identifier: Melançon, Marie-Odile  (2019). Institutions culturelles, jeunes et enjeux de transmission : représentations du rôle d’éducation aux arts et à la culture à Montréal  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en études urbaines, 190 p.

subject:
culture
transmission culturelle
enfance
éducation artistique
représentations
institutions culturelles
récit
identité narrative
expérience
culture
cultural transmission
childhood
artistic education
representations
cultural institutions
narrative
narrative identity
experience

abstract:
Depuis les années 1980, les institutions culturelles ont développé de nombreuses activités éducatives pour les jeunes. À la croisée des politiques culturelles et de l’évolution du système d’éducation, l’éducation artistique prend de plus en plus d’importance et certaines institutions affirment de plus en plus leur rôle éducatif. L’objectif principal de cette recherche est donc d’étudier le rôle des institutions culturelles montréalaises en termes de transmission de la culture auprès des jeunes. En effet, entre la famille et l’école, où se situe l’implication des institutions culturelles? Cette étude se situe à un niveau réflexif et interprétatif plutôt que descriptif en ce sens qu’elle vise à explorer les représentations de la transmission culturelle des acteurs culturels, plutôt que d’analyser les effets des programmes et activités mis en place. En s’appuyant notamment sur les notions de « récit » et d’ « identité narrative » développées par Paul Ricoeur, cette recherche tente de déceler quelles représentations de l’enfance, de la culture, de l’éducation artistique et de la transmission culturelle sont portées par les acteurs culturels ayant développé des programmes s’adressant aux jeunes afin d’en dégager par la suite une typologie. Suite à une recherche documentaire et à la tenue de 21 entretiens semi-dirigés, l’analyse thématique et narrative a permis de dégager une typologie comportant trois pôles : artistique, pragmatique et humaniste. Elle a également permis de constater que la question du patrimoine est peu présente dans les discours alors que les notions d’expérience et de culture humaine ont pris beaucoup d’importance.

 Since the 1980s, cultural institutions have developed many educational activities for young people. At the crossroads of cultural policies and the evolution of the education system, arts education is becoming increasingly important and some institutions are asserting their educational role. The main objective of this research is therefore to study the role of Montreal cultural institutions in terms of transmitting culture to young people. Indeed, between family and school, where is the involvement of cultural institutions? This study is at a reflective and interpretive level rather than a descriptive one in that it aims to explore the representations of the cultural transmission of cultural actors, rather than to analyze the effects of the programs and activities put in place. Based in particular on the notions of "narrative" and “narrative identity” developed by Paul Ricoeur, this research tseeks to detect what representations of childhood, culture, arts education and cultural transmission are carried by cultural actors having developed programs aimed at young people in order to subsequently identify a typology. Following a documentary search and 21 semi-structured interviews, the thematic and narrative analysis revealed a typology comprising three poles: artistic, pragmatic and humanist. It also revealed that the question of heritage is less apparent, whereas notions of experience and human culture have increased in interest.


identifier: Vézina, Samuel  (2018). Projection par microsimulation du niveau de littératie de la population adulte canadienne : regard sur la population immigrante et son intégration sur le marché de l'emploi canadien  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en démographie, 188 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
Compétences
Littératie
Projections
Microsimulation
Adultes
Immigration
Population active
Canada
Intégration économique
Offre et demande de main-d’oeuvre
Skills
Literacy
Projections
Microsimulation
Adults
Immigration
Workforce
Canada
Economic integration
Labour supply and demand

abstract:
Les compétences en littératie d’un individu, cette capacité d’utiliser et de comprendre l’information nécessaire pour être fonctionnel en société, sont directement liées à son bien-être socioéconomique. Au Canada, des études ont montré que le niveau de littératie des immigrants est généralement inférieur à celui des Canadiens nés au pays, bien que leur niveau de scolarité soit plus élevé. Compte tenu du contexte d’intensification et de diversification ethnoculturelle de l’accroissement migratoire au Canada, il devient nécessaire de comprendre les liens qui existent entre le niveau de littératie, le statut d’immigration et le bien-être économique et social des individus.
L’objectif principal de cette thèse est de projeter entre 2011 et 2061 le niveau de littératie de la population adulte du Canada en utilisant un modèle de microsimulation (LSD-C) pouvant tenir compte des changements démographiques et ethnoculturels à venir. Ciblant plus spécifiquement la population canadienne âgée de 25 à 64 ans, les déterminants de la littératie sont d’abord analysés séparément pour les immigrants et pour les natifs afin de comprendre et modéliser les liens qui existent entre les différentes variables et dans le temps.
À partir des données des trois plus récentes enquêtes quantitatives sur les compétences en littératie des adultes au Canada, incluant l’enquête PEICA 2012, les analyses de régression montrent, entre autres, que le niveau de scolarité et la maîtrise des langues officielles sont les déterminants les plus forts du niveau de littératie des adultes canadiens. Les variables spécifiques aux immigrants s’avèrent également exercer une influence significative. Par ailleurs, des analyses pseudo-longitudinales utilisant la méthode de la cohorte fictive suggèrent l’existence d’un effet d’âge significatif et d’un effet de période fort, ce qui remet en question l’effet de cohorte relevé dans la littérature.
Ensuite, sur la base de ces analyses, un module de projection du niveau de littératie est greffé au modèle LSD-C. Le scénario de référence projette une légère baisse du niveau moyen de littératie de la population entre 2011 et 2061 qu’on peut attribuer aux changements sociodémographiques à venir. Les simulations additionnelles montrent qu’en mettant en place une politique de sélection des immigrants qui modifierait légèrement la distribution des nouveaux arrivants admis annuellement au pays, le léger déclin projeté du niveau de littératie pourrait être évité. Puis, un modèle de microsimulation (PÖB) est élaboré pour projeter la population de l’Autriche selon le niveau de littératie. La comparaison Canada-Autriche illustre clairement le fait que les visées des deux pays en matière d’immigration sont diamétralement opposées. Les projections générées par les modèles LSD-C (Canada) et PÖB (Autriche) montrent que la politique canadienne, orientée sur un taux d’immigration très élevé, permet de soutenir durablement la croissance de la population active sur un horizon de 50 ans, au prix d’un niveau de littératie moyen constant, voire en léger déclin. L’inverse est observé pour l’Autriche.
Finalement, le dernier volet de la thèse propose une analyse prospective entre 2011 et 2024 de l’offre et de la demande de main-d’oeuvre au Canada en utilisant les données de l’enquête PEICA de 2012 et le modèle de microsimulation LSD-C. Cette étude illustre comment les plus récentes projections officielles du gouvernement canadien surestiment le niveau de compétences de l’offre projetée de main-d’oeuvre.

 Literacy skills are defined as the ability to acquire, process, and communicate information needed for individuals to participate in society. Despite their higher average level of education, foreign-born Canadians literacy skills are lower than native-born. This lower literacy proficiency is linked to the fact the foreign-born population is diversifying in terms of ethnocultural and linguistic background and religious affiliation. Given that migratory increase is increasing and diversifying, it becomes pertinent to understand how literacy skills, immigration status and socioeconomic welfare are linked together.
The main objective of this thesis is to project the Canadian adult population by literacy skills proficiency between 2011 and 2061 using a microsimulation model designed to account for actual and future demographic and ethnocultural changes. Focusing on people aged 25 to 64 years old, factors linked with literacy proficiency are analysed for both the foreign- and the native-born Canadians.
Using the three most recent survey data on adult skills in Canada, including the 2012 PIAAC, regression analyses show, among other results, that education level and official languages proficiency are the most important determinants of literacy skills among the adult Canadian population. Variables specific to immigrants also have a significant effect. Moreover, pseudo-longitudinal analyses using synthetic cohorts show a significant age effect coupled with a strong period effect which undermine the cohort effect described in the literature.
Based on these analyses, a literacy skills projection module is then developed and added to the LSD-C microsimulation model. The baseline projection scenario projects that if current sociodemographic trends hold true in the future, the average literacy level of the Canadian population would decline slightly between 2011 and 2061. Additional scenarios suggest that plausible changes to immigrant selection policies could prevent against the projected literacy skill decline.
A microsimulation model (PÖB) is developed to project the Austrian population by literacy skills. Canada-Austria comparisons show the extent to which these two countries have adopted diametrically opposed strategies regarding immigration. Projections results generated by both LSD-C (Canada) and PÖB (Austria) show that in the coming decades Canada is likely to count on relatively high immigration intakes which would boost the growth of the workforce but would lower its average literacy skills. The opposite would be observed for Austria.
Finally, the last fold of the thesis presents a prospective analysis of labour force supply and demand in Canada between 2011 and 2024 using the 2012 PIAAC survey data and the LSD-C microsimulation model. This analysis shows how the most recent official projections of the Canadian government overestimate the projected supply of skills among the future workforce.


identifier: Mouedhen, Ikbel  (2018). Optimisation des procédés minéralurgiques de traitement des sols contaminés par des cendres d’incinération et des résidus métallurgiques et établissement de modèles et d’outils de prédiction du rendement.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 247 p.

subject:
métaux
caractérisation minéralogique
caractérisation densimétrique
outils de prédiction
modèle de prédiction
optimisation
procédés physiques
étude technico-économique
inorganic contamination
mineralogical characterization
densimetric characterization
prediction tools
prediction model
optimization
physical separation
cost study

abstract:
Les législations environnementales sévères du Québec exigent l’instauration de plans de gestion des volumes importants des sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques. Les sols aux prises avec une contamination par des métaux lourds sont souvent destinés à l’enfouissement sécuritaire en raison de l’absence des techniques de traitement concurrentes en termes de coûts, permettant d’enlever efficacement ce type de contamination et de stratégies de valorisation des terrains traités ou du résidu concentré en métaux généré. Dans un esprit de développement durable de « traitement-valorisation », l’intégration de la séparation physique dans la filière de remédiation permet d’extraire efficacement les métaux lourds des matrices contaminées au plus faible coût. Cependant, le défi majeur du traitement consiste à l’hétérogénéité de la pollution sur les sites, résultante de la diversité des sources de contamination et de l’évolution physico-chimique et minéralogique des métaux au cours du temps. Les conditions de traitement de chaque sol sont ainsi uniques. Chaque cas problématique requière un lourd travail d’optimisation des conditions opératoires de traitement. L’objectif majeur de ce travail de recherche est de réduire l’effort dépensé à l’étape d’optimisation à travers l’établissement et l’exploitation d’outils de prévision et de conduire ainsi à une meilleure application des procédés de séparation physique quelque soit le niveau et le type de la pollution inorganique. Pour ce faire, les fractions 0,250-4 mm de trois sols, caractérisés par des niveaux de contamination avec des résidus d’incinération variés (MSW1, MSW2 et MSW3) et d’un sol contaminé par des résidus de fonderie (MR1), ont subi une caractérisation densimétrique et minéralogique permettant de déterminer le contenu total en métaux lourds séparables, les minéralogies des particules de Pb, Cu, Sn et de Zn, leur masse volumique (MV) moyenne et le critère de concentration (CC) correspondant. Les résultats de caractérisation ont confirmé l’utilité de l’application du jig et de la table à secousses pour séparer les métaux des particules non contaminées. Ces résultats de caractérisation densimétrique et minéralogique ont été utilisés afin de prédire l’efficacité maximale des procédés gravimétriques (jig et table à secousses) et leurs éventuelles limites. La méthodologie des plans de surface de réponses de type Box-Behnken a permis à travers 29 expériences l’établissement d’un modèle de prévision de l’efficacité d’enlèvement du Cu, du Pb et du Sn de la fraction 1-2 mm d’un sol moyennement contaminé par des cendres d’incinération (MSW2) par la table à secousses. Le modèle est tributaire des paramètres opératoires de l’appareil indiquant que, l’inclinaison et le débit d’eau de lavage sont les paramètres d’influence majeure sur le processus de séparation des particules contaminées. Sous les conditions optimales, déterminées à travers l’exploitation du modèle de prévision, la majorité de la fraction lourde séparable, identifiée lors de la caractérisation densimétrique, a été enlevée par un seul passage à travers l’appareil. Le taux d’enlèvement du concentré métallique représente 21% de la masse initiale du sol à traiter et les rendements d’enlèvements du Pb, du Cu et du Sn obtenus sont supérieurs à 54,6%. Le modèle de prévision préétabli, a été exploité à travers cinq conditions, permettant des enlèvements graduels des particules contaminées de la fraction 1-2 mm du MSW2. Ces conditions ont, en effet, conduit au traitement de la fraction fine (0,250-1 mm) de MSW2 et des fractions 1-2 mm et 0,250-1 mm des sols MSW1, MSW3 et de MR1. L’effet de ces conditions, couplé aux outils de prédiction par caractérisation densimétrique, ont permis l’établissement d’une démarche d’optimisation du processus de traitement par la table à secousses. Sous les conditions optimales déterminées, les taux d’enlèvement du Cu, du Pb et du Sn de la fraction 1-2 mm des sols contaminés par des cendres d’incinération varie de 48,5 à 77,7%. L’enlèvement de la masse du concentré métallique (MV > 3 g.cm-3) varie, quant-à-elle, de 14 à 45%, dépendamment du niveau de la contamination initiale. D’autre part, le taux d’enlèvement du Cu et du Zn de la fraction 1-2 mm du sol MR1 est de 73,8 et 78,9%, respectivement, avec un enlèvement du concentré métallique de 38,4%. Des taux d’enlèvements satisfaisants (compris entre 23,0 et 54,8%) du Cu, du Pb et du Sn ont également été obtenus lors du traitement de la fraction 0,250-1 mm des sols MSW1, MSW2 et de MSW3. La masse enlevée du concentré métallique varie de 10 à 25%, dépendamment du niveau de la contamination initiale. Les taux d’enlèvement du Cu et du Zn de la fraction 0,250-1 mm de MR1 varient de 47,1 à 63,9% et la masse du concentré métallique enlevée est de 17,1% de la masse initiale.
Par ailleurs, l’utilisation des outils de prédiction par caractérisation densimétrique a permis d’optimiser le fonctionnement du jig et de déterminer les limites de traitement pour décontaminer la fraction 2-4 mm des sols MSW1, MSW2, MSW3 et MR1. Selon de simples comparaisons entre la masse du concentré métallique enlevée par le jig et la masse du concentré métallique enlevée par la liqueur dense, il a été possible d’estimer que 3, 5, 10 et 20 passages à travers l’appareil sont requis pour enlever la majorité de la partie des métaux séparables des sols MSW1, MSW2, MSW3 et MR1. Globalement, la filière de traitement physique proposée pour décontaminer la fraction > 0,250 mm des sols contaminés par des cendres d’incinération et par des résidus métallurgiques, comprend une étape de lavage à l’eau combinée à la séparation magnétique (fraction > 4 mm), d’attrition combinée au jig (fraction 2-4 mm) et, d’attrition combinée à la table à secousses (fraction 0,250-2 mm). Cette filière de traitement a permis d’enlever 42,1 à 83,4% du Ba, du Cu, du Pb, du Sn et du Zn de la fraction > 0,250 mm de sols contaminés par des cendres d’incinération. La masse traitée récupérée de la fraction > 0,250 mm varie de 57 à 73%. L’application de ces procédés gravimétriques et minéralurgique a conduit à un enlèvement de plus de 57,5% du Cu et du Zn initialement présents dans la fraction > 0,250 mm de MR1. La masse traitée récupérée de fraction > 0,250 mm est de 64,8%. Le coût estimatif du procédé de traitement physique du sol moyennement contaminé par des cendres (MSW2) d’incinération (comprenant la main d’oeuvre d’opération, l’électricité, l’eau du procédé, les frais d’excavation et de transport, la disposition des extrants contaminés, l’entretien et la réparation, les frais de laboratoires, les frais indirects...etc. et considérant le revenu de valorisation du Fe) est de 64,0 $ par tonne sèche du sol.

Severe environmental legislations in Quebec force polluters to develop efficient and long-term satisfactory solutions for treating soils contaminated by inorganic and/or organic contaminants. Heavy metals contaminated soils are generally intended for safe landfill owing to the lack of low-cost and effective remediation alternatives. As well, no valorization plan is generally available for both treated matrix and metallic concentrate emerging from gravimetric processes. Under a green management context, mineralurgical techniques such as physical separation processes, can show high efficiencies for heavy metal removals and are economically competitive compared to actual options available to manage contaminated soils. However, physical separation processes must address challenge related to the large heterogeneity of inorganic pollution relative to the diversity of pollution sources and the physical, chemical and mineralogical transformations in soil. Specific settings of physical treatment parameters are required for each case of soil contaminated by inorganic compounds, making hence, the workload of pre-treatment and optimization heavy and time consuming. The major objective of the current research is to lighten the effort devoted to the optimization step. It aim to establish and exploit prevision tools in order to enhance the application of physical processes for several types and levels of inorganic contamination. At first, densimetric and mineralogical characterization of the 0.250-4 mm fraction of soils contaminated by municipal solid waste ashes (MSW1, MSW2, MSW3) and metallurgical residues (MR1) was performed. The total content of separable metals, the approximate mineralogy of Pb, Cu, Sn and of Zn, their estimated mean density and the corresponding concentration criterion, were determined. The exhaustive characterization supported the usefulness of the jig and wet shaking table for treating these soils and predicted their efficiency and limits in separating metals from uncontaminated particles.
According to wet shaking table trials (29 assays), the response surface methodology (Box-Behnken) allowed for the establishment of prevision model about Cu, Pb and Sn removals from the 1-2 mm fraction of MSW2. The mathematical model developed, which is dependent on operating parameters of the gravimetric device, showed that metal separation is mostly affected by the tilt and washing water flow. Under optimal conditions, defined using the mathematical model, the concentrate removal rate and the Cu, Pb and Sn removal yields corresponded to 21% (w.w⁻¹) and were higher to 54.6%, respectively. In fact, the wet shaking table removed an important part of the separable metals content identified by the dense media separation method.
Five conditions defined according the pre-established model and permitting for a gradual separation of the concentrate from the 1-2 mm fraction of MSW2 were performed to treat the 1-2 mm of MSW1, MSW3, MR1 and, the 0.250-1 mm of MSW1, MSW2, MSW3 and MR1. The selected conditions, coupled to prediction tools, specifically dense media separation data, led for the establishment of a methodology for predicting and improving the performance of wet shaking table for treating these different contaminated matrix. Consequently, under the optimal setting, Cu, Pb and Sn removals from the 1-2 mm fraction of MSW1 and MSW3 varied from 48.5 to 77.7%. The mass of concentrate removed varied from 14 to 45%, depending on the level of the inorganic contamination in soils. Cu and Zn removals from the 1-2 mm fraction of MR1 varied from 73.8 to 78.9%. The mass of concentrate separated corresponded to 38% (w.w⁻¹). In the other hand, satisfactory removals of Cu, Pb and Sn were achieved when treating the 0.250-1 mm fraction of MSW1, MSW2 and MSW3. The mass of concentrate removed varies from 10 to 25% (w.w⁻¹). The removal rate of Cu and Zn removals when treating the 0.250-1 mm of MR1 were estimated at 17.1% (w.w⁻¹).
In the other side, the prediction tools, based on densimetric characterization, allowed for optimizing the jig operation to remove most part of the separable metals from the 2-4 mm fraction of MSW1, MSW2, MSW3 and MR1. Based on these results, approximately 3, 5, 10 and 20 passages through the jig were required for MSW1, MSW2, MSW3 and MR1, respectively.
Finally, the global decontamination scheme proposed to treat the > 0.250 mm fraction of soils using water washing and magnetic separation ( > 4 mm soil fraction), attrition scrubbing and jig (2-4 mm soil fraction) and wet shaking table (0.250-2 mm soil fraction). The whole process allowed to remove between 42.1 and 83.4% of Ba, Cu, Pb, Sn and Zn when treating MSW1, MSW2 and MSW3. The treated mass recovered from the > 0.250 mm fraction varied from 57 to 73% (w.w⁻¹). Up to 57.5% of Cu and Zn removal yields were obtained when treating the > 0.250 mm fraction of MR1. The treated mass recovered corresponds to 65% (w.w⁻¹) of the initial soil to be treated.


identifier: Arango Duque, Guillermo  (2018). Intracellular Trafficking and Biological Impact of Leishmania Virulence Factors on Macrophages  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, doctorat en immunologie et virologie, 357 p.

subject: immunologie virologie

abstract: Leishmania parasites cause a spectrum of debilitating diseases found worldwide. The Leishmania life cycle is digenetic, and starts with sandflies that inoculate metacyclic promastigotes into a vertebrate host. Promastigotes are internalized by tissue phagocytes where they transform into amastigotes. Phagosomes mature into highly microbicidal phagolysosomes via membrane exchanges with lysosomes, and with organelles in the secretory pathway. Remarkably, Leishmania remodels phagolysosomes into parasitophorous vacuoles that promote parasite growth. To achieve this feat, the parasite employs an armament of abundant surface-bound glycoconjugates that include the GP63 metalloprotease and lipophosphoglycan. GP63 cleaves multiple host substrates, thereby enabling Leishmania to subvert phagocyte functions such as transcription, translation, lipid metabolism, cytokine secretion, LC3-associated phagocytosis and antigen cross-presentation. Lipophosphoglycan, a complex glycophospholipid, promotes parasite survival by inhibiting phagolysosomal maturation, hence quenching the microbicidal power of the phagosome. The effector functions of a macrophage rely on a very active endomembrane trafficking system that regulates how the cell responds to environmental stimuli. Vesicle fusion is regulated by members of the soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor activating protein receptor, and Synaptotagmin families. In this work, we characterized Syt XI, an inhibitory member of the Synaptotagmin family whose function had not been reported. We discovered that Syt XI is a recycling endosome and lysosome-associated protein that controls phagocytosis, as well as the phagosome’s killing capacity [primary article no. 1]. We found that Syt XI dampens TNF and IL-6 secretion. Importantly, Syt XI is degraded by GP63 and excluded from parasitophorous vacuoles via lipophosphoglycan. Additionally, Leishmania-infected macrophages were found to secrete TNF and IL-6 in a GP63-dependent fashion. To demonstrate that this release depends on Syt XI degradation, siRNA knockdown of Syt XI before infection revealed that the effects of siRNA knockdown and GP63 degradation are not cumulative. To bring these findings into the in vivo context, we showed that injection of GP63-containing parasites into mice also leads to increased TNF and IL-6 secretion and to an augmented influx of neutrophils and inflammatory monocytes to the infection site [primary article no. 2].  Unlike bacteria, Leishmania is not known to inject its virulence factors across the phagosome membrane. This raises the question of how the parasite’s virulence effectors reach their targets. Due to the reported importance of the host’s secretory pathway on parasite survival, we hypothesized that Leishmania’s virulence factors co-opt this pathway in order to egress from the phagosome into the host cell cytoplasm. Using biochemistry and microscopy-based assays, we demonstrated that GP63 and the phosphoglycans are rapidly redistributed throughout the cytoplasm in vesicles containing markers of the endoplasmic reticulum, and of the endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment. Importantly, chemical inhibition of the secretory pathway hinders the redistribution of GP63 and the phosphoglycans, thereby impeding the cleavage of GP63 targets. This prompted us to study the role of Sec22b, which regulates endoplasmic reticulum-Golgi trafficking, on the intracellular trafficking of GP63 and phosphoglycans. We found that Sec22b promotes the redistribution of these virulence factors and enables GP63 to reach host proteins [primary article no. 3]. In sum, the work presented in this dissertation sheds light into how Leishmania‘s virulence molecules enter the host cell in order to exert their functions. We also revealed that GP63 induces TNF and IL-6 release in vitro and in vivo, thereby contributing to the accrual of inflammatory phagocytes to the infection site. Remarkably, GP63 and the phosphoglycans access their targets by hijacking cellular organelles and their resident vesicle fusion molecules. These findings provide important insight into how Leishmania sabotages macrophage biology.


identifier: Oliveira Fernandes de Araujo, Lorenna  (2018). Galectine-14: Les caractéristiques d'une nouvelle galectine dans le cancer  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences expérimentales de la santé, 103 p.

abstract:
Les galectines sont des protéines multifonctionnelles dont l'expression change dans
différentes conditions physiologiques ou pathologiques, y compris le cancer. En fait, il a été
démontré que ces protéines induisent une immunosuppression locale et systémique en tuant les
cellules immunitaires. Cependant, jusqu'à présent, la plupart des études se sont concentrées
sur la galectine-1 et la galectine-3, et nous en savons très peu sur les autres galectines, en
particulier celles récemment découvertes, comme la galectine-14. La galectine-14 est une
galectine du type prototype hautement exprimée à l'interface mère-foetus et dont l'expression et
les fonctions dans les cellules cancéreuses sont encore inconnues. L'objectif global de ce projet était de caractériser l'expression de cette galectine
méconnue et d'explorer son rôle dans le cancer. Plus précisément, nos objectifs comprenaient:
1) l'analyse in silico de l'expression du gène de la galectine-14; 2) des expériences in vitro pour
l'analyse de l'expression de la galectine-14 dans les lignées cellulaires cancéreuses, et enfin, 3)
la création d'un modèle cellulaire in vitro afin d'explorer les fonctions de cette galectine dans le
cancer. Nos résultats montrent qu'il existe une corrélation entre l’ARNm de la galectin-14 et le
cancer de l'ovaire, et qu'une expression élevée de cette galectine dans les cellules cancéreuses
ovariennes est associée à une survie plus courte. De plus, l'expression de la galectine-14 est
détectable dans certaines lignées de cellules cancéreuses ovariennes au niveau de l'ARNm, en
particulier dans les lignées d'adénocarcinomes séreux de haut grade (HGSA). Enfin, notre
modèle in vitro nous a permis d'observer une augmentation de l'activité apoptotique des cellules
HEK-293 exprimant des taux élevés de galectine-14.Ainsi, bien que l'étude de cette galectine n'en soit qu'à ses débuts, nous avons été en
mesure de fournir de nouvelles connaissances sur les modes d'expression de cette protéine et
son implication dans le cancer. À long terme, nos résultats contribueront à l'élaboration de
nouvelles stratégies visant à cibler ces molécules afin de surmonter l'immunosuppression
associée au cancer, de freiner la croissance tumorale et de prévenir les métastases dans le
carcinome ovarien et d'autres types de cancer.

Galectins are multifunctional proteins whose expression changes under different
physiological or pathological conditions, including cancer. In fact, these proteins have been
shown to induce local and systemic immunosuppression by killing immune cells. However, so
far, most studies have focused on galectin-1 and galectin-3, and we know very little about other
galectins, especially the recently discovered ones, such as galectin-14. Galectin-14 is a
prototype galectin highly expressed at the maternal-fetal interface and whose expression and
functions in cancer cells is still unknown. The overall goal of this project was to characterize the expression of this poorly known
galectin and to explore its role in cancer. More specifically, our objectives included: 1) in silico
analysis of galectin-14 gene expression; 2) in vitro experiments for analysis of galectin-14
expression in cancer cell lines, and lastly, 3) the creation of an in vitro cell model in order to
explore the functions of this galectin in cancer. Our results show that there is a correlation
between galectin-14 mRNA and ovarian cancer, and that high expression of this galectin in
ovarian cancer cells is associated with a shorter survival. Additionally, galectin-14 expression is
detectable in in some ovarian cancer cell lines at the mRNA level, especially in high grade
serous adenocarcinoma (HGSA) cell lines. Lastly, our in vitro model allowed us to observe an
increase in apoptotic activity of HEK-293 cells expressing high levels of galectin-14. Thus, although the study of this galectin is still in its infancy, we were able to provide
novel insights into the expression patterns of this protein and its involvement in cancer. On a
long-term basis, our results will contribute to the development of new strategies to target these
molecules in order to overcome cancer-associated immunosuppression, restrain tumor growth
and prevent metastatic disease in ovarian carcinoma and other types of cancer.


identifier: Viau, Rachel  (2018). L'influence des insecticides néonicotinoïdes sur la stéroïdogenèse dans deux modèles cellulaires humains en co-culture physiologiquement représentatifs  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences expérimentales de la santé, 147 p.

subject:
Insecticides néonicotinoïdes
co-culture cellulaires
stéroïdogenèse
aromatase (CYP19)
unité féto-placentaire
cancer du sein hormono-dépendant
Neonicotinoid insecticides
cellular co-cultures
steroidogenesis
aromatase (CYP19)
fetoplacental unit
hormone-dependent breast cancer

abstract:
Il existe des preuves croissantes qui démontrent que les humains sont constamment exposés à des composés chimiques perturbateurs endocriniens via l’alimentation et l’environnement. Une nouvelle classe majeure d’insecticides utilisés dans le monde pour la protection des cultures agricoles, nommée les néonicotinoïdes, est de plus en plus présent dans l’environnement. Le thiamethoxame, le thiaclopride et l’imidaclopride sont les plus couramment utilisés sur le marché. Leurs persistances et applications posent plusieurs inquiétudes pour la santé humaine. Les perturbateurs endocriniens sont connus pour affecter les processus hormonaux qui pourraient causer des problèmes à la reproduction, des toxicités ainsi que de promouvoir certains cancers, comme le cancer du sein hormono-dépendant. L’aromatase (CYP19) est une enzyme clé de la synthèse des oestrogènes, où le gène est exprimé de façon promoteur- et tissu-spécifique. Cette enzyme peut être problématique dans le développement du cancer du sein hormono-dépendant puisque la progression est basée sur la surproduction d’oestrogènes des cellules stromales aux alentours des tumeurs. L’aromatase est aussi essentielle au bon développement foetal lors de la grossesse en assurant les communications complexes entre la mère, le placenta et le foetus. L’objectif de cette étude était de démystifier les mécanismes que les insecticides néonicotinoïdes utilisent pour causer leurs effets potentiels perturbateurs endocriniens dans deux modèles de co-cultures distinctes et physiologiquement représentatives. En premier lieu, nous avons clarifiés les mécanismes par lesquels ces contaminants perturbent la biosynthèse de l’oestriol dans un modèle de co-culture féto-placentaire utilisant les lignées cellulaires BeWo (placentaires) et H295R (surrénale foetale). Notre deuxième objectif était de développer un nouveau modèle de co-culture représentant le microenvironnement stroma-tumoral d’un cancer du sein oestrogène-dépendant en utilisant les lignées cellulaires Hs578t (stromales mammaires) et T-47D (cancer du sein hormono-dépendant). Le premier modèle préétabli de l’unité féto-placentaire a été appliqué comme outil de dépistage et de recherches mécanistiques pour les insecticides néonicotinoïdes. Les cellules Hs578t et T-47D pour le nouveau modèle ont été profilées par RT-qPCR pour l’expression des enzymes stéroïdogéniques. Les données préliminaires par expression génique (RT-qPCR) et prolifération cellulaire de T-47D en réponse aux oestrogènes (WST-1) valident la pertinence des deux types cellulaires pour ce modèle d’étude. Les premiers résultats obtenus en co-cultures suggèrent que les deux compartiments communiquent comme on observe chez des patients, ce qui valide leurs pertinences physiologiques. Le nouveau modèle requiert encore plusieurs optimisations et caractérisations. Le raffinement des conditions expérimentales va permettre l’utilisation de ce modèle comme outil de recherches fondamentales et appliquées pour évaluer davantage le potentiel perturbateur endocrinien des insecticides néonicotinoïdes.

 There is increasing evidence that humans and wildlife are continuously exposed to endocrine disrupting chemicals through their diet and environment. Neonicotinoids are a new group of insecticides used in crop protection and are increasingly present in our environment. Thiamethoxam, thiacloprid and imidacloprid are the most commonly used neonicotinoids on the market. Their use and persistence in the enviroment pose several concerns for human health. Endocrine disruptors are known to disrupt hormonal processes that may cause reproductive problems, developmental toxicities and promote endocrine cancers such estrogen-dependent breast cancer. Aromatase (CYP19) is a key enzyme in estrogen biosynthesis and its gene expression is tissue and promoter-specific. Aromatase activity is increased in hormone-dependent breast cancer and stimulates its progression due to the overproduction of estrogens in the stromal cells surrounding the tumors. Aromatase is also essential for fetal development during pregnancy by mediating the complex hormonal interactions between the mother, the placenta and the fetus. The main objective of this study was to elucidate potential endocrine disrupting mechanisms of neonicotinoid insecticides using two distinct physiologically relevant cellular co-culture models. As a first objective, we clarified the mechanism by which neonicotinoids differentially altered estradiol and estriol biosynthesis in a fetoplacental co-culture using BeWo (placental) and H295R (fetal adrenal) human cell lines. Our second objective was to develop a new co-culture model recreating the stromal-tumoral microenvironment found in estrogen-dependent breast cancer using the human cell lines Hs578t (mammary stromal) and T-47D (hormone-dependent breast cancer). The pre-established fetoplacental model was applied as a tool for mechanistic studies of the endocrine disrupting effects of neonicotinoid insecticides. The Hs578t and T-47D cell lines for the new co-culture model was profiled for the presence of steroidogenic enzymes by quantitative RT-qPCR. The gene expression (RT-qPCR) profile of the two cell types and T-47D cell proliferation in response to estrogenic compounds was consistent with that of human breast cancer patients, thus validating the physiological relevance of this co-culture model. The new model still requires further optimisation and characterization. The refinement of this novel co-culture model will allow it to be used as a physiologically relevant tool for fundamental and applied research to further assess the endocrine disrupting potential of neonicotinoid insecticides and other environmental chemicals.


identifier: William, Mirtha  (2018). Contrôle traductionnel des fonctions des macrophages par les répresseurs 4E-BP1 et 4E-BP2  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, doctorat en immunologie et virologie, 217 p.

subject:
macrophage
mTORC1
traduction
ARNm
eIF4E-binding proteins 1 and 2
inflammation
LPS
macrophage
mTORC1
translation
mRNA
eIF4E-binding proteins 1 and 2
inflammation
LPS

abstract:
Les macrophages sont des sentinelles du système immunitaire inné qui gouvernent l’apparition
et la résolution des réponses inflammatoires lors de l’intrusion des pathogènes. L’activation des
macrophages nécessite une synthèse rapide des protéines pour répondre efficacement aux
signaux externes. La signalisation à travers « mammalian/mechanistic target of rapamycin
complex 1 » (mTORC1) est un régulateur majeur de la production de cytokines pro- et antiinflammatoires
par les macrophages. Cependant, il n’a pas été élucidé si une telle régulation
dépend du contrôle sélectif de l’initiation de la traduction par les principaux effecteurs de
mTORC1, les « eIF4E-binding proteins » 1 et 2 (4E-BP1/2). Pour comprendre le rôle des 4EBP1/
2 sur les fonctions des macrophages, nous avons comparé l’efficacité traductionnelle des
transcrits immunitaires dans les macrophages primaires dérivés de la moelle osseuse de souris
C57BL/6 de type sauvage (WT) et déficientes pour 4E-BP1/2 (4E-BP1/2 DKO). L’étude du
translatome a révélé l’existence de transcrits (Il-10, Ptgs2/Cox-2, Ccl5 et Cxcl10) dont la
traduction est contrôlée par 4E-BP1/2. Nous avons trouvé, d’une part, que les macrophages 4EBP1/
2 DKO produisent davantage de protéines endogènes IL-10 et PGE2 en réponse à la
stimulation par le LPS. En conséquence, l’activation à la hausse de la signalisation IL-10-STAT3
et PGE2-C/EBPβ a renforcé l’expression de gènes anti-inflammatoires (sIl1ra, Nfil3, Arg1,
Serpinb2) ce qui a entrainé une diminution de la capacité bactéricide des macrophages
déficients en 4E-BP1/2. D’autre part, nous avons montré que l’absence de 4E-BP1/2 mène à
une production plus élevée de chimiokines CCL5 et CXCL10 dans les macrophages stimulés
avec le LPS, ce qui a favorisé leur activité chimiotactique envers les cellules T CCR5+ et
CXCR3+. En accord avec ces données, le traitement des macrophages WT avec des inhibiteurs
de mTORC1 a conduit à l’hypophosphorylation des 4E-BP1/2 (activation) et donc a une
diminution de la sécrétion de CCL5 et CXCL10 aux cellules WT. Par contre, les macrophages
dérivés de souris « Knock-in (KI) » pour la phosphorylation d’eIF4E sur la sérine 209 ont produit
des niveaux similaires de CCL5 et CXCL10. Donc, l’état de phosphorylation d’eIF4E ne semble
pas avoir un effet sur la synthèse de ces chimiokines. En conclusion, nos données prouvent que l’axe mTORC1-4E-BP1/2 contrôle la traduction des
ARN codant pour des médiateurs pro- et anti-inflammatoires et suggèrent qu’une activité
dérégulée de 4E-BP1/2 pourrait reprogrammer l’environnement transcriptionnel et traductionnel
en faveur des maladies.

 Macrophages are sentinels of the innate immune system that govern the onset and the
resolution of inflammatory responses during pathogen intrusion. Activation of macrophages
requires rapid protein synthesis to respond effectively to external signals.
mammalian/mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) is a major regulator of proand
-anti-inflammatory cytokine production by macrophages. However, it has not been
elucidated whether such regulation depends on selective control of translation initiation by the
main effectors of mTORC1, the eIF4E-binding proteins 1 and 2 (4E-BP1/2). To understand the
role of 4E-BP1/2 on macrophage functions, we compared translational efficiency of immune
transcripts in bone marrow-derived macrophages of wild type (WT) C57BL/6 and doubleknockout
4E-BP1/2 (4E-BP1/2 DKO) mice. The study of the translatome revealed the existence
of transcripts (Il-10, Ptgs2/Cox-2, Ccl5 and Cxcl10) whose translation is controlled by 4E-BP1/2.
We found that 4E-BP1/2 DKO macrophages produce more endogenous IL-10 and PGE2
proteins in response to LPS stimulation, which results in a decrease in their bactericidal
capacity. Accordingly, upregulation of IL-10-STAT3 and PGE2-C/EBPβ signaling enhanced the
expression of anti-inflammatory genes (sIl1ra, Nfil3, Arg1, Serpinb2). On the other hand, we
have shown that the elevated production of CCL5 and CXCL10 chemokines in LPS-stimulated
macrophages, is 4E-BP1/2-dependent, which has favored their chemotactic activity towards
CCR5+ and CXCR3+ T cells. Treatment of WT macrophages with mTORC1 inhibitors led to
hypophosphorylation of 4E-BP1/2 (activation) and thus decreased secretion of CCL5 and
CXCL10. In contrast, macrophages derived from mice mutated at the residue where eIF4E is
phosphorylated (i.e. eIF4E S209A) produced similar levels of CCL5 and CXCL10. Thus, the
phosphorylation status of eIF4E did not affect the synthesis of these chemokines.  In conclusion, our data show that the mTORC1-4E-BP1/2 axis controls translation of mRNAs
encoding pro- and -anti-inflammatory mediators and suggests that a deregulated activity of 4EBP1/
2 in macrophages could reprogram the transcriptional and translational environment in
favor of diseases.


identifier: Gignac, Charles  (2018). Développement d’outils d’aide à la décision pour l’étude de la variabilité spatiotemporelle locale et régionale du couvert de glace de la baie d’Hudson : apports de la statistique, de la géomatique et de la télédétection.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 259 p.

subject:
glace marines
télédétection
géomatique
analyse fréquentielle
modélisation
sea ice
remote sensing
geomatics
frequency analysis
modelization

abstract:
La glace marine joue un rôle significatif relativement à la protection des côtes et des infrastructures, à la régulation du climat et à l’activité économique des régions nordiques. Or, la région arctique est touchée par les effets des changements climatiques, ce qui se reflète dans la dynamique du couvert de glace. Cette diminution progressive de l’étendue, de la durée et de l’épaisseur du couvert de glace devrait se traduire par une plus grande exposition des infrastructures côtières et des rives aux surcotes et aux vagues de tempêtes, à une dégradation accélérée des infrastructures dû à une mobilité accrue des floes et à une variation du bilan sédimentaire affectant la stabilité des berges et entrainant de l’érosion. Néanmoins, les changements dans la dynamique de la couverture de glace de mer amèneront leur lot de possibilités commerciales. Les modélisations démontrent que le passage du Nord-Ouest pourrait être entièrement libre de glace lors du minima annuel de septembre dès l’horizon 2050 et ce de manière récurrente.
La capacité des intervenants de divers milieux comme la navigation, le génie maritime et la géomorphologie côtière à faire face aux changements climatiques et à leurs impacts sur le couvert de glace sera un facteur déterminant dans le succès des projets et activités mises de l’avant en Arctique et dans le Nord. Pour se faire, une connaissance accrue des aléas liés au couvert de glace et à sa dynamique permettra de mieux évaluer les risques reliés à l’utilisation, la construction et l’exploitation des infrastructures maritimes et du milieu côtier par les communautés. Les besoins en informations de qualité deviennent d’autant plus critiques considérant l’intensification escomptée et déjà visible des activités économiques dans l’Arctique et le Nord et les besoins en infrastructures qui en découlent. Malgré ces besoins émergents, il est ardu, voire impossible dans certaines communautés, de prétendre à effectuer des analyses précises du comportement des glaces étant donné l’insuffisance de données à l’échelle des infrastructures.
Une recherche approfondie de la littérature scientifique sur la variabilité spatiotemporelle du couvert de glace révèle un grand nombre d’études portant sur l’impact des changements climatiques sur le couvert de glace. Dans ces recherches, plusieurs analyses statistiques régionales permettent de mieux comprendre le comportement du couvert de glace grâce à de l’information sur la distribution moyenne des concentrations de glace, la médiane de la concentration, les valeurs extrêmes (étendue et concentration maximale et minimale), les dates d’englacement et de fonte, la durée des saisons. Pour l’Arctique et le Nord Canadien, le Service Canadien des Glaces fournit un atlas à une échelle régionale (ex : Baie d’Hudson, Archipel Arctique) basé sur 30 ans de données sur lesquelles toutes les informations susmentionnées sont fournies. Par contre, et c’est ce qui a motivé cette recherche, aucune information n’est fournie sur la nature de la distribution statistique des paramètres permettant de caractériser un couvert de glace (durée, date englacement, concentration, étendue, etc…), sur la probabilité de leur occurrence pour un contexte donné (lieu et jour) ou sur la variabilité de la glace à une échelle locale.
C’est afin de pallier au manque d’information sur la dynamique spatiotemporelle du couvert de glace que l’objectif de recherche principal du projet IcePAC¹(et de cette recherche doctorale) était de «développer pour les décideurs et intervenants des outils facilitant la prise de décision, permettant une meilleure compréhension de la dynamique des glaces de mer aux échelles régionales (12.5 km) et locales (250 m), faisant appel à des approches de télédétection, de géomatique ainsi que de statistique.» De cet objectif, quatre objectifs spécifiques furent définis et constituent les objectifs de cette recherche doctorale:
•Le développement, grâce aux données historiques (1978-2015) tirées de l’imagerie micro-ondes passives, d’un outil d’aide à la décision reposant sur la modélisation fréquentielle locale (12,5km) de la variabilité spatiotemporelle des concentrations de glace de mer.
•L’évaluation de la dynamique spatiotemporelle dans le système de la Baie d’Hudson (en anglais : Hudson Bay System ou HBS) grâce à l’outil d’aide à la décision IcePAC développé à l’objectif 1.•Le développement, grâce aux données de télédétection, d’une approche de cartographie de la présence des glaces de mer à haute résolution spatiale et temporelle, par rapport aux produits existants, permettant de mieux documenter la fréquence d’occurrence et l’étendue couverte par les glaces de mer.•L’évaluation de la dynamique spatiotemporelle dans le système de la Baie d’Hudson grâce à l’approche de cartographie développée à l’objectif 3. Un outil probabiliste d’aide à la décision sur les concentrations de glace, basé sur l’analyse fréquentielle des données historiques de concentrations de glace tirées du produit OSI-409 (résolution de 12,5 km), a été réalisé à l’échelle hebdomadaire. Grâce à cet outil, l’utilisateur peut obtenir des informations sur la probabilité d’occurrence d’une condition précise de concentration pour une semaine et un endroit précis. L’outil, nommé IcePAC, jette les bases pour des développements futurs utilisant comme intrant les données de modélisations climatiques, ces derniers permettront d’obtenir la probabilité d’occurrence d’événements dans un horizon futur. Grâce à l’outil IcePAC, une série d’analyses furent menées afin d’estimer non seulement la dynamique moyenne des glaces dans la Baie mais également, grâce à la perspective probabiliste novatrice disponible sous IcePAC, la gamme des événements possibles pour le spectre entier des probabilités. Il en ressort, pour chacun des 20 738 points du domaine, et ce pour les deux événements principaux reliés au couvert de glace, soit l’englacement et la fonte, qu’IcePAC est en mesure de définir la semaine probable d’occurrence la plus précoce et la plus tardive de l’événement. IcePAC s’est montré cohérent avec les observations moyennes disponibles dans l’atlas 30 ans (1981-2010) du service canadien des glaces. Avec l’outil IcePAC, il est donc possible d’avoir un avant-goût des pires et meilleures conditions probables en un point, ce qui constitue un avantage stratégique important pour la gestion et la logistique des opérations reliées au milieu marin, que ce soit sur la côte ou au large. Un algorithme de cartographie basé sur l’imagerie MODIS a été mis sur pied et testé sur la région de la Baie d’Hudson. L’algorithme, nommé IceMap250, permet de cartographier la présence de glace à la surface en utilisant la réflectance et l’indice spectral NDSII-2. La résolution spatiale est de 250 m et les cartes peuvent être produites à chaque jour, conditionnellement à des conditions d’ennuagement favorables. Les résultats montrent que l’algorithme est efficace en tout temps durant la saison d’englacement, les valeurs Kappa (précision) étant systématiquement au-dessus de 90%.
L’analyse de la dynamique des glaces avec les données IceMap250 a permis de dénoter l’apport important d’information découlant d’une donnée combinant une moyenne résolution spatiale et une haute résolution temporelle. En effet, l’analyse des événements d’englacement et de fonte avec les données IceMap250 en synthèse journalière a permis de raffiner la compréhension de la dynamique des glaces car, contrairement aux données du service canadien ou micro-ondes passives, leur résolution permet d’observer des phénomènes locaux, comme par exemple l’impact des effluents d’eaux chaudes des rivières sur la durée de la saison de glace. Ces données permettent donc un regard nouveau et une capacité d’analyse plus avancée, ce qui est porteur pour les décideurs et acteurs du milieu marin arctique.
Ces contributions scientifiques jumelées à l’interface cartographique IcePAC constituent des outils novateurs qui peuvent aider les intervenants et décideurs des milieux nordiques et arctiques qui ont à faire face au couvert de glace changeant et en constante évolution. Ces outils sont appelés à évoluer en fonction des besoins des usagers et à être appliqués à d’autres régions de l’Arctique au cours des prochaines années.¹Recherche menée dans le cadre du projet IcePAC (2014-2017) financé par la Plateforme d’adaptation aux changements climatiques (AP060) de Ressources naturelles Canada et appuyé par Ouranos.

Sea ice plays a significant role in coastal protection and infrastructure, climate regulation and economic activity in northern regions. The Arctic region is affected by the effects of climate change, which is reflected in the dynamics of ice cover. This gradual decrease in the extent, duration and thickness of ice cover should result in greater exposure of coastal and shoreline infrastructure to storm surges, accelerated degradation of infrastructure due to increased floe mobility and sediment budget variation affecting bank stability and erosion. Nevertheless, changes in the dynamics of sea ice cover will bring their share of commercial opportunities. The models show that the Northwest Passage could be entirely ice-free at the annual September minimum by 2050 and recurrently. The ability of stakeholders in various environments such as navigation, marine engineering and coastal geomorphology to deal with climate change and its impacts on ice cover will be a determining factor in the success of the projects and activities put forward. Arctic and in the North. To do this, an increased knowledge of the hazards associated with ice cover and its dynamics will make it possible to better assess the risks associated with the use, construction and operation of marine infrastructures and the coastal environment by the communities. The need for quality information becomes even more critical given the expected and already visible intensification of economic activities in the Arctic and the North and the resulting infrastructure needs. Despite these emerging needs, it is difficult, if not impossible in some communities, to pretend to make accurate analyzes of ice behavior given the lack of data at the infrastructure level. In-depth research of the scientific literature on the spatiotemporal variability of ice cover reveals a large number of studies examining the impact of climate change on ice cover. In these researches, several regional statistical analyzes provide a better understanding of ice cover behavior through information on the mean distribution of ice concentrations, median concentration, extreme values (range and maximum and minimum concentration), the dates of freezing and melting, the duration of the seasons. For the Arctic and Northern Canada, the Canadian Ice Service provides an atlas on a regional scale (e.g Hudson Bay, Arctic Archipelago) based on 30 years of data on which all the above information is provided. On the other hand, and that is what motivated this research, no information is provided on the nature of the statistical distribution of the parameters making it possible to characterize a cover of ice (duration, date freezing, concentration, extent, etc.), the probability of their occurrence for a given context (place and day) or the variability of ice on a local scale. In order to overcome the lack of information on the spatiotemporal dynamics of ice cover, the main research objective of the IcePAC project (and this doctoral research) was to "develop for decision-makers and stakeholders tools facilitating decision-making, allowing a better understanding of sea ice dynamics at regional (12.5 km) and local (250 m) scales, using remote sensing, geomatics and statistical approaches”. From this objective, four objectives were defined and constitute the objectives of this doctoral research:•The development, using historical data (1978-2015) derived from microwave passive imagery, of a decision support tool based on local frequency modeling (12.5 km) of spatiotemporal variability in concentrations of sea ice.•The evaluation of the spatiotemporal dynamics in the Hudson Bay System (HBS) using the IcePAC decision support tool developed in Objective 1.
•The development, through remote sensing data, of an approach to map the presence of sea ice with high spatial and temporal resolution, compared to existing products, to better document the frequency of occurrence and the range covered by the sea ice. •The evaluation of the spatiotemporal dynamics in the Hudson Bay system through the mapping approach developed in Objective 3. A probabilistic decision-making tool on ice concentrations, based on frequency analysis of historical ice concentration data from OSI-409 (12.5 km resolution), was conducted at the weekly. With this tool, the user can obtain information on the probability of occurrence of a specific concentration condition for a specific week and location. The tool, named IcePAC, lays the groundwork for future developments using climate modeling data as inputs, which will provide the probability of occurrence of events in a future horizon.
Using the IcePAC tool, a series of analyzes were conducted to estimate not only the average ice dynamics in the Bay but also, thanks to the innovative probabilistic perspective available in IcePAC, the range of possible events for the entire spectrum of probabilities. For each of the 20,738 points in the domain, for the two main events related to ice cover, ice freezing and melting, it is possible for IcePAC to define the most probable week of occurrence, and the early and the latest probable events. IcePAC was consistent with the average observations available in the 30-year (1981-2010) atlas of the Canadian Ice Service. With the IcePAC tool, it is therefore possible to have a taste of the worst and most probable conditions at one point, which is an important strategic advantage for the management and logistics of operations related to the marine environment, whether on the coast or offshore. A mapping algorithm based on MODIS imagery was developed and tested in the Hudson Bay area. The algorithm, named IceMap250, maps the presence of ice on the surface using the reflectance and the NDSII-2 spectral index. The spatial resolution is 250 m and the maps can be produced every day, conditionally with favorable conditions of cloud cover. The results show that the algorithm is effective at all times during the freeze season, Kappa values (accuracy) being consistently above 90%. The analysis of ice dynamics with IceMap250 data allowed us to denote the important contribution of information resulting from a data combining a medium spatial resolution and a high temporal resolution. In fact, the analysis of freezing and melting events with IceMap250 data in daily synthesis has made it possible to refine the understanding of ice dynamics because, unlike Canadian service data or passive microwave data, their resolution makes it possible to observe local phenomena, such as the impact of hot water effluents from rivers on the duration of the ice season. These data therefore provide a new perspective and a more advanced analytical capacity, which is beneficial for decision makers and stakeholders in the Arctic marine environment. These scientific contributions, coupled with the IcePAC Mapping Interface, are innovative tools that can help northern and Arctic stakeholders and decision makers cope with the changing ice cover. These tools will evolve according to the needs of users and be applied to other regions of the Arctic over the next few years.


identifier: Tremblay, Fannie  (2018). Étude des propriétés physico-chimiques dans le nord de la baie de Baffin pour la période 1950-2014.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 246 p.

subject: baie de Baffin

subject: détroit de Smith

subject: variations interannuelles dans les transports à travers

subject: 76

subject: 5°N entre 1952 et 2014

subject: transports d’eau douce

subject: transports de chaleur

subject: transports de nutriments

subject: Baffin Bay

subject: Smith Sound

subject: interannual variations in transports through 76

subject: 5 °N

subject: between 1952 and 2014

subject: freshwater transports

subject: heat transports

subject: nutrient transports.

abstract:
Ce mémoire avait pour objectif de détecter et d’analyser la présence de changements dans
l’environnement physico-chimique du nord de la baie de Baffin, le long d’une section au niveau du
parallèle 76,5°N. À cette fin, des séries temporelles de température, salinité et d’éléments nutritifs
ont été construites à partir de données historiques. Ainsi, les tendances ont pu être calculées sur
chacune d’elles, pour les périodes estivales (juillet à octobre) allant de 1952 à 2014.
En ce qui concerne la température, un réchauffement marqué de 0,43 à 1,55°C a pu être observé
le long de l’ensemble de la colonne d’eau, soit de 50 à 600 mètres, près de la côte ouest du Groenland
et ce, pour la période étudiée. Du côté ouest, à proximité de l’île d’Ellesmere, une désalinisation
de 0,7 a été observée, de 100 à 200 mètres. Le contenu en eau douce dans la région semble donc
avoir augmenté depuis 1952. Les nutriments font également face à certains changements puisqu’une
augmentation des concentrations en nitrates et en phosphates est visible dans la portion est de la
section.
Grâce aux données disponibles, les courants baroclines perpendiculaires à la section ont pu être
estimés à l’aide de la méthode géostrophique. Les résultats ont confirmé le sens de la circulation
dans la région, soit des courants vers le nord à l’est, concentrés près du Groenland, et des courants
vers le sud à l’ouest et au centre de la section. La présence de tourbillons a également pu être
observée. Ceux-ci ont un diamètre d’environ 30 km et sont majoritairement anticycloniques. De
plus, les différents transports (eau douce, chaleur et nutriments) ont également été estimés à l’aide
des courants géostrophiques. Finalement, à l’aide des résultats de simulations numériques de Yao
et Tang (2003) pour la même section, une estimation du pourcentage des transports « manquants
» associés aux difficultés d’échantillonnage près de la côte a pu être établi. Ce pourcentage varie de
10% à 30% du côté de la côte de l’île d’Ellesmere et de 1% à 50% du côté du Groenland, avec un plus
fort impact pendant la saison hivernale. La région semble donc avoir été sujette à une multitude de
changements au cours des soixante dernières années.

The objective of this thesis was to detect and analyze changes in the physical and chemical
environment of the waters in northern Baffin Bay, along the 76,5°  North section. To achieve this
goal, temporal series of temperature, salinity and nutrients were built using historical data. From
these, trends were computed for each series for the period between 1952 and 2014.
For the temperature, a warming of 0,43 to 1,55 °C was observed in the water column, from depths
of 50 to 600 meters, near the west coast of Greenland over the study period. On the west side of the
section near Ellesmere Island, a decrease in salinity of 0,7 was found between 100 and 200 meters.
The results also showed an increase in the nutrients (nitrates and phosphates) concentrations in the
eastern part of the section.
Using the data on hand, the baroclinic currents perpendicular to the section were estimated.
The results confirmed the direction of the flow, being a narrow northward flow on the east side of
the section and southward flows on the western and central parts of the section. The currents also
showed the presence of eddies, mostly anticyclonic, with mean diameters close to 30 km. The data
was also used to compute the freshwater, heat and nutrients transports.
Finally, using the numerical transports perpendicular to 76,5 °N of Yao and Tang (2003), an
estimate was obtained for the fraction of the section not sampled because of the landfast ice near
the coasts. The missing transports vary from 10% to 30% near Ellesmere Island and from 1% to
50% on the Greenland side, the under estimations being at their highest in winter. Based on the
results of this work, it is safe to state that this section of Baffin Bay has indeed witnessed variations
in it’s physical and chemical properties over the last sixty years.


identifier: Zhioua, Mohamed  (2018). Décontamination électrocinétique des sols principalement contaminés par du Zinc et du Chrome.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 85 p.

subject:
électrocinétique
métaux lourds
in-situ traitement
pH
distance interélectrode
focusing effect
durée de traitement
electrokinetic
heavy metals
in situ remediation
distance inter-electrodes
focusing effect
treatment period

abstract:
Les terrains contaminés par les métaux lourds constituent une problématique d’actualité mondiale. Ils sont de plus en plus nombreux à cause de développement industriel et urbain. Plusieurs technologies ont été inventées et développées pour faire face à cette problématique. Au nombre de celles-ci se trouve la technologie de traitement par voie électrocinétique qui présente de bons rendements d’enlèvement des métaux des sols contaminés. Le traitement électrocinétique est basé sur le principe d’appliquer un courant électrique en continu entre deux électrodes respectivement plongées dans une chambre anodique et cathodique. L’effet du courant électrique induit l’électrolyse de l’eau. Les ions H⁺ et OH⁻ sont générés respectivement à l’anode et à la cathode. Les H⁺ sont responsables de la baisse de pH et de l’acidification du milieu dans le compartiment anodique, alors que les OH⁻  sont à l’origine de l’augmentation de pH dans le compartiment cathodique. L’acidification du milieu contribue à la solubilisation des métaux (Cr et Zn) dans le liquide interstitiel, suivi de la migration de ces métaux vers la cathode sous l’effet de l’électro-osmose et l’électro-migration. Au voisinage de la cathode (sous l’effet du pH basique) le Cr et le Zn sont susceptibles de précipiter sous forme de sels d’hydroxydes (hydroxyde de chrome et hydroxyde de zinc) lesquels par la suite peuvent être récupérés ou extraits par pompage. Plusieurs paramètres peuvent influencer le processus de décontamination par voit électrocinétique. Dans le cadre de ce travail nous avons évalué les effets de pH, la distance interélectrode, le focusing effect, la siccité et la durée de traitement sur l’efficacité de la migration du Cr et du Zn de l’anode vers la cathode. Les résultats des expériences ont montré des pourcentages plus ou moins satisfaisants qui varient entre 25 % et 80 % de migration de Cr et de Zn dépendamment des conditions expérimentales imposées. D’autres paramètres (tels que l’utilisation de différents types d’électrolytes et de membranes d’échange anionique et cationique) n’ont pas fait l’objet de cette étude. Ils pourront être étudiés dans des travaux subséquents.

For the past two decades, contaminated sites are one of the world’s biggest environmental concern, specifically sites contaminated with heavy metals. With the fast development of industrial activities and urbanization, the number of heavy metals contaminated sites is increasing. Thus, many technologies were developed to minimize the effects of heavy metals contaminants on soil. Electrokinetic technology was one of the methods for soil remediation. This technology has proven that it has a high removal efficiency of heavy metals from soil. The method involves applying a low direct current (DC) to generate a voltage gradient in an electrode field underground. The water electrolyze at the anode, generates H⁺ ions that causes the acidification of the anodic medium. Therefore, this acidification contributes to solubilizing Cr and Zn in the interstitial fluid. Contaminants will then be transported to either anodic or cathodic electrodes depending on their charge. Thus, Cr and Zn will be transported by two main mechanisms, electromigration and electro-osmosis. On the other hand, water electrolyze at the cathode generates OH⁻ ions that causes an alkaline medium. Therefore, under the effect of the alkaline pH, Cr and Zn will precipitate as complexes of hydroxide salts. To insure a more efficient removal of heavy metals from soil, several parameters must be taken into consideration and controlled. The effects of pH, inter-electrodes distance, focusing phenomena, time of treatment and soil dryness was investigated through several experiments throughout this study. The results of these experiments showed that the percentage of Cr and Zn ions that migrate towards the cathode room varies between 25 and 80 % depending on tested parameters.
Other parameters influence the removal efficiency of heavy metals, exist but have not been evaluated in this study.


identifier: Tazi, Oumaima  (2018). Optimisation des conditions opératoires pour la déshydratation des boues d’épuration par la technique de gel/dégel en régions nordiques (cas du village de Salluit).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 105 p.

subject:
eaux usées
boues d’épuration
déshydratation des boues
gel/dégel
régions
nordiques
solides totaux
sewage
sewage sludge
sludge dewatering
freeze/thaw
northern regions
total solids

abstract:
Au Canada, de nombreuses communautés nordiques sont aux prises avec une problématique
environnementale liée à la gestion des eaux usées. Les systèmes primaires et secondaires de
traitement des eaux usées produisent des quantités importantes de boues d’épuration. Ces
boues contiennent de la matière organique pouvant être utilisée comme fertilisant, et des
éléments indésirables, tels que des agents pathogènes et des contaminants chimiques qui sont
potentiellement dangereux pour l’homme, la faune et la flore. Afin de gérer ces boues
produites lors du traitement des eaux usées, une étape de déshydratation des boues
d’épuration par la technique de gel/dégel a été proposée à cause du climat froid, la présence du
gel durant une bonne partie de l’année et l’insuffisance de moyens d’assainissement que
rencontrent ces communautés.
Cette technique permet, en premier lieu, la séparation solide/liquide qui s’effectue par la
cristallisation de l’eau contenue dans les boues. Les cristaux repoussent les impuretés
concentrées, ce qui favorise leur agglomération. En second lieu, les flocs produits sont
déshydratés, puis compactés sous l’effet de la progression de la glace vers eux. Après le dégel,
le drainage de l’eau à travers les granules laisse un résidu final ayant une siccité plus élevée,
permettant ainsi son transport et sa valorisation.
Ce projet de recherche avait comme objectif principal de développer un procédé de
déshydratation des boues primaires et/ou secondaires par la technique de gel/dégel en régions
nordiques et d’optimiser les critères opératoires, tels que les effets du type de boues, de la
teneur initiale en solides totaux, de la température, de la durée de congélation et de la hauteur
de boues, de l’ajout de boues successives et des cycles de congélation/décongélation. Un suivi
des solides totaux des boues initiales et finales, des matières en suspension présentes dans le
lixiviat, de la teneur en carbone organique dissous et des éléments métalliques a été réalisé afin
de comparer les performances des différentes conditions testées.
Les résultats obtenus après le traitement par gel/dégel indiquent que le type de boues affecte
les teneurs en solides des boues déshydratées et leur contenu en Ca, en K, en Mg et en Na par
rapport aux boues initiales. De même, l’épaisseur de la couche de boues congelés et le temps
de congélation ont un impact sur les solides totaux des boues déshydratées. En ce qui concerne
l’influence de la siccité initiale des boues, plus cette dernière est élevée, plus la siccité finale des
boues déshydratées est élevée.

 In Canada, many northern communities are dealing with environmental issues related to
wastewater management. Primary and secondary wastewater treatment systems produce
significant amounts of sewage sludge. This sludge contains organic material that can be used as
a fertilizer, and undesirable elements, such as pathogens and chemical contaminants, that are
potentially harmful to humans, wildlife and plants. In order to manage the sludge produced
during wastewater treatment, a sludge dewatering process by the freeze/thaw technique was
proposed because of the cold climate, the presence of frost during a good part of the year and
the inadequate sanitation facilities that these communities encounter.
This technique allows, in the first place, the solid/liquid separation, which is carried out by the
crystallization of the water contained in the sludge. The crystals repel concentrated impurities,
which favors their agglomeration. Secondly, the floc produced is dehydrated and then
compacted by the progression of the ice towards them. After the thaw, the drainage of the
water through the granules leaves a final residue with a higher total solids content, allowing its
transport and recovery.
The main objective of this research project is to develop a dewatering method applicable to
primary and/or secondary sludge by the freeze/thaw technique in northern regions and to
optimize operating criteria such as the effect of the initial total solids content. The effects of the
type of sludge, temperature, duration of freezing and height of sludge added, successive
addition of sludge, and various cycles of freezing/thawing have been studied. Monitoring of
total initial and final sludge solids content as well as suspended solids, dissolved organic carbon
content and metallic elements contents in the leachate was completed to compare the
performances of the different operating conditions studied.
The results obtained after the freeze/thaw treatment indicate that the sludge type affects the
final solids content and the Ca, K, Mg and Na levels compared to the initial sludge. Sludge
height and freezing time have also an impact on the resulting total solids content of the
dewatered sludge. With regard to the influence of the initial dryness of sludge, the higher the
latter, the greater the final dryness becomes important.


identifier: Meftah, Marouane  (2018). Mise au point d’un procédé électrolytique pour le traitement des eaux usées de camping.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 75 p.

subject:
eaux usées de camping
composés organiques et inorganiques
traitement électrolytique
peroxyde
Fenton
wastewaters from camping
organic and inorganic pollutants
electrolytic treatment
peroxide

abstract:
Les eaux usées de camping contiennent des composés organiques, inorganiques et bactériens de nature différente. L’insuffisance des traitements peut avoir des effets néfastes sur l’environnement. Ces eaux sont généralement acheminées vers une fosse septique où les solides se déposent au fond du bassin tandis que les écumes (huiles et graisses) sont piégées à la surface du liquide. Le surnageant est par la suite acheminé vers un champ d’épuration (filtre aménagé à même le sol). Cependant après ces traitements les eaux contiennent toujours des quantités non négligeables de polluants : phosphore, azote, coliformes, etc. Cette diversité de polluants finit dans le sol et par infiltration dans les cours d’eau d’où le phénomène d’eutrophisation. La règlementation devient de plus en plus contraignante d’où la nécessité d’opter pour de nouvelles technologies de traitement des eaux usées. Afin de répondre à cette problématique, un procédé de traitement électrolytique efficace et simple a été mis au point. La production in-situ d’un agent coagulant (Fe²⁺/Fe³⁺) devrait permettre d’éliminer la pollution particulaire (incluant les polluants de type organique, inorganiques et bactériens), alors que l’utilisation de graphite à la cathode permet de générer simultanément du peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) qui réagit avec l’agent coagulant pour donner un oxydant fort (le radical hydroxyle) permettant une élimination des polluants dissous. L’application du procédé hybride électrocoagulation/électro-peroxydation dans les meilleures conditions opératoires a permis d’atteindre un taux d’abattement de la demande chimique en oxygène (DCO) d’environ 53 ± 2,1 %. À cela, il faut ajouter l’élimination du phosphore estimée à 99,82 ± 10,21 % et de la matière en suspension estimée à 82,25 ± 18 %. Ces taux d’abattement permettent de rencontrer les normes de rejet des eaux usées requises pour des installations non-connectées au réseau d’assainissement centralisé.

 Wastewaters from camping contain organic, inorganic and bacterial compounds having different nature. Insufficient treatment can have adverse effects on the environment. These waters are usually transferred to a septic tank where solids settle to the bottom of the tank while the scums (oils and greases) are trapped on the surface of the liquid. The supernatant is then transferred to a purification field (filter arranged on the ground). However, after these treatments the waters always contain significant amounts of pollutants: phosphorus, nitrogen, coliforms, etc. This diversity of pollutants ends up in the soil and infiltrates into watercourses, causing the phenomenon of eutrophication. Regulations are becoming increasingly restrictive, hence the need to opt for new technologies for wastewater treatment. In order to address this issue, an efficient and simple electrolytic treatment process has been developed. In-situ production of a coagulating agent (Fe²⁺/Fe³⁺) should eliminate colloids and particles pollution (including organic, inorganic and bacterial pollutants), whereas the use of graphite at the cathode can generate simultaneously hydrogen peroxide (H₂O₂) that reacts with the coagulant to give a strong oxidant (hydroxyl radical) allowing removal of dissolved pollutants. The application of the hybrid process combining electrocoagulation/electro-peroxidation applied in the best operating conditions allowed to reach 53 ± 2.1% of chemical oxygen demand (COD) removal. In addition, phosphates (99.82 ± 10.21% of removal) and suspended solids (82.25 ± 18% of removal) could be simultaneously removed. These abatements allowed to meet the wastewater discharge standards required for installations that are not connected to the centralized sewerage network.


identifier: Fri, Mohamed El Mehdi  (2018). Traitement des eaux de ballast par couplage de procédés d’électrocoagulation et d’oxydation électro-catalytique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 56 p.

subject: électrotechnologies environnementales

abstract:
La gestion des eaux de ballast est une problématique environnementale émergente. Ces eaux contiennent une concentration non négligeable d’organismes et de micro-organismes potentiellement pathogènes (virus et bactéries). La décharge de ces eaux sans traitement approprié favorise l’introduction de nouvelles espèces exogènes et invasives qui peuvent contribuer au bouleversement ou à la fragilisation de certains écosystèmes marins et fluviaux. En vertu de la réglementation D2 émise par l’Organisation Maritime Internationale (OMI), le Gouvernement Fédéral Canadien impose des niveaux de rejets plus stricts en particulier pour la décharge d’organismes/microorganismes provenant des ballasts.
Dans le cadre de cette étude, le couplage d’un procédé électrolytique d’électrocoagulation (EC) avec un procédé électro-catalytique d’oxydation (EO) a été proposé pour soumettre les eaux de ballast à des traitements plus poussés avant tout rejet dans le milieu récepteur.
Ce projet a pour objectif d’évaluer les performances du couplage des procédés d’EC et d’EO pour traiter les eaux de ballast. Après la caractérisation physicochimique de ces eaux, il a été noté qu’elles ne sont pas suffisamment chargées (faible turbidité et faible concentration en coliformes totaux). Il a donc été suggéré de stimuler les eaux plus chargées en coliformes totaux et en matières en suspension.
L’application de l’électrocoagulation (EC) dans les meilleures conditions opératoires a permis d’atteindre un taux d’abattement de la turbidité de 97 ± 1 % ainsi qu’un taux d’abattement de la couleur vraie de 86 ± 1 %. Une désinfection quasi totale a été enregistrée (soit 7 unités d’abattement logarithmique des coliformes totaux) lors du traitement successif par EO, ce qui a permis de respecter la norme de rejet dans le milieu naturel.

 Ballast water management is an emerging environmental issue. These type of water contains a significant concentration of potentially pathogenic (virus and bacteria) organisms and microorganisms. The discharge of these waters without appropriate treatment favors the introduction of new exogenous and invasive species contributing to the disruption or weakening of certain marine and river ecosystems. Under the D2 regulations issued by the International Maritime Organization (IMO), the Canadian state imposes stricter release levels, particularly for the discharge of organisms / microorganisms from ballasts.
In this study, the coupling of an electrocoagulation process (EC) with an electro-catalytic oxidation process (EO) has been proposed in order to treat before any discharge into the environment.
This project aims to couple the EC and EO processes to treat ballast water. After the physicochemical characterization of these waters, it was noted that they are not sufficiently charged (low turbidity and total coliform concentration), hence stimulating more charged waters by total coliforms and suspended solids was suggested.
The application of the electrocoagulation process under the best conditions enabled to achieve a turbidity reduction rate of 97 ± 1 % and a true color reduction rate of 86 ± 1 %. Then, EO process was successively applied and was found to be effective in removing total coliforms (7 log-inactivation units were recorded), which made it possible to respect the guidelines for water rejection in the environment.


identifier: Sleimi, Talha  (2018). Étude du potentiel de l’imagerie historique Landsat pour la délimitation des cotes des crues de référence : cas de la rivière Petite Nation.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 77 p.

subject: télédétection environnementale

abstract: Dans le cadre de l’aménagement du territoire et de gestion du risque d’inondations, la délimitation des cotes de crues a un intérêt primordial pour différents organismes (gouvernementaux et municipaux), bureaux d’études ainsi que les compagnies d’assurances. En effet, plusieurs modèles physiques basés sur des données hydrauliques et météorologiques sont disponibles, mais ils sont limités dans le temps et dans l’espace. De plus, la collecte de données fiables de différents formats nécessite beaucoup de temps ainsi que des ressources humaines et financières importantes. À cela, s’ajoutent les incertitudes de la modélisation qui sont liées aux lectures, aux manipulations humaines et aux défaillances d’appareils de mesure (limnigraphes par exemple). La télédétection s’avère un outil intéressant qui peut apporter des solutions à la fois aux limitations spatio-temporelles qu’à la diversité des sources d’incertitudes des modèles physiques. Ainsi, l’objectif de cette étude est de tester le potentiel de l’imagerie satellitaire pour la cartographie du risque d'inondations à 1 mètre de résolution spatiale. L’approche est fondée uniquement sur les données LiDAR et de la série des capteurs Landsat (TM, ETM+ et OLI). Pour ce faire, il a été question de produire des cartes d’occurrence (2, 20, et 100 ans) de l’étendu maximal de l’eau pour une région d’intérêt : la rivière Petit Nation. Ces cartes sont les résultats d’une analyse fréquentielle appliquée sur des composites annuelles du NDWI (Normalized Difference Water Index) entre l’année 1982 et 2016. À partir des données LiDAR, il a été par la suite possible de désagréger les cartes d’occurrence de 30 à 1 mètre de résolution spatiale. Cette approche promet plusieurs avantages et atouts aux décideurs en termes de gestion du risque d’inondations et de prévention de la santé publique, et ce, par : 1) la simplicité d’implémentation à temps et à coûts réduits et 2) la possibilité d’application à grande échelle, notamment dans les régions à faible budget municipal où les stations de mesures hydrométriques et météorologiques sont peu ou pas disponibles. Un succès global de 63 % et un indice Kappa de 30 % sont les résultats de la validation par matrice de confusion de l’approche proposée. Cependant, il est à souligner que la délimitation des cotes de crues des récurrences de 2 et 20 ans, dont les organismes gouvernementaux et municipaux s’intéressent le plus, étaient plus précises (succès global supérieur à 65 %) que celles de la récurrence de 100 ans (succès global inférieur à 50 %). Plusieurs hypothèses peuvent expliquer la performance relativement faible de l’approche développée, dont le nombre d’images Landsat et la précision des données de validation utilisées. Par la présente étude, le potentiel des images satellites à détecter et à déligner les cotes de crues a été démontré. Les résultats peuvent ainsi servir comme point de départ pour d’autres études futures afin de mieux raffiner la modélisation des cotes de crues par imagerie satellite.


identifier: Rahal, Rahma  (2018). Toxicité du lanthane chez l'algue verte Chlorella fusca en présence de matière organique naturelle.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 88 p.

subject:
biogéochimie
algue verte
écotoxicologie

abstract:
Une augmentation des concentrations environnementales des lanthanides est anticipée, attribuable à une utilisation et une exploitation de plus en plus importantes de ces métaux. Pour évaluer les risques environnementaux posés par ces éléments, il faudra tenir compte de la composition du milieu récepteur. L’un des paramètres importants qui peuvent moduler la toxicité de ces métaux vis-à-vis des organismes aquatiques est la matière organique naturelle (MON). Ce ligand peut complexer les lanthanides, ce qui devrait réduire leur biodisponibilité et avoir un effet sur leur internalisation et par conséquent leur toxicité.
Dans une étude antérieure réalisée dans notre laboratoire, la toxicité des lanthanides pour l’algue unicellulaire Chlorella fusca a été déterminée dans des milieux synthétiques. Cependant, ces milieux synthétiques ne contenaient pas de MON. La première étape du présent projet consistait donc à caractériser la complexation d’un des lanthanides, le lanthane, par la MON (SRHA : Suwannee River Humic Acid) en utilisant deux approches : une technique d’échange ionique ainsi que l’ultrafiltration partielle. Le modèle WHAM a aussi été utilisé afin d’estimer la spéciation de ce métal en présence de la SRHA. Les résultats expérimentaux obtenus ont ensuite été comparés à ceux prédits par WHAM. Les concentrations de lanthane utilisées étaient comprises entre 350 et 5000 nM, et celles de SRHA étaient comprises entre 1 et 3 mg C/L. Les concentrations de lanthanides ont été mesurées par spectrométrie d’émission atomique par plasma à couplage inductif.
Pour évaluer la toxicité du lanthane en présence de la MON, l’algue verte unicellulaire Chlorella fusca a été exposée à différentes concentrations du métal, tout en considérant sa spéciation dans le milieu en présence de MON. Les CE50 calculées en présence de la MON étaient plus faible qu’en son absence ce qui suggère une toxicité plus importante. Les quantités de lanthane internalisées mesurées ont démontré que la MON facilitait l’assimilation du lanthane et suggèrent ainsi que la toxicité accrue du lanthane en présence de MON est due à son internalisation.


identifier: Anterrieu, Olivier  (2019). Développement d’un système d’exploitation pour l’aide au diagnostic des ouvrages du génie civil.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 142 p.

subject:
diagnostic
béton armé
corrosion
contrôles non destructifs
suivi temporel
analyses en laboratoire
représentation
intégration de données
logiciel
aide à la décision
diagnosis
reinforced concrete
corrosion
non-destructive testing
monitoring
laboratory analysis
representation
data integration
software
decision support

abstract:
La préservation et la maintenance des ouvrages en béton armé ne peuvent être assurées que par une bonne compréhension de l’état des matériaux et du comportement des structures considérées. À l’échelle d’un ouvrage, la caractérisation de l’état du béton armé nécessite la réalisation de contrôles non destructifs (radar, potentiel électronégatif, capacimétrie, ultrasons, etc.) permettant de cartographier rapidement et en continu la distribution spatiale de différents paramètres physiques intrinsèquement liés aux pathologies en cours de développement. Ces cartographies permettent d’implanter judicieusement les prélèvements indispensables à la réalisation d’analyses en laboratoire (essais physique, chimique, microstructure). Dans l’optique d’une approche performantielle, le monitorage de différents paramètres structurels (roulis, basculement, ouverture de fissures, etc.) et environnementaux (température, hygrométrie, etc.) doit également être réalisé afin de déterminer le comportement de l’ouvrage au cours du temps et d’évaluer sa durabilité. Les gestionnaires d’ouvrages et les ingénieurs chargés des études se trouvent ainsi confrontés à devoir gérer d’importants volumes de données multi-échelles et multivariées évoluant dans l’espace et le temps. La gestion, la compilation et la valorisation de ces données représentent actuellement un travail fastidieux, redondant, extrêmement chronophage, pouvant mener à des erreurs d’appréciation et d’interprétation et donc à des diagnostics erronés. Pour fiabiliser les diagnostics, il est crucial d’intégrer ces données entre elles de manière intelligible, claire et cohérente dans le but d’offrir aux gestionnaires d’ouvrages un outil pertinent d’aide à la décision basé sur des éléments factuels (identification et caractérisation des hétérogénéités, répartition de l'humidité, potentiel de corrosion, vitesse de corrosion, indicateurs de risque, simulation, prédiction, etc.).
Dans cette optique, un nouveau système d’exploitation de données a été développé. Ce système, nommé Datae, repose notamment sur l'utilisation de techniques d'imagerie 3D et de méthodes innovantes d'intégration des données qui augmentent considérablement leur représentativité et leur exploitation dans l'espace et le temps. Datae permet à la fois d’exploiter des flux de données diversifiés, de représenter ces données de façon claire, de réaliser des simulations et d’aider les gestionnaires d’ouvrages à anticiper l’évolution des pathologies des infrastructures de manière à optimiser les travaux de maintenance. Cette optimisation a pour but de limiter les pertes d’exploitation des infrastructures, bénéfice important pour les gestionnaires d’ouvrages.

 The preservation and maintenance of reinforced concrete structures can only be ensured by a good understanding of the state of the materials and the behavior of the considered structures. At the scale of a structure, the characterization of the state of the reinforced concrete requires the realization of non-destructive tests (radar, electronegative potential, capacimetry, ultrasound, etc.) allowing to map rapidly and continuously the spatial distribution of different physical parameters intrinsically related to pathologies under development. These maps make it possible to judiciously collect samples required for laboratory analyzes (physical, chemical, microstructure tests). In the context of a performance-based approach, the monitoring of various structural parameters (roll, tilt, crack opening, etc.) and environmental parameters (temperature, hygrometry, etc.) must also be performed in order to determine the behavior of the work over time and evaluate its durability. The book managers and the engineers in charge of the studies are thus confronted with having to manage large volumes of multi-scale and multivariate data evolving in space and time. The management, the compilation and the utilization of these data represent a tedious work, redundant, extremely time consuming, which can lead to errors of appreciation and interpretation and thus erroneous diagnoses. To make diagnostics more reliable, it is crucial to integrate these data in an intelligible, clear, and consistent manner in order to provide resource managers with a relevant evidence-based decision support tool (identification and characterization of heterogeneities, moisture distribution, corrosion potential, corrosion rate, risk indicators, simulation, prediction, etc.).
With this in mind, a new data operating system has been developed. This system, called Datae, is based in particular on the use of 3D imaging techniques and innovative data integration methods that considerably increase the representativeness and the exploitation of the data, both in space and time. Datae allows exploiting diversified data flows, representing these data in a clear way, performing simulations, and helps project owners anticipating the evolution of infrastructure pathologies in order to optimize the work of maintenance. This optimization aims to limit infrastructure operating losses, a major benefit for building owners.


identifier: Desai, Shitanshu  (2019). Application du modèle «Random Forest Regression» dans l'analyse fréquentielle régionale des évènements hydrologiques extrêmes.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 46 p.

subject: statistiques hydrologiques

abstract:
Les inondations provoquent des dégâts importants sur les plans environnemental, économique et social. Il faudrait alors estimer adéquatement la fréquence des événements hydrologiques extrêmes pour une meilleure planification et gestion des ressources en eau ce qui assure la sécurité publique. L'analyse de fréquence des variables hydrologiques est une approche couramment utilisée lorsque l’information hydrologique est disponible au site d’intérêt. Cependant, il est souvent nécessaire d'estimer les événements extrêmes sur des sites dits non jaugés où aucune observation hydrologique n'est disponible. Au niveau de ces sites, l’analyse Fréquentielle Régionale (AFR) peut être utilisée pour estimer leurs caractéristiques des inondations. AFR comprend deux étapes principales. La première consiste à délimiter les régions hydrologiquement homogènes. Dans cette étude, nous utilisons l'analyse canonique des corrélations (ACC) pour la délimitation de ces régions. La deuxième étape consiste à appliquer un modèle d'estimation régional pour chaque région délimitée.
Traditionnellement, les modelés linéaires ont été utilisés dans l’AFR mais ils ne peuvent pas établir les relations complexes entre les variables. Ainsi, un certain nombre de techniques non linéaires ont été proposées dans la littérature comme les réseaux des neurones, les modèles additifs généralisés, etc. Cependant, « Random Forest (RF) », où «Forêts Aléatoires» en français, présente une technique générale et puissante, qui n’est pas utilisée souvent. La « Random Forest Regression (RFR) V », où «Forêts Aléatoires de régession» en français, est une technique d'apprentissage d'ensemble non linéaire , non paramétrique et capable d'établir des relations complexes ainsi que donner des estimations plus fiables.
L'objectif de la présente étude est d'introduire la technique RF dans l'estimation régionale des quantiles de crue. La RFR sert à établir des relations non linéaires entre les caractéristiques physio-météorologiques du bassin versant et les caractéristiques du débit, et à estimer les caractéristiques des crues dans les sites non jaugés. La RFR est également appliquée aux régions hydrologiquement homogènes, obtenues à l’aide de l'ACC (ACC-RFR), pour l'estimation de leurs quantiles de crue. Suite à une étude de cas à la province de Québec (Canada), une analyse comparative entre plusieurs approches d’estimation des quantiles de crue est effectuée. Les résultats indiquent que l’ACC-RFR donne les meilleurs résultats d’estimation parmi les modèles testés en termes d'erreur quadratique moyenne. L'utilisation de l’ACC, pour délimiter les zones hydrologiquement homogènes, améliore considérablement la performance de RFR.


identifier: Bahmani, Ramin  (2018). Simulation du niveau des eaux souterraines à l'aide de modèles hybrides produits par transformation par ondelettes et décomposition par mode empirique d’ensemble.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 108 p.

subject:
ensemble empirical mode decomposition
groundwater level
gene expression programming
hybrid model
m5 model tree
wavelet transform

abstract: Afin d’améliorer la connaissance et la gestion du stress hydrologique, il faut revoir le modèle de simulation du niveau des eaux souterraines pour plus de précision. Dans la présente recherche, les modèles Gene Expression Programming (GEP) et M5 model tree (M5) sont utilisés pour simuler les niveaux mensuels des eaux souterraines. Ces modèles ont été combinés à deux méthodes, Wavelet transform (WT) et Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD), pour produire des modèles hybrides: Wavelet-GEP, Wavelet-M5, EEMD-GEP et EEMD-M5. Les données du mois en cours correspondant au niveau des eaux souterraines, à la température et aux précipitations de trois puits d’observation et d’une station météorologique sont utilisées pour simuler le niveau des eaux souterraines pour le mois d’après. Les résultats indiquent que les modèles hybrides produits avec WT sont plus précis que les modèles GEP et M5. Le GEP combiné avec WT est connu comme le modèle le plus précis, alors que la combinaison des modèles M5 et EEMD n’est pas recommandée pour la simulation en raison de sa faible performance.