coefficient variations demonstrated the impact of porosity
variations of active dunes on the waveform of the pulse and standard variations are higher in
bioturbated surfaces of passive zones. Offshore bars demonstrated return intensities and
standard deviation trends on their different surfaces. From the bar to the coast line, high
standard deviation values demonstrated higher porosity surfaces due to the sediment
remobilization in the vortex zone (swell zone). The ebb-tidal delta of the inlet of Bonaventure
demonstrated higher intensity and standard deviation values caused by the effect of longshore
currents and wave'action.
Statistical trends are found to detect the limit of the action of swell waves. Results show that
there is probably beforehand underestimation of 5 m deep from others studies. Having said that,
results have to be precise and correlate with others sites. Based on ALB data and lab data, the
effect of water attenuation, of bedform mineralogy and backscattering angles are analyzed and
discussed. Results proved the SHOAL-3000T system's capacity to characterize hydrodynamical
process.


identifier: Auger, Pierre  (1975). Développement d'un test biologique (bioessai) pour évaluer la fertilité de la neige.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 53 p.

subject:
bioessai
fertilité
neige
algue
Selenastrum gracile Printz
nutriment
croissance
culture


identifier: Auriol, Muriel  (2007). Enlèvement des perturbateurs endocriniens (hormones) par oxydation enzymatique, dans les eaux usées.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 435 p.

subject:
estrogènes
hormones stéroïdiennes
procédé de traitement
traitement enzymatique
HRP
laccase

abstract:
La principale source des estrogènes naturels (estrone - El, l7β-estradiol - E2 et estriol -E3)
dans l'environnement aquatique est via les sécrétions humaines et animales. L'estrogène
synthétique l7a-éthinylestradiol (EE2) est le composé principal des pilules contraceptives, et
donc sécrété essentiellement par les femmes. Une importante contribution en ces hormones
stéroïdiennes correspond aux effluents des stations de traitement des eaux usées (STEPs)
municipales, qui sont rejetés directement dans l'environnement aquatique. En effet, plusieurs
études de toxicité ont montré que ces composés sont largement responsables des effets
estrogéniques observés chez les organismes aquatiques exposés.
L'objectif principal de ce projet de recherche a été de mettre en place un système de traitement
innovateur et économiquement viable pour un enlèvement efficace des estrogènes naturels et
synthétiques, ainsi que de leur estrogénicité associée, des effluents des STEPs municipales. Le
choix du procédé s'est porté sur l'oxydation enzymatique des estrogènes par l'enzyme
peroxydase de raifort (HRP) et l'enzyme polyphénolique laccase. La HRP a été sélectionnée
comme enzyme de référence car c'est une enzyme très étudiée et efficace pour le traitement de
composés phénoliques. La laccase a été choisie comme enzyme pouvant être produite à faible
coût, par l'utilisation de biosolides comme substrat de croissance. Plusieurs expériences dans des
réacteurs en batch ont été réalisées en laboratoire pour développer et optimiser le procédé
enzymatique considéré, et évaluer l'efficacité de ce procédé de traitement pour l'enlèvement des
estrogènes (E1, E2, E3 et EE2) présents dans les eaux usées municipales.
Les concentrations en estrogènes ont été déterminées par chromatographie en phase liquide
couplée à une spectrométrie de masse (LC-MS). Les tests sur l'activité estrogénique après
traitement enzymatique ont été effectués par le bio essai in vitro aux levures recombinantes
(RYA).
Les expériences réalisées en eau synthétique ont indiqué que le pH optimum pour l'enlèvement
de chaque estrogène était aux alentours de 6 pour la laccase et de 7 pour la HRP. La HRP
permettait d'atteindre des taux d'enlèvement relativement élevés sur une large gamme de pHs
(6-8). La laccase semblait, par contre, être fortement dépendante du pH. Cependant, les deux
enzymes présentaient un pH optimal compris dans l'intervalle des pHs retrouvés dans les STEPs
municipales.
Le procédé par la HRP requière l'apport de H₂O₂ pour être activée et pouvoir oxyder les
estrogènes. En eau synthétique et à des concentrations initiales en estrogènes de l'ordre du µg/L,
le rapport molaire dioxyde/substrat optimal, à pH 7.0 et 25±1 ℃, correspondait
approximativement au rapport stoichiométrique théorique, soit 0.5.
L'étude cinétique réalisée afin de déterminer l'affinité de chaque enzyme (HRP et laccase)
envers chacun des substrats étudiés (E1, E2, E3 et EE2) et d'évaluer l'efficacité catalytique de
ces enzymes a indiqué que l'oxydation par la HRP et la laccase des estrogènes étudiés
correspondait à une réaction du pseudo premier ordre et suivait le modèle cinétique de
Michaelis-Menten. Les expériences ont été menées en laboratoire dans une eau synthétique à pH
7.0 et 25±1 ℃ pour des concentrations initiales en estrogènes de l'ordre du µg/L. De plus, en se
basant sur le modèle de Michealis-Menten, les résultats expérimentaux ont montré que les deux
enzymes présentent une même affinité pour les estrogènes étudiés sous les conditions
expérimentales utilisées. Des valeurs de KM entre 1.32-7.47 µM ont été relevées pour la HRP et
la laccase. Par ailleurs, les valeurs du rapport kcat/KM ont indiquées que le procédé de traitement
par la HRP semblait plus efficace que le procédé de traitement par la laccase, pour l'enlèvement
des estrogènes étudiés dans une eau synthétique.
Plusieurs expériences ont également été réalisées dans une eau usée municipale (STEP de Rolla,
Missouri, US). Basés sur les résultats expérimentaux, en 1 heure de traitement et à 25± 1 °C, un
enlèvement complet des 4 estrogènes étudiés (concentrations initiales de l'ordre du ng/L) de
l'eau usée a été atteint avec 10 U/mL de HRP à pH 8.0 et avec 20 U/mL de laccase à pH 7.0. De
plus, les tests ont aussi montré que l'enzyme HRP a été fortement affectée par les constituants
présents dans l'eau usée. Par contre, l'enzyme laccase ne semblait pas être affectée par ces
constituants.
Dans un traitement enzymatique, le coût associé à l'enzyme représente la plus grosse part de
l'investissement. Ce coût peut être diminué par l'ajout de produits chimiques, moins chers que
l'enzyme elle-même, qui peuvent améliorer l'efficacité catalytique de l'enzyme. Ainsi, des
expériences ont été réalisées pour le traitement de l'eau usée par la laccase avec un apport de 1-
hydroxybenzotriazole (HBT, concentration de 100 µM), en tant que médiateur, ou du glycol
polyéthylénique (PEG, concentration de 50 mg/L), comme additif protecteur. Les résultats
expérimentaux ont montré que l'ajout de HBT a permis d'améliorer l'efficacité du traitement par
la laccase pour l'oxydation des estrogènes étudiés. En effet, en 1 heure de traitement, à pH 7.0 et
25±1 ℃, l'ajout de HBT a permis de diminuer de 2-4 fois l'activité initiale en laccase
nécessaire. Concernant l'ajout de PEG, bien qu'une forte concentration en PEG a été utilisée,
aucune amélioration de l'efficacité du traitement enzymatique n'a pu être observée.
Le plus grand intérêt dans l'enlèvement d'EDCs estrogéniques des eaux usées porte sur
l'estrogénicité résiduelle après n'importe quel procédé de traitement. Plusieurs tests ont alors été
menés afin de déterminer l'activité estrogénique résiduelle après une oxydation par la HRP et la
laccase d'une eau usée municipale contaminée en estrogènes (E1, E2, E3 et EE2). Les résultats
obtenus par le bio essai RYA ont montré qu'après une heure de traitement enzymatique de l'eau
usée municipale, l'activité estrogénique a été réduite de 97% par la laccase et 92% par la HRP, et
complètement enlevée, dans les deux cas, après 8 heures de traitement.
Ce projet de recherche confirme donc que l'oxydation enzymatique (par HRP ou laccase) est un
procédé de traitement efficace pour enlever les estrogènes (E1, E2, E3 et EE2), et leurs activités
estrogéniques associées, des effluents des STEPs municipales. Ainsi, le rejet de ces composés
fortement estrogéniques dans l'environnement aquatique pourrait être évité, ainsi que la
perturbation endocrinienne des organismes aquatiques. Ce procédé de traitement pourrait donc
servir comme traitement additionnel aux procédés conventionnels déjà en place dans les STEPs.

Abstract

The main source of natural steroid estrogens (estrone - El, 17β-estradiol- E2, and estriol- E3)
in aquatic environment is related to human and animal excreta. The synthetic steroid 17a-ethinylestradiol
(EE2) is a component of the contraceptive pill, and therefore exclusively
originated from women. As a result, important quantities of these hormones are going through
municipal wastewater treatment plants (WWTPs) effluents and directly discharged via the
effluent into the aquatic environment. lndeed, several toxicity studies indicate that these
compounds are largely responsible for the estrogenic effects observed in aquatic organisms
exposed to those discharges.
The key objective of this research was to develop a new and cost-effective treatment process for
an efficient removal of natural and synthetic estrogens, as well as their associated estrogenicities,
from municipal WWTPs effluents. Two processes were selected to be tested, the enzymatic
oxidation of estrogens by the horseradish peroxidase (HRP) enzyme and the polyphenolic
enzyme, laccase. HRP was chosen as a reference enzyme since this enzyme demonstrated being
effective for phenolic compounds oxydation. Laccase was used since it could be produced at
low-cost by the utilization of biosolids as growth substrate. Severallaboratory experiments were
performed in batch reactors to develop and optimize the enzymatic process, and also assess the
efficiency of this treatment process for the oxidation of the studied estrogens (E1, E2, E3, and
EE2) present in municipal wastewater.
Estrogen concentrations were determined by single-quad liquid chromatography-mass
spectrometry (LC-MS). Estrogenic activity tests after enzymatic treatment were carried out by
the recombinant yeast assay (RYA).
The experiments performed in synthetic water showed that the optimum pH for each estrogen
removal was around 6 using laccase and 7 using HRP. HRP allowed to achieve relatively high
removals over a large pH range (6-8), corresponding to pH values found in municipal WWTPs.
In opposite, laccase seemed to be strongly pH-dependent.
HRP requires the presence of hydrogen peroxide (H₂O₂) to be activated to oxidize the phenolic
compounds, such as estrogens. In synthetic water and at initial µg/L concentration of estrogens,
the optimal molar peroxide-to-substrate ratio at pH 7.0 and 25±1 ℃ corresponded approximately
to the theoretical molar stoichiometry ratio of 0.5.
The kinetic study was performed in order to determine the affinity of both enzymes (HRP and
laccase) towards each studied estrogen (E1, E2, E3, and EE2), and to assess their catalytic
efficiency, showed that the oxidation by HRP and laccase exhibited a pseudo-first-order
dependence on the steroid estrogen concentration and followed Michaelis-Menten kinetics in the
substrate concentration ranged studied. The experiments were conducted in synthetic water at pH
7.0 and 25±1 ℃ at initial µg/L concentration of estrogens. Furthermore, based on MichaelisMenten
kinetics, the experimental results showed that both enzymes present the same affinity for
the studied estrogens under the experimental conditions. KM values between 1.32-7.47 µM were
reported for HRP- and laccase-catalyzed systems. Moreover, values of kcat/KM ratio showed that
the HRP-catalyzed process seemed to be more efficient than the laccase-catalyzed process for the
removal of the studied estrogens removal from synthetic water.
Several experiments were also performed with a municipal wastewater (RoIla's WWTP,
Missouri, US). Based on the experimental results, within 1-hour treatment and at 25±1 ℃ a
complete removal of the studied estrogens (at initial ng/L concentration) from wastewater was
achieved by 10-U/mL HRP at pH 8.0 and by 20-U/mL laccase at pH 7.0. The tests showed as
weIl that HRP was strongly affected by wastewater compounds, although laccase did not seem to
be affected.
In enzymatic treatment the associated cost to the enzyme corresponds to the most important
investment part of the process. The cost can be decreased by the addition of less expensive
chemicals addition, which may improve the enzyme catalytic efficiency. Thus, several
experiments were carried out in wastewater with laccase and an addition of 1-
hydroxybenzotriazole (HBT, 100µM), as a mediator, or polyethylene glycol (PEG, 50 mg/L) as
protective additive. The experimental results showed that HBT addition allowed the improvment
of the laccase-catalyzed process efficiency for the estrogens oxidation. Indeed, within 1-hour
treatment at pH 7.0 and 25±1 ℃ HBT addition reduced 2-4 times the required initial laccase
activity. However, with PEG addition, even if high PEG concentrations were used, no
improvement could be observed.
The main objective during the EDCs removal from wastewater should be the removal of their
estrogenicity downstream from wastewater treatment processes. Thus, several tests were
performed in order to determine the residual estrogenic activity after HRP- and laccase-catalyzed
oxidation of municipal wastewater contaminated by estrogens (E1, E2, E3, and EE2). The RYA
results showed that after 1-hour enzymatic treatment the estrogenic activity of the municipal
wastewater was reduced by 97% with laccase-catalyzed process and 92% with HRP-catalyzed
system, and completely removed, with both systems, after 8-hours treatment.
This research project proves that the enzymatic oxidation (by HRP or laccase) is an effective
treatment process of estrogens (E1, E2, E3, and EE2) removal, and their associated estrogenic
activities, from municipal WWTPs effluents. The release of these compounds strongly estrogenic
in the aquatic environment could be, thus, avoided, as well as the endocrine perturbation of
aquatic organisms and so, this treatment process could be implanted as an additional treatment
process to the conventional WWTPs for estrogens removal.


identifier: Ayotte, André  (1983). Mise au point d'un modèle informatisé pour déterminer la spéciation des métaux dans les milieux de culture.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 149 p.

subject:
modèle informatisé
spéciation
métaux
milieux de culture
métal
mine
SPECUL

abstract:
Les rejets importants de métaux lourds dans 1e milieu aquatique ont
amené les chercheurs à étudier la toxicité de ces éléments envers les organismes
de ce milieu. Une approche souvent utilisée consiste à réaliser des
expériences avec des organismes types en milieu de culture, ce qui permet de
contrôler les conditions du mi1ieu. De récentes études uti1isant cette
approche ont démontré que la toxicité de certains métaux est fonction de
leur spéciation, c'est-à-dire de leur distribution sous différentes formes.
La spéciation, bien que difficilement mesurable, peut être calculée à l'aide
de modèles basés sur la thermodynamique.
Il existe déjà plusieurs modèles de calcul de la spéciation, mais aucun
n'est spécifique aux milieux de culture. C'est ce qui nous a conduit à
mettre au point SPECUL, un modèle informatisé de calcul de la spéciation
spécifique aux milieux de culture. SPECUL est basé sur l'approche dite des
constantes d'équilibre. En principe, il peut être utilisé pour des conditions
de température variant entre 0 et 100° C, des forces ioniques de solution
entre 0 et 0,5 M et il permet de vérifier la formation possible de
précipités. Les constituants de la banque de données thermodynamiques permettent
de couvrir une large gamme de milieux de culture.
SPECUL a été comparé à deux modèles reconnus; il fournit des résultats
comparables avec un temps réponse équivalent tout en requérant un espace mémoire
plus petit. Les principaux avantages résident dans sa facilité
d'utilisation et son adaptabilité. Son utilisation ne requiert que peu de
connaissances en informatique et en chimie des solutions. Un module de
gestion interne permet la mise à jour de la banque de données thermodynamiques
et l'ajout de constituants, selon les besoins de l'utilisateur.


identifier: Aznar, Jean-Christophe  (2007). Évaluation de l'impact de 50 ans d'activité minière sur un écosystème forestier.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 261 p.

subject:
activité minière
mine
écosystème forestier
dynamique spatiotemporelle
contaminant
chimie
cernes
arbre
lichen
sol
pyrométallurgique

abstract:
L’impact de 50 ans d’activités minières et de raffinage des métaux sur les peuplements
forestiers du centre de la péninsule de la Gaspésie, au Québec a été évalué. Les lichens, les
horizons organiques du sol (L et FH) et les cernes d’arbres ont été échantillonnés en 2002 et
en 2003, immédiatement après la fermeture du complexe pyrométallurgique de Murdochville.
Les ratios d’éléments traces purement lithogéniques et les rapports isotopiques du plomb
montrent que l’enrichissement en métaux aux alentours de la mine provient essentiellement
de sources anthropiques. L’estimation géostatistique des concentrations sur l’ensemble de
l’aire d’étude montre que les sites situés à une distance de 30 à 40 Km autour de la fonderie
contiennent des niveaux anormalement élevés d’éléments traces métalliques comme l’arsenic,
le cadmium, le cuivre, le manganèse, le plomb et le zinc. Les patrons de concentration sont
étirés dans le sens des vents dominants, c'est-à-dire de la vallée de la rivière York. La quantité
de plomb accumulée dans les humus à l’intérieur de cette surface est estimée à 497 tonnes sur
23 km². Les concentrations atteignent localement des valeurs excédant les normes définies
par le gouvernement du Québec. La géochimie des cernes des arbres montre que la zone
contaminée s’est d’abord étendue entre les années 1950 et 1980 avec le développement de
l’activité industrielle et qu’elle tend depuis les années 90 à rétrécir. Les résultats obtenus
suggèrent que les éléments traces métalliques sont significativement lessivés du sol. Des
programmes de suivi du devenir des stocks de polluants accumulés sont nécessaires pour
prévenir la contamination des nappes ou des cours d’eau drainant les bassins versants de la
région.


identifier: Babineau, Louise  (1986). Proposition préliminaire de développement d'un système d'information aux fins de gestion comme support des activités régionales du programme d'assainissement agricole.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 161 p.

subject:
système d'information
assainissement agricole
gestion
agriculture
environnement
SIG
P.A.A.

abstract:
La conception des systèmes d'information de gestion a négligé dans le
passé de se préoccuper de l'étape de planification. Cette situation a
entraîné la mise sur pied de systèmes lourds non adaptés à la dynamique
informationnelle, difficilement actualisables et orientés davantage sur la
structure du système que sur son rôle dans l'efficacité administrative.
Ceci est d'autant plus vrai dans l'administration publique où les systèmes
ont tendance à s'institutionnaliser, donc à vivre par eux-mêmes et à
imposer leur propre mode de fonctionnement à la gestion. La présente
recherche porte sur cette étape de planification qui doit viser à évaluer
les conséquences de l'implantation du système dans l'organisation et à
intégrer ceci dans l'environnement socio-technique.
Pour ce faire, nous avons d'abord procéder à la classification de
certains concepts qui introduisent des ambiguïtés dans la conception des
systèmes. Par la suite nous avons élaboré une démarche de planification
qui tenait compte des relations de communication, de la dimension humaine
dans le processus de détermination de l'information et de la dynamique
organisationnelle. L'application de cette méthode aux activités régionales
du programme d'assainissement agricole a mis en évidence que les activités
de connaissance (inventaire…) et de contrôle (émission de certificats
d'autorisation…) du système des productions animales pourraient être
supportées par un outil technologique de gestion de l'information. La
principale conclusion à laquelle nous a permis d'aboutir notre démarche
d'analyse en regard des activités d'assainissement agricole est que le
développement d'un système total d'information de gestion impliquant
l'ensemble des opérations du programme ne doit pas être entrepris avant que
ne soient réalisées les actions de développement organisationnel au ministère.
Cependant, étant donné le rôle des directions régionales dans la
constitution du système d'information formel du programme, de l'importance
de leurs activités de reportage et de leurs responsabilités dans l'application
de la réglementation des productions animales, il apparaît opportun
d'implanter un outil technologique de traitement et de gestion de l'information.


identifier: Ballard, Jean-Marc  (2004). Impact des installations septiques sur l'aquifère de roc fracturé du secteur résidentiel du Mont-Cervin, Lac-Beauport, Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 238 p.

format: application/pdf application/zip

subject:
installation septique
aquifère
roc fracturé
contaminant
rocheux
écoulement
transport
qualité de l'eau
géologie
hydrogéologie
puits
logiciel FEFLOW
Mont-Cervin
Lac Beauport

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.

Dans la municipalité de Lac-Beauport, l'utilisation des installations septiques privées des
résidences génère des quantités importantes d'eaux usées qui transportent des contaminants pouvant
être facilement entraînés vers la nappe et affecter la qualité de l'eau souterraine. Un des secteurs
préocupants de la municipalité est le développement résidentiel du Mont-Cervin avec environ 460
résidences dans un peu plus de 1 km2 qui utilisent à la fois des puits privés au roc ainsi que des
installations septiques. Les objectifs de ce projet de recherche sont d'évaluer l'impact des
installations septiques sur la qualité des eaux souterraines et de déterminer les facteurs
hydrogéologiques ainsi que les mécanismes d'écoulement et de transport qui affectent la présence
des nitrates et des bactéries dans l'eau des puits.
La municipalité de Lac-Beauport est située à environ 20 km au nord de la ville de Québec, soit à la
limite méridionale des Laurentides. Le socle rocheux de cette région est composé principalement de
roches métamorphiques et ignées qui montrent une fracturation et une altération importante lui
permettant de transmettre de l'eau en quantité suffisante pour permettre son exploitation par des
puits résidentiels. En surface, on retrouve sur les flancs des montagnes des sédiments de till sableux
en couvertures discontinues de moins de 2 m d'épaisseur mais dont l'épaisseur augmente au centre
de la vallée. Ce contexte hydrogéologique, en plus d'être relativement vulnérable à la
contamination de surface, ne constitue pas un milieu idéal pour assurer le traitement des eaux usées
avec les systèmes conventionnels. Ces systèmes doivent en effet compter sur la qualité du sol
naturel pour traiter, filtrer et transformer les différents constituants chimiques et microbiologiques
contenus dans les eaux usées avant qu'ils n'atteignent l'aquifère.
En 1995, une première étude sur la qualité de l'eau dans les puits privés réalisée par la municipalité
sur l'ensemble de son territoire a déterminé que plus de 20 % des puits étaient affectés par les
bactéries pathogènes (entérocoques et coliformes fécaux) et que presque tous les puits montraient
des concentrations en nitrates supérieures au seuil naturel du secteur < 0,01 mg/L). En 2002 et en
2003, les résultats d'analyses de l'eau provenant des puits privés ont permis de confirmer les
résultats de 1995. L'analyse statistique des résultats a démontré que parmi les facteurs
hydrogéologiques liés aux conditions de captage des puits privés, seule la position des puits sur le
Mont-Cervin montrait une corrélation assez forte avec la présence des nitrates dans l'eau
souterraine. À l'inverse il semble exister aucune ou peu de corrélation avec la présence des
entérocoques ou des coliformes fécaux. Ces résultats tendent à confirmer que l'écoulement de l'eau
et le transport des contaminants dans l'aquifère sont contrôlés principalement par les réseaux de
fractures du roc qui demeurent un processus relativement aléatoire d'un puits à l'autre. D'ailleurs,
la comparaison des résultats pour les mêmes puits échantillonnées en 1995 et 2002, montre à peu
près les mêmes concentrations en nitrates, confirmant que l'écoulement qui alimente chaque puits
emprunte toujours les mêmes réseaux de fracture. Les résultats d'analyses des échantillons d'eau
provenant d'un puits multiniveau installé dans le roc ont démontrés la présence importante de
nitrates et d'entérocoques à plus de 50 m de profondeur et ce malgré le fait que le niveau de la
fracturation, mesuré par des essais à charge constante, montre une diminution de la fracturation
avec la profondeur (conductivité hydraulique de 10-6 mis à 10-10 mis). En conclusion; l'aquifère du
Mont-Cervin semble donc avoir accumulé des contaminants chimiques provenant des installations
septiques sur une épaisseur de plus de 50 m et il existe des voies d'écoulement préférentielles qui
permettent le transport rapide des contaminants, particulièrement des microorganismes jusqu'à des
profondeurs de plusieurs dizaines de mètres dans l'aquifère.
Le bilan en eau du secteur du Mont-Cervin a mis en évidence le taux élevé d'utilisation de la
ressource en eau souterraine par les résidents qui représente annuellement presque 50 % de l'eau
apportée au système par la recharge et presque 10 % de l'eau totale exploitable contenue dans
l'aquifère. Le bilan de masse en nitrates a aussi permis de reproduire les concentrations mesurées
sur le terrain et de montrer qu'elles étaient en régime permanent après seulement une quinzaine
d'années d'utilisation des installations septiques.
Des simulations numériques en 3-D effectuées avec le logiciel FEFLOW ont permis de reproduire
les concentrations en nitrates dans l'aquifère et de donner un aperçu de la configuration et des
dimensions du panache d'eau contaminé par les nitrates. Des simulations ont aussi été réalisées
pour évaluer les effets de la diminution de la recharge provoquée par la construction éventuelle de
nouvelles résidences autour du Mont-Cervin. Les résultats de la simulation ont montré que pour une
diminution de 50 % de la recharge dans les secteurs adjacents au Mont-Cervin, il pourrait y avoir
une augmentation progressive d'environ 15 % des concentrations en nitrates dans l'aquifère sur une
période d'une quinzaine d'années. L'ensemble des résultats obtenus met en évidence la fragilité de
l'approvisionnement en eau souterraine autant en quantité qu'en qualité et confirme que les
installations septiques sont une source majeure de contaminants qui finissent par se retrouver dans
l'aquifère principalement à cause de la forte vulnérabilité de l'aquifère de roc fracturé.


identifier: Barnabé, Simon  (2004). Hydrolyse et oxydation partielle des boues d'épuration comme substrat pour produire Bacillus thuringiensis HD-1.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifiqu, Doctorat en sciences de l'eau, 339 p.

subject:
boues d'épuration
Bt
Hydrolyse
oxydatio
Bacillus thuringiensis
entomotoxicité

abstract:
Dans la conjoncture actuelle, le développement démographique couplé à la mondialisation croissante de
l'économie consomment à un rythme effrayant des ressources et génère des tonnes de déchets dont il
faut disposer de façon sécuritaire et économique. L'intégration de la fabrication de produits à valeur
ajoutée comme méthode économique pour valoriser les déchets est une solution durable aux problèmes
d'exploitation massive des ressources renouvelables ou non renouvelables et de la gestion des résidus.
Effectivement, certains déchets comme les boues d'épuration peuvent devenir une matière première
abondante, économique et porteuse de caractéristiques nutritives stimulantes pour l'obtention de
produits microbiens. Dans ce contexte, un procédé de bioconversion des boues d'épuration municipales
en bio-insecticide (B. thuringiensis ou Bt) a été développé à l'INRS-ETE et s'apprête à être
commercialisé. Ce bioprocédé, appelé temporairement « procédé BT-INRS », utilise les boues
d'épuration comme matière première pour produire à coût moindre une souche entomopathogène de Bt.
Ce procédé innovateur est au prise avec deux facteurs qui limitent le rendement de Bt en termes
d'entomotoxicité, de spores produites et d'activité protéolytique. La faible disponibilité des éléments
nutritifs dans les boues pourrait être accrue afin que Bt puisse produire à pleine capacité ses produits
insecticides. De plus, le procédé ne peut pas utiliser des boues contenant plus de 25 g/l de matière en
suspension (MES) en raison des caractéristiques rhéologiques des boues. Une plus forte concentration
en MES fournirait à Bt plus d'éléments nutritifs pour produire davantage de produits insecticides.
Finalement, une question persiste sur la performance du procédé BT-INRS : malgré une concentration
en spores de Bt inférieure au milieu conventionnel à base de soja, pourquoi une plus forte
entomotoxicité est observée dans les boues ? Des auteurs scientifiques ont démontré une corrélation
positive entre les spores et l'entomotoxicité, alors que d'autres affirment qu'il n'en existe pas. Il est
important de vérifier où le procédé BT-INRS se situe dans ces allégations.
Le présent projet avait pour but de développer une stratégie pour améliorer le rendement de Bt dans les
boues d'épuration. La stratégie développée consiste en une hydrolyse (alcaline ou thermo-alcaline),
seule ou en combinaison avec une oxydation partielle (utilisant du H₂0₂ comme agent oxydant). Elle
parvient à accroître considérablement le rendement de Bt dans les boues. Des analyses sur la
composition des boues après leur traitement ont été effectuées afin de déceler les facteurs responsables
des hausses de rendements. Finalement, des tests d'entomotoxicité sur les différentes fractions des
boues fermentées par Bt (culot, surnageant, spores et cristaux protéiques purifiés) et du milieu
conventionnel de production (à base de soja) ont été réalisés pour expliquer les hausses
d'entomotoxicité et définir avec détails la relation spore-entomotoxicité dans les boues.
Les boues mixtes et secondaires du traitement des eaux usées municipales ont été utilisées dans ce
travail comme milieu de fermentation pour produire la souche entomopathogène HD-l du sérovar
kurstaki de Bacillus thuringiensis (Btk HD-I). L'hydrolyse acide, alcaline et thermique ainsi que
l'oxydation avec H₂0₂ ont été proposées et testées. Suite à des essais préliminaires, l'hydrolyse alcaline,
l'hydrolyse thermo-alcaline et la combinaison de l'hydrolyse thermo-alcaline avec l'oxydation partielle
ont été sélectionnées parce qu'elles augmentaient de plus de 50% l'entomotoxicité de Btk HD-l dans
les boues mixtes et/ou secondaires. La solubilisation des protéines et du carbone organique, la présence
de forte teneur en sodium après les hydrolyses ainsi que la réduction de la viscosité ont été identifiés
comme les facteurs responsables de ces augmentations. Les traitements ont ensuite été optimisés en
fioles Erlenmeyer avec un plan composite centré et la méthodologie de réponse en surface. Des
conditions optimales ont été établies pour chaque traitement et elles ont été vérifiées en fioles
Erlenmeyer. Finalement, les conditions optimales de l'hydrolyse alcaline et thermo-alcaline ainsi que du
traitement thermo-oxydant ont été éprouvées avec succès en fermenteur de 15 litres. Des
entomotoxicités entre 17,4x10³ et 19,0x10³  UI/µ1 ont été obtenues dans les boues traitées (contenant
jusqu'à 37,4 g MES/l), soit de 37% à 49% supérieures aux boues non traitées (25 g MES/l) et de 1,7 à
1,9 fois supérieures au milieu conventionnel à base de soja.
Ce travail a permis de conclure que l'hydrolyse alcaline, l'hydrolyse thermo-alcaline et la combinaison
de l'hydrolyse thermo-alcaline avec l'oxydation partielle sont trois traitements des boues qui accroissent
le rendement de Btk HD-I cultivée dans les boues d'épuration, spécialement en terme
d'entomotoxicité. Elles permettent aussi d'utiliser une plus grande concentration de MES pour la culture
de Btk dans les boues. De plus, les boues stimulent la formation de spores, de cristaux protéiques
insecticides et de métabolites insecticides solubles de Btk HD-l qui sont plus actifs en terme
d'entomotoxicité. Les boues secondaires, hydrolysées ou non hydrolysées, permettent d'obtenir des
entomotoxicités spécifiques (par spores ou protéines solubles) plus élevées que dans le milieu soja. Les
spores de Btk HD-l produites dans les boues d'épuration mixtes sont plus entomotoxiques que celles
produites dans les boues secondaires et le milieu conventionnel à base de soja. Les cristaux protéiques
insecticides de Btk HD-I produits dans les boues secondaires sont plus entomotoxiques que ceux
produites dans les boues mixtes et le milieu conventionnel à base de soja. La stratégie développée dans
le cadre de ce travail fait l'objet d'une demande de brevet.


identifier: Barraoui, Driss  (2006). Dynamique et biodisponibilité des éléments nutritifs et métalliques dans les boues décontaminées.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifiqu, Doctorat en sciences de l'eau, 291 p.

subject:
boue décontaminée
épuration
décontamination
biosolides
agronomie
environnement
maïs
bioaccumulation
sol
lessivage
eau
drainage
métaux
METIX-AC

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.

L'épandage agricole des boues issues des stations d'épuration des eaux usées permet de disposer
de ces sous-produits, tout en tirant profit de leur potentiel fertilisant. Les quantités souvent
élevées de métaux dans ces boues ainsi que l'épandage cumulatif de ces dernières peut toutefois
nuire au milieu naturel. Dans ce contexte, l'INRS-ETE a développé de nouvelles technologies de
décontamination des boues d'épuration, incluant le procédé METIX-AC qui est présenté dans
cette thèse. Les boues ainsi traitées gardent un bon potentiel fertilisant, et renferment moins de
métaux, d'organismes pathogènes et d'odeurs.
Cependant, aucune étude ne s'est encore penchée sur la qualité agro-environnementale des boues
décontaminées par ledit procédé. Ainsi, cette recherche visait à vérifier si les boues
décontaminées, en comparaison à celles non décontaminées, sont mieux valorisables, et ce, dans
un esprit de développement durable de l'agriculture.
La recherche s'est déroulée en deux phases. Une 1 ère phase, où quatre différentes boues (dites du
lot 1) ont été testées. Ces boues sont issues des stations d'épuration des eaux usées de la
Communauté Urbaine de Montréal (boue CUM), de la Communauté Urbaine de Québec (boue
CUQ), de la ville de Haute-Bécancour (boue Bécancour) et de la papetière Daishowa (boue
Daishowa). Durant la 2ème phase, deux boues (dites du lot 2) ont été testées, soient celles de la
CUM et de Bécancour. Les boues des lots 1 et 2 ont été testées avant et après leur
décontamination par le procédé METIX-AC. Une partie des boues du lot 2 ont été dopées par
Cd, Cu, Zn ou "Cd+Cu+Zn", pour atteindre les teneurs nominales respectives de 1 00, 3000 et
5000 mg kg-1 en ces trois métaux. Quelques boues décontaminées du lot 2 (non dopées et dopées
par "Cd+Cu+Zn") ont aussi subi une étape de lavage pour vérifier la possibilité d'en extraire
davantage de métaux. L'ensemble des résultas obtenus est réparti ci-dessous en six parties.
La 1 ère partie de résultats concerne l'étude de l'effet de la décontamination sur la qualité des
boues. Il a été montré que le procédé METIX-AC génère des boues ayant de bons niveaux de
nutriments (N ~ 2%, P ~ 1 %, K ~ 0,3%, Ca ~ 1,9% et Mg ~ 0,6%). Une certaine hausse a été
notée pour Fe et S, vu qu'ils ont été inévitablement apportés par les produits chimiques (acide
sulfurique et chlorure ferrique) nécessaires à la décontamination des boues. Pour les métaux, de
bons taux d'enlèvement ont été obtenus: 5-44, 38-87, 0-74, 29-65 et 52-76%, respectivement
pour Al, Cd, Cu, Mn et Zn. Le Cr, le Ni et le Pb sont, par contre, peu éliminés des boues.
La 2ème partie de résultats se rapporte à l'étude de l'effet du dopage des boues du lot 2 par les
métaux sur l'efficacité du procédé METIX-AC. Il a été observé que malgré une forte charge
métallique initiale, ledit procédé décontamine bien les boues, et l'enlèvement est même souvent
amélioré. Ainsi, l'extraction de Cd, Cu et Zn à partir de la boue CUM a été augmentée d'un taux
compris entre 24 et 35%, suite à son dopage, pour atteindre des extractions respectives de 88, 79
et 81 %. Avec la boue Bécancour, les extractions maximales de Cd, Cu et Zn sont passés
respectivement de 77 à 88%, 74 à 81 % et 76 à 89%. L'enlèvement d'autres métaux (Al, Cr, Mn
et Ni) a été sensiblement accru, surtout avec la boue CUM. Les résultats ont aussi montré que le
type de boue affecte l'extraction de Cd et Zn, alors que dans le cas de Cu, l'extraction dépend
principalement de sa teneur initiale et du potentiel d'oxydoréduction du milieu.
La 3ème partie de résultats concerne l'étude de l'effet de l'étape additionnelle du lavage sur le
rendement global d'extraction des métaux à partir d'un sous groupe de boues du lot 2 (celles non
dopées et dopées par les trois métaux). Une différence a été notée lors de ce lavage, selon que les
boues ont été préalablement dopées ou non par "Cd+Cu+Zn". Ainsi, un supplément de métaux a
été extrait suite au lavage des boues décontaminées, mais de manière supérieure pour les boues
préalablement dopées que celles non dopées. Les suppléments ainsi extraits étaient de 45, 30 et
42%, respectivement pour Cd, Cu et Zn dans la boue CUM ou de 25, 42 et 58% dans la boue
Bécancour. Le lavage des boues de Bécancour dopées et décontaminées a permis un enlèvement
additionnel de 13, 29 et 10%, respectivement pour Al, Cr et Mn.
La 4 ème partie de résultats est reliée à l'étude de l'effet de la décontamination/lavage sur la
spéciation de Cd, Cu et Zn dans le sous-groupe de boues du lot 2 cité ci-dessus. Il a été observé
qu'en absence de dopage, Cd et Zn sont liés aux oxydes puis à la phase cristalline. Cu est surtout
fixé à la matière organique, s'il est peu concentré (cas de la boue CUM) ou à la phase cristalline,
s'il est très concentré (cas de la boue Bécancour). Le dopage et la décontamination/lavage des
boues diminuent le niveau de presque toutes les fractions de Cd, Cu et Zn, mais les phases les
plus représentées précités sont restées les mêmes. Au moment où le dopage des boues augmente
la part des fractions biodisponibles, la décontamination/lavage permet une nette diminution dans
le cas de la boue Bécancour, à l'inverse de ce qui a été observé avec la boue CUM.
Ces quatre premières parties permettent de ressortir l'intérêt de décontaminer (et éventuellement
de laver) les boues avant leur usage. En effet, le degré d'introduction des métaux dans le sol est
très abaissé (plus de 74, 50 et 78%, respectivement pour Cd, Cu et Zn). Aussi, Cu et Zn sont si
bien extraits qu'il devient possible d'épandre une boue préalablement interdite (exemple de la
boue Bécancour qui renferme trop de Cu). L'extraction de Cd connaît une certaine limitation à
très fort dopage. Les analyses de spéciation démontrent un autre intérêt du procédé testé, à savoir
que la décontamination/lavage réduit surtout la part des fractions disponibles des métaux.
La 5ème partie du travail concerne l'étude de la croissance du maïs (Zea mays, hybride G-4011)
cultivé en pots, sous serre, en présence de boues non décontaminées, décontaminées ou
décontaminées/lavées (lot 2). À l'exception de la boue Daishowa (lot 1), ni la décontamination ni
le lavage des boues n'affectent négativement la croissance du maïs. Quelqu.es boues
décontaminées, surtout celle de Bécancour, ont même conduit à de meilleurs résultats:
émergence plus rapide de l'inflorescence mâle et des épis, meilleures dimensions des épis, plus
de biomasse et de grains produits. Ceci peut être lié, entre autres, à l'amélioration de la capacité
de rétention de l'eau par le sol. Seulement 17% de l'eau d'irrigation percole des pots amendés
par des boues décontaminées, contre 35% pour le contrôle. Aussi, vu que les boues du lot 1 ont
été testées à deux doses (équivalents de 80 et 160 kg ha-1 de Ndisponible), la double dose améliore
les paramètres précités. Même avec cette hausse de doses ou les forts dopages de boues du lot 2
(testées à la seule dose de 45 g por1
), aucun signe de toxicité n'était visible sur les plantes.
Les résultats de la 6ème partie concernent l'étude de la bioaccumulation des métaux et le lessivage
des nutriments et des métaux, lors de l'ajout des différentes boues. Concernant la
bioaccumulation des métaux, elle n'a pas été accentuée, mais elle a souvent été réduite suite à
l'usage de boues décontaminées. Des calculs ont aussi montré que les coefficients de transfert
ainsi que les concentrations des métaux dans les tissus végétaux étaient faibles, ne dépassant pas les seuils de toxicité rapportés par la littérature. Ceci est le cas même avec les boues dopées et
non décontaminées (lot 2).
Pour ce qui du lessivage des nutriments (N, P, K, Ca, Mg, S), il a été noté une diminution suite à
l'usage des boues CUM, CUQ et Bécancour décontaminées. Durant la période de forte
croissance des plants de maïs, l'ajout des formes décontaminées des boues, excepté celle de
Daishowa, permet de minimiser le lessivage des nutriments, comme cela a été cité ci-dessus pour
la perte des eaux d'irrigation. D'ailleurs, le lessivage de plusieurs éléments chimiques était bien
corrélé avec le volume d'eau drainée et/ou le carbone organique dissout. Des résultats opposés
ont cependant été notés entre les deux séries expérimentales pour les composés azotés: durant la
première expérimentation, NH/ a drainé plus que N03-, surtout en présence de boues non
décontaminées. Probablement que la cinétique de l' ammonification de l'azote dans le sol a
dépassé celle de la nitrification. Cependant, le niveau de N03 - dans les eaux de drainage n'a
globalement pas excédé la norme de 10 mg L -l, laquelle est exigée pour l'eau potable.
Concernant le lessivage des métaux, il a augmenté suite à la hausse des doses de boues (lot 1),
alors que la décontamination de toutes les boues (lots 1 et 2) a généralement eu un effet opposé.
Le suivi de la variation temporelle du lessivage des métaux a indiqué que Cd a augmenté
progressivement pour atteindre un maximum, avant de diminuer plus ou moins fortement vers la
fin du cycle, alors que dans le cas de Cu et Zn, une diminution graduelle a été notée.- En aucun
cas, les concentrations mesurées de métaux n'ont excédé les normes de qualité des eaux. Par
exemple, Zn est resté inférieur au seuil de 0,18 mg L-1
, qui est jugé potentiellement critique pour
les poissons des eaux douces.
En combinant les données de bioaccumulation et de lessivage, le calcul du bilan de répartition
massique des métaux de dopage a révélé que pour tous les traitements (y compris les contrôles),
plus de 97% des quantités initiales de Cd, Cu et Zn demeurent dans le sol. L'usage des boues
décontaminées réduit parfois significativement la part des métaux retenus dans le sol, ce qUi
s'accompagne parallèlement par un peu plus de lessivage dans l'eau de drainage.
En guise de conclusion, en étant pionnière en son genre, cette recherche laisse présager l'intérêt
agro-environnemental de la décontamination des boues par le procédé METIX-AC. En effet,
grâce aux niveaux satisfaisants en fertilisants et vu les moindres teneurs en métaux, les boues
ainsi décontaminées semblent permettre un développement agricole plus sécuritaire, et par
conséquent plus durable. Cependant, il faudrait mener davantage de recherches similaires,
notamment à l'échelle parcellaire, pour confirmer éventuellement les résultats obtenus
présentement.


identifier: Barrette, Jessy  (2012). Inventaire et caractérisation des tourbillons marins observés dans le golfe d'Amundsen au cours des programmes CASES et CFL.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 144 p.

subject:
tourbillon marin
golfe d'Amundsen
méso-échelle
profondeur
température
salinité
physicochimie
CTD
océan Arctique

abstract:
Ce mémoire présente le résultat de l'analyse de l'ensemble des séries temporelles de profils de
salinité et de température obtenues à l'intérieur du golfe d'Amundsen au cours des campagnes de terrain
des programmes CASES et CFL. Les profils utilisés proviennent essentiellement du navire NGCC
Amundsen présent dans la région au cours de ces périodes de même que de mouillages déployés
pendant CFL à l'embouchure du golfe d'Amundsen dans le cadre de la campagne océanographique du
réseau d'excellence ArcticNet. Cette analyse des profils permit en un premier temps d'atteindre le premier
objectif du mémoire qui était d'identifier l'ensemble des structures cohérentes observées obtenus
au cours des années 2003-2004 et 2007-2008. Ainsi, 18 structures cohérentes ayant des caractéristiques
typiques du passage d'un tourbillon marin furent retenues. Le second objectif consistait à établir
une classification des structures en se basant sur leurs propriétés physicochimique de manière mettre
en évidence les différences et similitudes observées. Ainsi, quatre classes de structures furent établies.
Par la suite, considérant les propriétés internes de chacune des classes de structures de même qu'en
comparant ces observations à d'autres observations effectuées auparavant à proximité de la région
d'étude, il fut alors possible d'émettre certaines hypothèses quant à l'origine de ces différentes classes
de structure, ce qui correspond au troisième et dernier objectif du mémoire. Les structures de Classe
1 et 3 sont présentes à l'intérieur de la couche halocline supérieure et correspondent à des tourbillons
anticycloniques. Ces structures semblent être intimement reliées au « Beaufort Shelfbreak Current »
présent au-dessus du talus continental de la mer de Beaufort et qui semble se prolonger jusqu'à la
région du plateau Mackenzie. Les structures de Classe 2 sont quant à elles présentes à une faible
profondeur et sont caractérisées par une température interne près du point de congélation et par la
présence de matière en suspension à l'intérieur. En se basant sur ces caractéristiques, il est suggéré
que ces structures soient associées aux processus de convection près de la surface due à la formation
de glace. Finalement, les structures de Classe 4 sont présentes à l'intérieur de la couche halocline
supérieure et sont de type cyclonique.
Somme tout, l'analyse des propriétés de l'ensemble des structures cohérentes observées suggère
que celles-ci soient intimement reliées aux régions des plateaux continentaux. Les résultats présentés
dans ce mémoire constituent une première description exhaustive de tourbillons marins à l'est
de la mer de Beaufort de même qu'à l'intérieur du golfe d'Amundsen. Ce travail ouvre la porte à d'autres
travaux futurs en lien à la présence de ces structures à l'intérieur du golfe d'Amundsen. Il suggère par
la même occasion une étude plus approfondie de la région du talus continental du plateau Mackenzie
où semble être présent le « Beaufort Shelfbreak Current ».


identifier: Barrette, Louis-Marie  (1991). Lixiviation bactérienne d'un terril de gisement sulfureux à l'aide d'un bioréacteur à ascension pneumatique (BAP): Étude de faisabilité technique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 334 p.

subject:
lixiviation bactérienne
terril minier
gisement sulfureux
bioréacteur
contamination
environnement
mine
métaux
pulpe
résidus miniers

abstract:
Au Québec, il se rejette annuellement plus de 140 millions de tonnes de résidus miniers dans
l'environnement. Le volume de ces rejets se situe en première place parmi ceux engendrés par
notre société moderne.
La nature physique et chimique des terrils est principalement déterminée par les types de mines
et de gisements et par certaines phases minières reliées à l'étape de production du gisement. La
flottation, qui est l'une des méthodes de concentration les plus employées, produit, à elle seule,
près de la moitié des rejets miniers. Les propriétés chimiques des terrils se caractérisent par une
teneur élevée en sulfures et en oxydes de même que par la présence en concentration élevée de
métaux traces; une granulométrie, variant du silt au sable, une absence de structure et une
perméabilité variable sont les principales propriétés physiques des parcs à résidus miniers.
Le choix du mode de disposition des terrils demeure un aspect important de la gestion des
résidus miniers. Ce mode de disposition détermine le degré de contamination des substances
toxiques sur les écosystèmes en place. En effet, les apports de solides en suspension, d'eaux de
drainage acides et de métaux traces dissous subissent l'influence de nombreux processus
d'étalement. Conséquemment, ces apports interagissent avec le milieu naturel et créent ainsi des
perturbations environnementales non négligeables en causant des déséquilibres écologiques aux
divers écosystèmes inhérents et adjacents à ces dépôts. Cette contamination affecte donc,
localement et en région, les milieux hydriques, terrestres et souterrains de la biosphère.
En vue de minimiser les impacts environnementaux issus de cette pollution, plusieurs techniques
de stabilisation des terrils ainsi que des techniques de neutralisation des eaux de drainage acides
ont été élaborées. Certaines d'entre elles demeurent peu concluantes à long terme tandis que
d'autres, toujours en vigueur, nécessitent une surveillance et un entretien continuels.
Une revue de littérature axée sur les processus d'extraction biohydrométallurgique montre que
la lixiviation bactérienne est apte à solubiliser les composés réduits de soufre et de métaux
Plusieurs études démontrent l'emploi, de plus en plus courant, de bioréacteurs, notamment le
bioréacteur à ascension pneumatique. Une étude fut donc envisagée en vue de neutraliser les
composantes toxiques et acidifiantes de ces rejets.
Des résidus miniers, issus d'un terril de gisement sulfureux, furent inoculés avec une culture
mixte de thiobacilles (Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans) dans un bioréacteur
à ascension pneumatique (BAP) d'un volume de 30 L. Ce milieu fut soumis à des expériences
à l'échelle de laboratoire à 20°C. Sept essais, dont trois opérés en mode cuvée d'une durée de
16, 27 et 40 jours et quatre, en mode continu pour des temps de séjour (t₈) de 3, 5 et 7 jours,
furent effectués avec des densités de pulpe de 10% et de 20%.
L'efficacité fut confirmée pour un temps de séjour de 7 jours par l'enlèvement de 80% du Zn,
55% du Fe, 48% du Cu, 46% du Co et 37% du Ni. En extrapolant les pourcentages de
solubilisation de 20°C à 35°C selon l'équation d'Arrhénius, il semble possible d'extraire un
pourcentage très élevé des métaux présents dans les résidus et parallèlement d'oxyder les
composés inorganiques réduits de soufre.
Sans pour autant aborder le côté économique de ces résultats préliminaires, il en ressort que
cette approche semble valable comme solution de rechange en regard des mesures de mitigation
actuelles.


identifier: Bayentin, Lampouguin  (2011). Étude de la relation morbidité-climat et simulation pour des scénarios climatiques futurs.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 192 p.

subject:
hospitalisation
maladies ischémiques cardiaques
infarctus du myocarde
morbidité
climat
comorbidité

abstract:
La quantification des risques sur la santé associés aux variables climatiques et
environnementales est primordiale dans les efforts des institutions gouvernementales en ce
qui concerne la protection des populations contre les conséquences des changements
climatiques. Ce projet avait pour objectifs, après la modélisation de l'effet du climat sur les
hospitalisations, d'analyser la relation climat-taux quotidien d'hospitalisation pour les
.maladies ischémiques cardiaques (MIC), d'analyser l'impact de la comorbidité dans la relation
climat-taux d'hospitalisation pour infarctus du myocarde (IM) et enfin faire les estimations
futures des changements sur les taux d'hospitalisation pour MIC dus aux changements
climatiques en tenant compte du groupe d'âge et du genre.
Les températures extrêmes durant l'hiver et l'été se sont révélées avoir une relation
de nature positive avec le taux quotidien d'admission hospitalière pour MIC Les hommes de
45 à 64 ans étaient plus à risque que les femmes de même âge. Dans la majorité des régions;
l'exposition à des journées continues de température extrême était plus nuisible que celle
d'une journée isolée. Le maximum annuel du taux quotidien d'hospitalisation pour les 65 ans
et plus est atteint plus tôt durant les deux saisons et pour les deux sexes en comparaison au
plus jeune groupe d'âge. Enfin les effets des variables climatiques sur les taux d'admission
étaient plus élevés dans les régions présentant des indices de pauvreté et des taux de
tabagisme élevés.
La prise en compte de la comorbidité a montré que durant les deux saisons, pour les
deux sexes et pour les deux groupes d'âge, les sujets avec comorbidité étaient plus à risque
d'admission hospitalière pour IM. Les hommes de 45 à 64 ans par rapport aux femmes du
même groupe d'âge étaient plus vulnérables pour les deux états de comorbidité. Pour le
groupe d'âge de 65 ans et plus, la vulnérabilité d'un genre par rapport à l'autre variait en
fonction de la région, de la variable de température et de la saison. Les hommes âgés de 45 à
64 ans étaient plus à risque d'amission pour IM en comparaison à ceux de 65 ans. Les
femmes de 45 à 64 ans étaient plus affectées par les extrêmes de journées isolées alors que
celles de 65 ans et plus présentaient un risque plus élevé lorsque l'extrême climatique durait
plusieurs journées. Ces disparités sont essentiellement dues aux différences de facteurs socioéconomiques et comportementales qui existent entre les groupes d'âge, les sexes et les
régions.
Les estimations futures de l'effet du climat sur le taux d'admission pour. MIC durant
la saison d'été indiquent une tendance à la hausse dans la plupart des régions pour les deux
sexes et les deux groupes d'âge. Durant l'hiver, la tendance variait avec le type dé données
climatiques simulées et la région. En général la tendance était positive mais de faible intensité
en comparaison à l'été. La tendance à la baisse de l'effet du climat fut observée seulement
pour les données simulées ADL (ADL, ADJ et ADQ sont des sigles sans aucune signification équivalent à a, b, c.),  et dans les régions du sud-est de la province du Québec.
En général, la tendance de la vulnérabilité de la population aux variables climatiques
est dépendante de l'âge, du sexe, de la comorbidité et des facteurs socio-économiques et
comportementaux.