identifier: Drouin, Mathieu  (2005). Étude de production de protéases alcalines par Bacillus licheniformis en utilisant des boues d'épuration municipales comme substrat.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 142 p.

subject:
protéases alcalines
Bacillus licheniformis
boues d'épuration
municipales
bioréacteur
inoculum

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
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résumé peut être lue en PDF.

Les protéases alcalines produites par Bacillus licheniformis comptent actuellement parmi les enzymes les
plus utilisées au niveau industriel. Par contre, l'emploi des protéases et des autres enzymes est
actuellement limité par leurs coûts de production élevés. Afin d'abaisser ces coûts de production, les
producteurs d'enzymes et la communauté scientifique effectuent des recherches afin de trouver des
substrats de production moins dispendieux et capable de supporter la production de protéases. À ce
propos, les boues d'épuration sont un substrat prometteur. Des travaux antérieurs, effectués en erlenmeyer,
ont démontré que les boues d'épuration municipales peuvent soutenir la croissance de Bacillus
licheniformis et présentent un potentiel intéressant pour la production de protéases. L'intérêt d'employer
des boues d'épuration est double puisque qu'il s'agit, dans un premier temps, de produire des protéases à
des coûts moindres en utilisant un substrat économique qui stimule la production de protéases. En second
lieu, il favorise la valorisation d'un sous-produit issu du traitement des eaux usées et dont l'élimination est
coûteuse et problématique. Le but de ce travail consiste donc à accroître le rendement de production de
protéases alcalines par Bacillus licheniformis, sous des conditions contrôlées de pH et d'oxygène dissous,
en utilisant les boues d'épuration municipales comme substrat de fermentation.
De nombreuses stratégies ont été utilisées dans ce travail et ont permis d'améliorer les performances du
procédé. En premier lieu, une étude a été entreprise en erlenmeyer afin d'évaluer l'effet des
caractéristiques de l'inoculum (physiologie, âge et volume) sur la croissance de Bacillus licheniformis lors
de fermentations dans les boues d'épuration. Ces travaux ont permis de déterminer qu'un inoculum
préparé en deux étapes, comprenant une étape de pré-culture en boue, permet d'obtenir un nombre
maximum de cellules (2,73 x 109 UFC/mL) et de spores (3,77 x 107 UFC/mL) lors de la fermentation dans
des boues contenant 25 g/L de matières en suspension (MES).
Les expériences en bioréacteur ont démontré que des conditions contrôlées de pH et d'oxygène dissous
permettent d'obtenir des comptes de cellules et de spores et des valeurs d'activité protéolytique plus
élevées que des conditions non contrôlées (erlenmeyer). L'optimisation de la concentration des boues en
MES a permit d'améliorer la croissance et l'activité protéolytique obtenue. Ainsi, un nombre maximum de
cellules (8,57 x 109 UFC/mL) a été atteint dans des boues concentrées à 25 g/L de MES. L'activité
protéolytique maximale (11,2 U.I./mL) a été obtenue dans les boues à 35 g/L de MES. En comparaison
avec les résultats obtenus dans les boues, la fermentation en milieu synthétique a permis d'atteindre un
nombre maximum de cellules inférieur (1,06 x 109 UFC/mL), mais une activité protéolytique maximale
supérieure (12,5 U.I./mL).
Finalement, un pré-traitement thermo-a1calin appliqué aux boues avant la fermentation a permis
d'augmenter l'activité protéolytique respectivement de 20,2 % et de 27,2 % dans les boues à 25 g/L de
MES (11,9 U.I./mL) et à 35 g/L de MES (14,3 U.I./mL). Les travaux réalisés au cours de cette étude
démontrent donc le plein potentiel des boues d'épuration comme substrat pour la production de protéases.


identifier: Duchesne, Mathieu J.  (2005). Apport de méthodes géophysiques marines et de la scanographie à l'étude de la genèse des faciès de sismique-réflexion de haute et très haute résolution.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 440 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
géophysiques marines
scanographie
sismique-réflexion
sédiment

abstract:
L'étude de la genèse des faciès sismiques revêt un intérêt important en géologie,
car elle traduit l'architecture interne des corps sédimentaires et leur mise en place.
La première partie des travaux traite de l'apport du couplage de la scanographie et
de la sismique-réflexion à l'interprétation génétique des faciès sismiques. Des
données provenant d'environnements sédimentaires différents, soit d'un fjord, de
lacs et d'un plateau continental, furent comparées. Les profils de sismique-
réflexion utilisés ont produit une image sismo-stratigraphique précise des dépôts,
facilitant l'identification des divers faciès sismiques. L'acquisition des données
scanographiques a généré des informations qualitatives et quantitatives sur les
dépôts à une très grande résolution (1 mm). L'observation scanographique des
sédiments a amélioré les connaissances relatives aux conditions de mise en place
des dépôts et à l'effet des variations de l'architecture sédimentaire et de certaines
propriétés physiques des sédiments, sur la signature sismique de ceux-ci.
Le couplage des données sismiques et scanographiques est une approche décisive
pour l'interprétation génétique en sismique-réflexion. Cette méthode illustre que
certains faciès sismiques ayant des configurations internes similaires, possèdent
des faciès scanographiques différents et que, par opposition, certains faciès
scanographiques présentent des signatures sismiques identiques. Ceci implique
que la configuration interne des faciès sismiques doit être associée à plusieurs
faciès et processus sédimentaires plutôt qu'à un seul type de faciès et de
processus. De plus, les réflexions internes du dépôt ne réfèrent pas nécessairement
à son architecture sédimentaire, mais plutôt à l'architecture des propriétés
physiques du dépôt.
La deuxième partie des travaux aborde l'influence des différents styles de delta
sur la genèse des faciès sismiques observés en bordure de la péninsule de
Manicouagan, Canada. Les résultats suggèrent qu'un lien existe entre le type de
delta et l'évolution des talus continentaux et les cônes sous-marins profonds.
L'étude propose que l'énergie des conditions hydrodynamiques à laquelle est
soumis le delta, affecte la construction des cônes sous-marins profonds. Les
interprétations montrent que les facteurs autochtones contrôlent la formation et la
localisation des zones de dépôts maximum.
Les limitations rencontrées permettent d'orienter les travaux futurs traitant de
sujets similaires. Premièrement, les méthodes de corrélation furent développées
dans un espace bidimensionnel ce qui limite l'interprétation des mécanismes
d'écoulement ayant formé les corps sédimentaires. L'application d'une démarche
corrélative similaire en trois dimensions rehausserait la qualité de l'interprétation.
En scanographie, la principale limitation est la contribution de l'effet
photoélectrique. Les travaux ultérieurs devraient donc cibler cette problématique
afin qu'il soit possible d'utiliser, avec plus de confiance, les valeurs
scanographiques comme indicateur de densité. Pour valider les préceptes proposés
par cette thèse, concernant l'influence des différents styles de delta sur l'évolution
des bassins, les travaux futurs devraient inclure un plus grand nombre de systèmes
deltaïques. Les deltas étant des milieux sédimentaires bien documentés dans la
littérature, de vastes bases de données sont accessibles pour réaliser ces travaux.
Une meilleure compréhension de l'implication des différents styles de delta sur la
construction des bassins, est un élément clé pour localiser des réservoirs au sein
de ceux-ci.

Abstract

The study of the genesis of seismic facies is important in geology to reveal
information on the architecture of sedimentary bodies and on the processes that
lead to the formation of these bodies. The first part of this study discusses the
contribution of the coupling of sei smic profiles with CT -scan data to determine
the genesis of seismic-reflection facies. Data coming from three different
sedimentary environments; i.e. from a fjord, lakes and a continental shelf, were
compared. The seismic-reflection profiles have shown a detailed image of the
sei smic stratigraphy of the deposits, guiding more easily the identification of the
seismic facies. The CT -scan data provided qualitative and quantitative
information on the sediments at a very-high resolution (1 mm). The CT-scan
observations of the sediments have improved 1) knowledge regarding the
processes responsible of the formation of the deposits and 2) the effect of the
sedimentary architecture and the physical properties on the sei smic signature of
the deposits.
The coupling of seismic and CT -scan data showed that similar seismic facies may
correspond to different CT-scan facies and, conversely, different CT-scan facies
may have the same acoustic response. This implies that the internaI configuration
of the seismic facies should be linked to a synthesis of lithological variations
instead of a single and unique lithology. Moreover, the geometry of the reflections
does not always correspond to the geometry of sedimentary structures but rather
to the geometry of the physical properties of the deposit.
The second part of the study discusses the influence of different types of delta on
the genesis of seismic facies observed around the Manicouagan Peninsula, St.
Lawrence Estuary, Canada. The results suggest a relation exists between the type
of delta and the way in which the continental slope and submarine fans are
constructed. The study proposes that the energy of the hydrodynamic conditions
which affect the delta, influences the construction of submarine fans. The
interpretations also illustrate that autochthonous factors control the formation and
the location of the depocenters.
The limitations emerging from the present work orient future work treating
similar topics. First, the correlation methods were developed in a 2-D space. This
limits the interpretation of the flow mechanisms responsible of the formation of
the sedimentary bodies. The application in a 3-D space of such methods should
enhance the quality of the interpretations. Conceming the CT -scan analysis, the
main limitation is the contribution of the photoelectric effect. Future work needs
to target this problem in the perspective of using CT -scan data more confidently
as density proxies. To validate with additional certainty the influence of different
types of delta on the evolution of a basin, further investigations on this subject
should include a larger number of deltaic systems. Deltas are well-documented in
the literature. Therefore, access to several existing databases is possible. A better
comprehension of the implication of the deltaic styles on the formation of
sedimentary basins is a key element to localize reservoirs within these basins.


identifier: Gallon, Céline  (2005). Diagenèse, chronologie et origine du plomb dans les sédiments de lacs du bouclier canadien.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 203 p.

subject:
plomb
sédiments
isotope
lacs
bouclier canadien

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
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résumé peut être lue en PDF.

Les rapports isotopiques du plomb stable, les concentrations du plomb et de treize
hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) , ainsi que plusieurs variables
géochimiques ont été mesurés dans des carottes de sédiment datées (2lOPb, l37Cs)
provenant de cinq lacs de tête, situés sur le bouclier canadien, dans des bassins versant
inhabités par l'homme et non perturbés. Les seules sources de contamination pour ces
lacs sont via l'atmosphère. Quatre d'entre eux sont localisés sur un axe Ouest-Est, qui
inclut une fonderie de cuivre opérant à Rouyn-Noranda (Qc, Canada) : les lacs
Despériers, Vose, Carpe et N56 (respectivement à 10 km SO, 25 km E, 150 km E et 300
km E de Rouyn-Noranda). Un cinquième lac (Tantaré) se trouve quant à lui à proximité
d'un centre urbain majeur (Québec, Qc, Canada). À ces sites, outre les sédiments, les
eaux surnageantes et interstitielles ont été prélevées par dialyse in situ à des fins d'analyse
de plusieurs constituants, incluant le Pb.
Les profils de plomb dissous montrent les signes d'une remobilisation de ce métal
suivant sa déposition et d'une perte vers l'eau surnageante. Quant aux calculs de
spéciation, ils indiquent que le plomb dissous dans les eaux interstitielles se trouve
majoritairement sous la forme de complexes avec la matière organique naturelle.
L'équation unidimensionnelle de conservation de masse qui tient compte des effets de la
diffusion moléculaire, de la bioturbation, de la bioirrigation et des réactions impliquant le
Pb dissous, a été résolue en supposant qu'il se trouve à l'état stationnaire. C'est ainsi qu'à
été mise en évidence, dans le haut de la colonne sédimentaire, une zone de production où
le Pb est mobilisé, vraisemblablement par la dissolution réductive d'oxyhydroxydes de
fer. Plus bas le métal est exclu de la phase liquide dans une zone de consommation, ceci
par la précipitation de sulfures de plomb ou la co-précipitation et/ou adsorption avec des
sulfures de fer. On note, toutefois, que la redistribution du plomb solide, suivant son
dépôt au sein de la colonne sédimentaire, est négligeable. Les profils de Pb dans la phase
solide représentent donc assez fidèlement les variations historiques de dépôt de ce métal.
Dans les sédiments, l'analyse des rapports isotopiques 206PbP/204Pb, 206Pb/207Pb et
206Pb/208Pb a été combinée au Pb total dans des équations de balance de masse, afin de
déterminer la contribution de diverses sources de Pb au cours des 150 dernières années.
Elle révèle la présence de deux types distincts de Pb anthropique dans chacun des lacs.
Les lacs Despériers, Vose et Carpe présentent des types de plomb similaires. L'un
montre une signature isotopique de Pb semblable à celle du minerai traité par la fonderie
opérant à Rouyn-Noranda (206Pb/207Pb ~ 0.99 ; 206Pb/208Pb ~ 0.425). Ce type de plomb
présente des flux maximums vers 1980, dont la chronologie est en accord avec
l'historique des émissions de Pb de la fonderie et des quantités de minerai traité. La
diminution importante de ces flux au cours des 25 dernières années indique l'efficacité
des mesures prises pour réduire les émissions de métal par la fonderie. Quant au second
type de Pb anthropique (206Pb/207Pb ~ 1.30 ; 206Pb/208Pb ~ 0.510), il domine le début du
20ème siècle. Sa signature suggère une combinaison de diverses sources, incluant la
combustion de charbon Nord Américain. Ainsi, l'influence de la fonderie a pu être
détectée jusqu'à 150 km de distance, mais pas à 300 km. La quantité totale de Pb émis
depuis le début de ses opérations s'élèverait à ~ 88,000 t, un chiffre qui représente ~ 29%
de la quantité émise par la combustion d'essence au plomb au Canada. Sur cette quantité,
nous avons estimé qu'entre 19% et 36% se serait déposé dans un rayon de 150 km, le
reste ayant été transporté sur de plus longues distances.
Par ailleurs, l'influence de la fonderie n'est pas observée dans les lacs N56 et
Tantaré. Les données de Pb isotopique y suggèrent un type de Pb anthropique
prépondérant (206Pb/207Pb ~ 1.18 ; 206Pb/208Pb ~ 0.481) provenant principalement de la
combustion d'essence au Pb, et dans une moindre mesure de sources industrielles. Les
flux sont maximums dans les années 1970-1980. Un autre type de plomb, moins
important (206Pb/207Pb ~ 1.22 ; 206Pb/208Pb ~ 0.495) provient sans doute de la
combustion de charbon. Au lac Tantaré, les flux, maximum vers 1950, suivent
l'historique de la consommation de charbon au Canada. Ils sont corrélés avec la
distribution temporelle de HAP provenant de cette activité et enregistrée dans les
sédiments. Sur la base de différences significatives entre les ratios isotopiques de Pb
atmosphérique canadien et américain à l'époque où le Pb provenait essentiellement de la
combustion de l'essence, nous avons déterminé la contribution relative de ces deux pays
au dépôt de Pb total à environ 50% dans les deux lacs.


identifier: Gauthier, Catherine  (2005). Caractérisation environnementale et hydrogéologique de l'écoulement à la base des forces canadiennes (BFC) Shilo, Manitoba, Canada.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 204 p.

subject:
hydrogéologie
environnement
écoulement
géologie
sol
eau souterraine
aquifère
contamination
base militaire

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
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L'aquifère du delta de l'Assiniboine (ADA), un important aquifère situé dans le sud-ouest du
Manitoba, sert de source d'approvisionnement pour l'irrigation et pour combler les besoins
domestiques de la Base des Forces Canadiennes (BFC) Shilo et des villages environnants. Des troupes
canadiennes et allemandes se sont entraînées de façon intensive à Shilo au cours des dernières
décennies. À la suite du départ des troupes allemandes, Recherche et développement pour la défense
Canada (RDDC) à Valcartier a entrepris un projet de recherche en collaboration avec l'INRS-ÉTÉ afin
d'évaluer l'impact des activités d'entraînement militaire sur l'environnement. D'une épaisseur
moyenne de 18 m, l'aquifère de sable de l'Assiniboine est de type non-confmé et est donc vulnérable
aux sources potentielles de contamination. Il repose sur des unités d'argile silteuse et de till. L'eau
souterraine s'écoule de façon générale vers la rivière Assiniboine (sud) mais également vers le
ruisseau Épinette (nord). Trois zones d'entraînement ont été examinées: les champs de tir de petit
calibre (~0,4 km²), le champ de tir de grenades (~0,0025 km², or 2500 m²) et les champs de bataille
(~8 km²). Les• objectifs du projet étaient de décrire le contexte géologique et hydrogéologique,
d'identifier les sources potentielles de contamination des sols et de l'eau souterraine et d'évaluer
l'impact potentiel de ces dernières sur l'aquifère à l'aide d'un modèle numérique.
Une campagne de caractérisation a été réalisée sur une période de 3 ans (2000-2002) au cours de
laquelle des analyses de métaux, de matériaux énergétiques, de thorium-232 et autres contaminants
potentiels ont été réalisées dans les sols et dans l'eau souterraine de la BFC Shilo. Le 232Th est un
isotope radioactif présent dans le système de guidage de certains missiles MILAN utilisés à la BFC
Shilo. Des études géologiques et hydrogéologiques ont également été réalisées par l'INRS-ÉTÉ, la
Commission géologique du Canada (CGC-Québec) et Construction pour la défense Canada (CDC):
forage de puits profonds, installation de 78 puits d'observation, essais de perméabilité, mesures
d'écoulement à l'aide d'un tachymètre, mesures de niveau d'eau, etc.
Les concentrations mesurées de métaux, de matériaux énergétiques et de 232Th ont été comparées avec
le bruit de fond plus 2 fois l'écart-type (BF+2ET) et avec les recommandations du Conseil canadien
des ministres de l'environnement (CCME); lorsque disponibles.
• Des concentrations de métaux lourds, notamment As, Cu, Cd, Ni, Pb et U, excédant les
recommandations du CCME pour usage agricole et/ou BF+2ET ont été mesurées principalement
dans les champs de tir de petit calibre et de tir de grenade. Les concentrations de Cu et Pb dans les
champs de tir de petit calibre et celles de zinc dans le champ de tir de grenade excédaient même
les recommandations du CCME pour usage industriel. Les concentrations de métaux dans l'eau
souterraines se sont toutefois avérées inférieures aux recommandations du CCME pour l'eau
potable, sauf pour le fer et le manganèse qui sont naturellement présents en concentration élevée
dans l'aquifère.
• Des matériaux énergétiques tels que le HMX et le RDX ont été détectés en faible concentration
(<5 ppb) dans les sols du champ de tir de grenade et ceux de certains champs de bataille (<1 ppb),
mais pas dans l'eau souterraine.
• Les concentrations de 232Th mesurées dans les sols de la BFC Shilo étaient équivalentes aux
concentrations naturelles de fond. Les concentrations mesurées dans l'eau souterraine étaient en
revanche plus élevées que le bruit de fond mais se situaient toujours en deça des recommandations
du CCME pour l'eau potable (24.5 ppb). La distribution des concentrations de 232Th dans l'eau
souterraine suggère une contribution anthropogénique (missiles MILAN) aux concentrations
mesurées sur la base, bien que quelques concentrations élevées dans la section nord de la base ne
puissent être expliquées. Les données disponibles ne permettent pas d'établir une relation claire
entre les concentrations de Th232 dans l'eau souterraine et les activités d'entraînement militaire.
Les missiles MILAN ne sont plus utilisés à la BFC Shilo.
Un modèle numérique d'écoulement de l'eau souterraine par éléments finis couvrant le territoire de la
BFC Shilo a été développé avec le logiciel Feflow afin de définir la dynamique de l'écoulement de
cette section de l'aquifère. La recharge calée a été établie 58 mm/an alors que les estimés initiaux
variaient entre 22 et 68 mm/an. Trois zones de conductivité hydraulique distincte ont été définies dans
le modèle calé (3 x 10-4 m/s, 3,5 X 10-4 m/s et 7 x 10-5 m/s), soit des valeurs généralement plus élevées
que la conductivité hydraulique moyenne estimée à partir de tests de perméabilités et d'analyses
granulométriques (1 x 10-4 m/s). Le calage du modèle s'est révélé adéquat mis à part une conductivité
hydraulique inférieure à la valeur attendue dans la section est du modèle et des vitesses d'écoulement
de l'eau souterraine inférieures à celles mesurées avec le tachymètre (100 to 300 m/an avec le
tachymètre comparativement à 25 to 100 m/an dans le modèle calé). Les résultats obtenus avec le
tachymètre doivent toutefois être considérés avec prudence. La zone de captage des puits
d'approvisionnement de la BFC Shilo a été définie; elle recoupe une partie des champs de tir de petit
calibre
En conclusion, bien qu'aucun problème environnemental majeur n'ait été identifié, la campagne de
caractérisation a révélé l'existence de problèmes localisés de contmaination des sols par les métaux.
Des mesures préventives ont été identifiées et présentées aux autorités de la base, incluant l'évitement
de toute activité susceptible de modifier le pH du sol dans les champs d'entraînement contaminés afro
de prévenir la lixiviation de métaux vers l'aquifère, la surveillance de la qualité de l'eau souterraine et
l'identification d'un périmètre de protection pour assurer une gestion adéquate des activités qui
pourraient potentiellement affecter la qualité de l'eau des puits d'approvisionnement de la base. Cette
étude fait partie d'un programme de recherche élargi sur l'impact potentiel des activités
d'entraînement militaire sur des bases des forces canadiennes.

Abstract

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.
The Assiniboine Delta Aquifer (ADA), a major regional aquifer in southwestem Manitoba, supplies
water for irrigation and for the domestic needs of Canadian Forces Base (CFB) Shilo and surrounding
communities. Canadian and German troops trained intensively at CFB Shilo over the past decades and
following the departure of the later, Defense Research and Development Canada (DRDC) in Valcartier
undertook a research project in collaboration with INRS to assess the impacts of military training on
the environment. With an average thickness of 18 m, the ADA sand aquifer is unconfined and thus
vulnerable to potential sources of contamination. It is underlain by silty clay and till layers.
Groundwater drains in the most part towards the Assiniboine river (south) but also towards Epinette
Creek (north). Three training areas were investigated: the rifle ranges (~0,4 km²), the grenade range
(~0,0025 km², or 2500 m²) and battleruns (~8 km²). The objectives were to describe the geological and
hydrogeological context, to identify potential sources of contamination of soils and groundwater and to
assess their potential impact on the aquifer using a numerical model.
A characterization campaign was conducted over a three year period (2000-2002) and involved the
analysis of metals, energetic materials, thorium-232 and other potential contaminants in the soils and
groundwater of CFB Shilo. 232Th is a radioactive isotope found in the guiding system of some MILAN
missiles fired at CFB Shilo. Geological and hydrogeological investigations were conducted by INRS-ETE,
the Geological Survey of Canada (GSC-Quebec) and Defence Construction Canada (DCC): deep
borehole drilling, installation of 78 observation wells, slug tests, flowmeter survey and water level
measurements, etc.
Measured concentrations of metals, energetic materials and 232h were compared against background
concentrations plus 2 times the standard deviation (BG+2STD) and Canadian Council of Ministers of
the Environment (CCME) guidelines, when available.
• Heavy metals, including As, Cu, Cd, Ni, Pb and U, were detected in concentrations exceeding
CCME guidelines for agricultural use and/or BG+2STD mostly in rifle and grenade ranges. Cu
and Pb in rifle ranges and Zn in the grenade range were even exceeding CCME guidelines for
industrial use. Metals concentrations in groundwater however were below CCME Drinking Water
Quality Guidelines, except for high, naturally occurring iron and manganese concentrations.
• Energetic materials such as HMX and RDX were detected in low concentrations (< 5 ppb) in the
soils of grenade ranges and in sorne battleruns (<1 ppb), but not in groundwater.
• 232th concentrations in CFB Shilo, soils were equivalent to natural background concentrations.
Concentrations in groundwater were higher than background levels but always below the CCME
guideline for drinking water (24.5 ppb). 232Th distribution pattern suggests an anthropogenic
contribution (MILAN missile) although some high 232Th concentrations in the northen section of
the base could not be explained. Available data are thus insufficient to establish a clear
relationship between Th232 concentrations in groundwater and military training activities. MILAN
missiles are no longer in use at CFB Shilo.
A groundwater numerical, finite element flow model for the area covered by CFB Shilo was developed
with Feflow to define the flow dynamics in this section of the aquifer. Calibrated recharge was 58
mm/y compared to initial estimates varying from 22 to 68 mm/y. Three zones of different hydraulic
conductivities were defined in the calibrated model: 3 x 10-4 m/s, 3,5 X 10-4 m/s and 7 x 10-5 m/s,
generally higher than the average hydraulic conductivity estimated from slug tests and grain-size
analysis (1 x 10-4 m/s). The calibration was adequate except for hydraulic conductivities lower than
expected in the eastern section of the model and groundwater velocities lower than those measured
using a flowmeter (100 to 300 m/y with the flowmeter compared to 25 to 100 m/y in the calibrated
model). Flowmeter measurements should however be considered with caution. The capture area of the
CFB Shilo supply weIl was defined and found to overlap with some of the rifle ranges.
In summary, although no major environmental concerns were identified, the characterization campaign
revealed localized problems of metal contamination in soils. Preventive measures were identified and
shared with base authorities, including the avoidance of any activities that could change soil pH in
contaminated areas, in order to prevent leakage towards the aquifer, groundwater quality monitoring
and the delineation of a wellhead protection area (WHPA) to manage activities that could potentially
threaten groundwater quality of base supply wells. This study is part of a wider research program on
the potential environmental impact of training activities on Canadian Forces bases.


identifier: Gignac, Nicolas  (2005). Régionalisation et cartographie des crues au Québec habité.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 132 p.

subject:
cartographie des crues
régionalisation
Québec
modélisation hydrologique

abstract: La prévention des inondations, le dimensionnement d'ouvrages hydrauliques et la détermination de cotes de crue requièrent une bonne connaissance des débits extrêmes aux endroits présentant des risques naturels. L'estimation de ces écoulements extrêmes nécessite habituellement une quantité importante d'information hydrologique au site d'intérêt. Ainsi, lorsque les données hydrologiques ne sont pas disponibles en quantité suffisante à un site donné, on a recours aux techniques d'estimation régionale. Cette démarche régionale permet le transfert de l'information disponible à partir des sites jaugés, dans une région homogène, vers des bassins non-jaugés ou partiellement jaugés. Une telle approche statistique de régionalisation fournit les outils nécessaires pour l'estimation des paramètres hydrométriques à n'importe quel endroit sur un cours d'eau. Un projet de régionalisation comporte trois étapes essentielles : la constitution de la base de données, la détermination des régions hydrologiquement homogènes (DRH) à partir de caractéristiques physiographiques et climatiques des bassins et la méthode d'estimation régionale (MER). Le présent projet de régionalisation des crues extrêmes s'inscrit donc dans cette démarche. La zone d'étude se situe dans la province de Québec au sud du 55e parallèle nord. Dans ce travail de recherche, une analyse comparative a été effectuée pour juger de la performance de deux méthodes de DRH, soit une version modifiée de l'analyse canonique des corrélations (ACC) et la classification ascendante hiérarchique (CAH). L'étude menée a démontré que la méthode de DRH la plus appropriée était l'ACC de Girard et al. (2000) pour  les moyens et grands bassins (superficie supérieure à 500 km2) Une approche régionale a également été adaptée au cas des petits bassins versants. Un modèle statistique de régionalisation a été couplé à un système d'information  géographique (SIG), offrant ainsi un excellent outil d'aide à la prise de décision pour la planification des ressources en eau. Cette application cartographique a été développée pour permettre la délimitation automatique du bassin de drainage, l'extraction des données physiographiques/climatiques et l'estimation régionale. Cet outil rend possible l'estimation des quantiles de pointes de crues naturelles (i.e. crues extrême annuelle, printanière et estivale/automnale) pour des bassins situés dans le sud du Québec.


identifier: Goulet, Marianne  (2005). Suivi agronomique de sous-produits fertilisants issus d'un procédé de traitement du lisier de porc.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 190 p.

subject:
agronomie
lisier de porc
fertilisant

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
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Le présent projet de recherche vise à effectuer le suivi agronomique des co-produits fertilisants issus d'un nouveau procédé de traitement du lisier de porc. Ce dernier permet  de générer deux fractions liquides (brute et filtrée) et une fraction solide à laquelle deux ajouts de substrats carbonés (sciures de bois et poussière de sablage) ont été effectués dans le cadre de la présente étude. L'épandage des fractions solides et liquides de même que le lisier brut et un engrais minéral, sur des parcelles ensemencées d'orge pure, a fait l'objet d'un suivi agronomique comparant les rendements et les prélèvements de la culture, l'efficacité fertilisante et l'arrière-effet des co-produits. De plus, le bilan azoté et le suivi spatio-temporel des formes minérales d'azote (NO2⁻, NO3⁻ et NH4⁺) dans le sol ont permis d'évaluer sommairement les risques environnementaux associés à la valorisation agricole des coproduits générés lors du traitement. Toutes les matières fertilisantes (organiques et inorganiques) appliquées ont été testées en quadriplicata sur deux types de sol différents (loam sableux et loam argileux). Dans le cadre du suivi agronomique, les doses d'azote à l'étude pour les fractions organiques correspondent à 50 %, 100 % et 150 % du besoin normal pour l'orge qui est établi à 80 kg N/ha.  Les résultats ont démontré que les co-produits liquides ont une efficacité fertilisante supérieure au lisier de porc. Le co-produit solide brut se comporte de façon presque  identique au lisier porcin pour la plupart des paramètres testés. L'ajout de substrat carboné au co-produit solide a diminué la disponibilité de l'azote pour la première année  d'application. Les arrière-effets azotés des co-produits solides testés sont supérieurs dans le loam sableux. Enfin, le bilan azoté et le suivi spatio-temporel de l'azote minéral du sol sont influencés par les fumures apportées et le type de sol.


identifier: Hammy, Fatima  (2005). Décontamination des résidus de contrôle de la pollution de l'air d'incinérateur de déchets municpaux par lixiviation chimique et adsorption du Pb sur tourbe.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 217 p.

subject:
RCPA
déchets municipaux
pollution de l'air
lixiviation
décontamination
incinérateur
résidus
cendres

abstract:
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La gestion des déchets municipaux compte, aujourd'hui, parmi les plus grands problèmes
environnementaux. Afin d'y remédier, de nombreuses options existent dont, notamment,
l'incinération. Cette dernière peut être considérée comme étant une des alternatives
incontournables de gestion de ces ordures. Cependant, cette technique génère deux types
de cendres: les cendres de grilles (mâchefer) lesquelles sont relativement inertes et peu
riches en métaux toxiques, ainsi que les résidus de contrôle de la pollution de l'air
(RCPA), comprenant les chaux usées (CUS), les cendres d'électrofiltres (CEL) et les
cendres de chaudières (CCH), lesquelles sont chargées en métaux toxiques (Pb, Cd, Hg,
etc.) et, donc, considérées comme des «matières dangereuses ».
La présente recherche visait d'une part, le développement d'un procédé de lixiviation en
phase basique pour l'enlèvement des métaux des RCPA, et plus spécifiquement du Pb et,
d'autre part, sa récupération ensuite par adsorption sur la mousse de tourbe (MT). Cette
recherche a d'abord porté sur l'étude des caractéristiques physico-chimiques des RCP A,
suivie de l'évaluation de deux procédés de décontamination des RCPA par lixiviation et
adsorption combinées, ainsi que l'étude de diverses options de gestion de l'adsorbant.
L'étude des RCPA a d'abord consisté en des analyses granulométriques et
granulochimiques. L'étude granulométrique, par tamisage à sec, a montré que les CUS
seraient majoritairement formées de particules dont la taille varie entre 45 et 125 µm.
Toutefois, ces résultats n'étaient pas conformes à ceux obtenus lors des analyses
granulométriques en milieu liquide par Microtrac qui eux, montraient que les CUS étaient
principalement constituées de particules dont la taille était inférieure à 50 µm. Cette
différence peut s'expliquer par la formation d'agglomérats dans les CUS rendant la
séparation physique par tamisage à sec très difficile. D'autre part, des observations en
microscopie électronique à balayage (MEB) ont montré peu de particules plombifères
dans les CUS, celles présentes ayant des tailles inférieures à 10 µm, ce qui pourrait
expliquer la dissolution rapide du Pb lors de l'application de lavages basiques en milieu
aqueux des CUS.
Une caractérisation détaillée des divers types de RCPA générés dans les incinérateurs de
déchets domestiques a été effectuée dans la présente étude. L'analyse granulochimique a
montré l'intérêt de séparer les particules du mélange de CEL et de CCH en deux fractions
et ce, afin d'obtenir une fraction grossière (> 125 µm) relativement peu contaminée par le
Pb et une fraction plus fine (125 µm) plus fortement polluée qui pourrait être traitée par
voie chimique.
L'étude microscopique et la diffraction aux rayons X (DRX) ont montré que l'antarcticite
(CaCl26H2O) représentait la forme prédominante dans les CUS, alors que la calcite
(CaCO3), la sylvite (KCl) et le quartz (SiO2) constituent des phases cristallines majeures
dans les CEL et de CCH. Les principales formes de particules plombifères ont aussi été
révélées par microscopie électronique à balayage et spectrométrie en énergie dispersive
(MEB-SDE). Le Pb retrouvé dans les CUS était majoritairement associé à des oxydes
dans une phase porteuse de chlorure ou phosphate de Ca. Le Pb présent dans les CEL et
de CCH était principalement associé à des composés chimiques complexes de la famille
des silicates ou des phosphates. Des oxydes et carbonates mixtes de Pb et Ca ont aussi
souvent été identifiés. La présence de microparticules de Cu élémentaire sur lesquelles se
condense du Pb métallique a également été constatée lors de l'observation du mélange de
CEL et CCH.
Les essais de décontamination des RCPA ont révélé qu'une seule étape de lixiviation en
milieux aqueux et basique des divers types de RCPA était, dans plusieurs cas, suffisante
pour extraire une bonne partie du Pb lixiviable et, ainsi, pour satisfaire au critère
réglementaire basé sur le respect du test TCLP.
Un procédé de lixiviation chimique et adsorption successive a été développé et plusieurs
paramètres ont été testés, tels que la concentration de l'adsorbant, le temps de contact, la
saturation de la MT, la régénération à l'acide et, finalement, l'incinération de l'adsorbant
saturé en Pb. Diverses concentrations de MT ont été utilisées lors des tests d'adsorption,
soient 5, 10, 15 et 20 g L-1. Les résultats obtenus démontraient que la cinétique
d'adsorption et les rendements de récupération du Pb solubilisé par lixiviation (environ
80 à 120 mg Pb L L-1) augmentaient avec l'accroissement de la concentration de MT
utilisée. Ainsi, pour les concentrations de 15 et 20 g L-1 un temps de contact de 15 min
était requis pour l'adsorption de près de 100% de Pb. Inversement, la quantité de Pb
adsorbé par unité de masse de MT, diminuait avec la hausse de la concentration de MT
utilisée. Les teneurs en Pb fixées sur la MT pour les concentrations 5, 10, 15 et 20 g L-1
sont estimées respectivement à 23,4, 19,2, 12,8 et 10,3 g Pb kg-1 de MT.
Des essais de régénération de l'adsorbant à l'acide chlorhydrique et à l'acide sulfurique
ont été effectués afin de vérifier les possibilités de réutiliser l'adsorbant pour plusieurs
cycles d'adsorption et élution des métaux toxiques. D'un point de vue pratique, cette
option visait aussi à concentrer un maximum de Pb adsorbé sur la MT dans un volume
restreint d'acide pour fin de récupération et de valorisation. Les résultats obtenus ont
toutefois montré que les solutions acides étaient rapidement consommées et qu'une
quantité d'acide très importante était requise pour l'opération de cette technique d'élution
des métaux et de régénération de l'adsorbant. Des consommations d'acides de 285 kg
d'HC1 (36,5%) et de 258 kg d'H2S04 (93%) par tonne métrique (t.m.) de chaux usées ont
été évaluées suite aux essais.
L'autre option de gestion de l'adsorbant étudiée consistait en l'incinération de la MT
après sa saturation. Les résultats des essais effectués en incinérant directement la MT
indiquaient que la masse était réduite après combustion de seulement 67%, ceci étant
attribuable aux teneurs élevées de sels de Ca contenus dans les chaux usées. Par
conséquent, un facteur moyen de concentration du Pb de 3,1 a été mesuré dans la MT
incinérée par rapport aux teneurs de Pb dans la MT non-incinérée. Une consommation de
100 kg de MT était nécessaire par tonne de CUS et, par conséquent, un résidu métallique
de 33 kg était ainsi généré par t.m. de CUS traitée. L'utilisation d'une étape de rinçage de
la MT saturée en Pb, préalable à l'incinération, permettait d'accroître à 78% la réduction
de la masse de la MT et haussait le facteur de concentration à une valeur moyenne de 4,3.
Une production de 22 kg de résidu métallique par t.m. de CUS était donc obtenue dans ce
cas.
Un procédé de traitement par lessivage en milieu aqueux et alcalin a été développé afin
d'extraire le Pb, lequel était le principal contaminant présent dans ces résidus. Ce
traitement générait des effluents fortement alcalins (pH compris entre 11,3 et 12,5) et
chargés en Pb. L'objectif de cette étude était d'évaluer le potentiel d'un procédé à contrecourant
d'adsorption du Pb sur la MT afin de traiter les lixiviats issus de la
décontamination des divers types de RCPA (CUS, CEL, CEL+CCH). Les résultats ont
montré que le procédé à contre-courant permettait de diminuer par un facteur 4 et plus, la
quantité de MT requise pour le traitement de ces effluents. Ainsi, une concentration de
4 g de MT par litre de lixiviat était suffisante pour abaisser la concentration initiale de Pb
d'un lixiviat de CUS d'environ 150 mg L-1 à moins de 0,5 mg L-1. Les recherches ont
aussi montré qu'il était possible de réduire d'au moins 50% la consommation d'eau de
procédé, en réutilisant les effluents traités pour d'autres cycles de lixiviation et
adsorption.
La présente étude a aussi mis en évidence que l'échange ionique sur les groupements
anioniques de la MT serait l'un des principaux mécanismes impliqués dans la fixation du
Pb sur cet adsorbant naturel, lors du traitement de lixiviats très basiques (pH > 1l) de
RCPA. De même, l'adsorption du Pb sur la MT à partir des lixiviats de CU était
également convenablement décrit par un isotherme de Langmuir, ce qui n'a pu être
démontrée dans les cas du traitement des lixiviats de CEL et de CCH.
Finalement, considérant les faibles coûts pour l'acquisition de la MT et la gestion des
adsorbants saturés, ainsi que la très bonne efficacité de récupération du Pb, il semble que
le procédé à contre-courant présente un très bon potentiel d'utilisation à l'échelle réelle,
suivi de la technique de lixiviation et adsorption successives avec incinération de
l'adsorbant et ce, afin de concentrer le Pb pour une éventuelle valorisation dans
l'industrie métallurgique.


identifier: L'Heureux, Julie  (2005). Développement d'une procédure d'évaluation de la recharge pour le modèle hydrogéologique MODFLOW à partir du modèle hydrologique HYDROTEL.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 231 p.

subject:
hydrologie
hydrogéologie
GIBSI
modélisation
HYDROTEL
MODFLOW
bassin versant


identifier: Lachhab, Kanza  (2005). Facteurs et méthodes sous-jacents à l'amélioration de la peformance des procédés de production du biopesticide à base de B. thuringiensis en utilisant comme substrat des boues d'épuration des eaux usées.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 218 p.

subject:
boue d'épuration
biopesticides
bacillus thuringiensis
Bt
environnement
agro-foresterie

abstract:
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Les capacités de divers sérotypes de Bacillus thuringiensis (Bt) d'utiliser différentes
sources de carbone et d'azote ont été évaluées en comparant la croissance d'une souche sauvage
Bta et qui a été isolée directement des boues de l'usine de traitement des eaux usées de la CUQ,
vis-à-vis de celle de Bt var. kurstaki (Btk ou Bt-HDI), d'une part, dans le milieu commercial à
base de soya, et d'autre part, dans différents types de substrats subissant ou non des traitements
par hydrolyse acide, alcaline ou enzymatique. Toutes les expériences ont été réalisées en
erlenmeyers sous une agitation de 250 rpm et en bioréacteur sous une agitation de 350 rpm et à
une température constante de 31°C. Les résultats montrent que Bta croît mieux que Btk dans les
boues. L'utilisation d'une souche isolée à partir des boues, pour la production de Bt dans des
substrats appropriés, conduit donc à l'obtention d'un Bacille plus performant. L'utilisation
d'amidon comme substrat ainsi que l'hydrolyse enzymatique des boues ont permis d'obtenir des
suspensions de Bt ayant un meilleur potentiel entomotoxique. Dans ce dernier cas, le pouvoir
insecticide de Bta a augmenté d'environ 13%; il a atteint 13540 UI/µl.
Le potentiel entomotoxique de Bta a été confirmé par une caractérisation génétique à l'aide
de l'amplification en chaînes (PCR) de l'ADN. Ceci a permis de mettre en évidence la présence
chez ce bacille des gènes Cry IA et Cry IC codant des séquences protéiques actives contre les
larves de Lépidoptères. Par ailleurs, les boues ne semblent pas perturber les caractéristiques
physiologiques de Bt. Enfin les boues de la CUQ et celles d'amidon ont un certain pouvoir
tampon plus fort que celui du milieu conventionnel à base de soya.
L'utilisation de différents types de milieux pour la culture de Bt, à savoir, boues mixtes de
la station d'épuration de la CUQ, boues primaires et secondaires de la station d'épuration des
eaux usées de Val cartier, boues de levure et boues d'amidon, a permis de constater que ces
milieux ne perdent pas leur faculté toxique. Par ailleurs, ce sont ces boues d'amidon qui ont
permis de produire un biopesticide plus efficace (nombre de cellules et de spores sont
respectivement de 1.3x1010 UFC/ml, 1.1x1010 UFC/ml). Le potentiel entomotoxique a atteint des
valeurs de 13115 UI/µl. Il est cependant important de signaler que les boues de la CUQ ont
permis d'obtenir des résultats concurrentiels. Le mélange de trois types de boues à savoir les
boues de la CUQ, les boues d'amidon et les boues de levure était une pratique fort intéressante du
moment qu'il a permis d'améliorer la croissance et la sporulation de Bt. Le nombre de cellules et
de spores a atteint des valeurs de 8.1 x 1010 UFC/ml, 7. 7x 1010 UFC/ml, le potentiel entomotoxique
quant à lui a atteint 13370 UI/µl. Il importe de noter également que l'hydrolyse des boues a
permis d'améliorer la concentration des cellules et des spores.
Les résultats de l'optimisation des solides totaux (ST) dans les boues ainsi que de
l'inoculum au cour de la fermentation de Bt et qui ont fait l'objet d'une publication (Lachhab et
al., 2001) ont montré que la concentration des ST influence considérablement la croissance et
l'efficacité entomopathogène de cet insecticide microbien. En effet, une concentration de 46 g/l
entraîne une réduction non seulement de la croissance des cellules et des spores qui sont
respectivement de 5.4x108 UFC/ml et 4.8x108 UFC/ml mais également une faible toxicité, soit
9743 UI/µl ; le taux de sporulation étant de 89%. Ceci a également été constaté dans le cas d'une
faible concentration des ST dans les boues (10 g/l) où l'entomotoxicité fut de 8231 UI/µl.
Cependant, un optimum de 26 g/l de ST permet d'obtenir un meilleur potentiel entomotoxique
(12970 UI/µl). Le nombre de cellules et de spores dans ce cas était respectivement de 5.0x109
UFC/ml et 4.2x109 UFC/ml et un pourcentage de sporulation de 96%.
Les recherches visant l'optimisation de l'inoculum ont permis non seulement d'observer
une amélioration de la croissance et de l'entomotoxicité du biopesticide Bt mais également une
réduction de la phase de latence. La préparation de la préculture dans le même milieu de culture
que celui de la production finale de Bt (Boues) a permis d'améliorer le nombre final des cellules
et des spores. Le taux de croissance spécifique dans le cas d'une préculture dans les boues
(0.3205 h-1) est plus élevé que dans le cas du TSB (0.1984 h-1). Il a été également montré que
l'efficacité de Bt dépend étroitement du pourcentage de l'inoculum utilisé. Le nombre des cellules
a atteint 2.2x109 UFC/ml dans le cas d'un pourcentage d'inoculum de 2%. Cependant, ce dernier
reste relativement faible dans le cas de 4% et 5%. Les résultats des bioessais ont aussi montré
qu'un inoculum de 2% permet d'obtenir une meilleure entomotoxicité (12900 UI/µl) (Lachhab et
al., 2001).
Deux phénomènes très importants dans la culture de Bt dans les boues ont favorisé la
réalisation de la double inoculation, technique développée au cours de ce travail. D'une part, les
boues sont des substrats complexes et riches en carbone et en azote pouvant être utilisés par les
bactéries directement ou après hydrolyse par des enzymes aux cours de la fermentation. D'autre
part, Bt libère des protéines intracellulaires au cours de la sporulation, qui peuvent être utilisées
par un deuxième inoculant. En effet, la réalisation d'une deuxième inoculation dans le surnageant
des boues de la CUQ a permis de constater qu'après une première inoculation, les boues sont
encore capables de supporter la croissance et la sporulation de Bt. Une concentration des cellules
de l'ordre de 4.3x107 UFC/ml et un potentiel entomotoxique de 7827 UI/µl, ont été obtenus dans
ce cas. Ainsi, l'utilisation d'une deuxième inoculation a permis non seulement d'améliorer la
croissance des cellules et des spores de Bt mais également d'augmenter son potentiel
entomotoxique. Le nombre de cellules obtenues est de l'ordre de 9x1012 UFC/ml et
l'entomotoxicité est d'environ 15980 UI/µl. Ce qui est fort intéressant par rapport au milieu
synthétique à base de soya qui permet d'obtenir des suspensions de Bt dont le potentiel
entomotoxique est estimé à 12600 UI/µl. Cette méthode simple et facile à manipuler a également
montré son efficacité pour une utilisation rationnelle de l'aération et du substrat de culture qui
représente 35% à 50% du coût de production de Bt. Les phases d'anaérobioses qui peuvent être
engendrées par une forte concentration bactérienne au cours de la sporulation ont pu être évitées.
Le suivi de O2 a permis de constater que dans le cas de deux inoculations la concentration de cet
élément dans le milieu de culture reste supérieure à 4 ppm durant la fermentation de Bt, ce que je
n'ai pas remarqué dans le cas d'une seule inoculation de 2% où la concentration de O2 atteint des
valeurs inférieures à 2 ppm. Il importe de noter que la réalisation de la double inoculation dans le
cas du milieu synthétique n'a pas été aussi performante que dans les boues; cela peut être
expliqué par la nature du milieu.
L'optimisation du pourcentage d'inoculum dans le cas de deux inoculations permet de
constater qu'un pourcentage de 1 % permet d'obtenir non seulement une meilleure croissance de
Bt mais également un meilleur potentiel entomotoxique. De même la réalisation de la double
inoculation après 15h permettrait au premier inoculant d'atteindre la phase de sporulation,
d'obtenir un temps de fermentation optimum et enfin d'utiliser de façon rationnelle le milieu de
culture et le système d'aération et ainsi réduire le coût de production. D'autres paramètres comme
le pH, O2, CO2, ont également été évalués au cours des expérimentations.


identifier: Laforte, Lucie  (2005). Thallium et indium dans les sédiments de deux lacs du bouclier canadien: sources, géochimie et potentiel comme traceurs.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 127 p.

subject: diagenèse géochimie

abstract:
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Nous avons mesuré les concentrations de thallium (Tl) et d'indium (In) et
plusieurs variables géochimiques dans des carottes de sédiments datés (210Pb; l37Cs) et
dans des échantillons d'eau interstitielle du lac Tantaré, près de Québec, et du lac Vose,
près de la fonderie de métaux Home de Rouyn-Noranda. Dans ces deux lacs du Bouclier
canadien dont le bassin versant est inhabité, le thallium et l'indium d'origine anthropique
proviennent essentiellement de dépôts atmosphériques. Toutefois, les sources des
retombées atmosphériques affectant les lacs sont différentes et reliées à leur situation
géographique. Ceci se reflète dans les flux d'indium, dont le maximum est 56 fois
supérieur au lac Vose par rapport à celui du lac Tantaré; par contre, les flux de thallium
des deux lacs sont du même ordre de grandeur. Nous avons calculé les flux
atmosphériques de Tl et d'In à partir des concentrations sédimentaires de Tl et d'In.
Auparavant, nous avons évalué la mobilité de ces deux métaux dans les sédiments en
modélisant leurs vitesses de réactions diagénétiques d'après leurs concentrations
mesurées dans l'eau interstitielle; le thallium s'avère plus mobile que l'indium, qui l'est
très peu.
Les profils de Tl et In dissous montrent des gradients de concentrations sous la
surface des sédiments et à l'interface sédiment-eau, indiquant des réactions diagénétiques.
Nous avons déterminé les vitesses de réaction de Tl et d'In en fonction de la profondeur
en résolvant numériquement l'équation unidimensionnelle représentant le transport et les
réactions diagénétiques des deux éléments dans l'eau interstitielle et en supposant l'état
stationnaire. Ces vitesses sont plus élevées d'un (Tl) à quatre (In) ordres de grandeur
dans le lac Vose que dans le lac Tantaré. Nous avons ainsi pu montrer les zones de
production et de consommation de Tl et d'In dans les eaux interstitielles et nous avons
tenté de les interpréter d'après la spéciation de In et Tl et les produits de solubilité de
divers minéraux. Nous émettons l'hypothèse que le thallium est consommé lors de la
précipitation de sulfures de fer et que les grandes concentrations d'indium sédimentaire
peuvent être à l'origine de la production d'indium dans l'eau interstitielle du lac Vose.
La production et la consommation des éléments dans l'eau interstitielle étant
couplées aux réactions avec les solides dans les sédiments, nous avons pu estimer les
contributions diagénétiques de ces deux métaux à leurs profils sédimentaires; dans les
deux lacs, celles du thallium s'avèrent plus importantes que celles de l'indium. En
soustrayant les contributions diagénétiques des concentrations sédimentaires mesurées
pour les deux métaux, nous avons pu reconstruire des profils qui représentent la
chronologie de dépôt de ces métaux à la surface des sédiments.
La comparaison de la chronologie des flux de dépôt atmosphérique de Tl et d'In à
celle des flux d'autres contaminants (plomb et hydrocarbures polycycliques aromatiques)
mesurés aux mêmes sites suggère que le thallium au lac Tantaré provient de la
combustion de charbon, mais que la fonderie Horne est aussi une source de thallium dans
le cas du lac Vose. Par ailleurs, l'indium parvenant au lac Vose provient principalement
de la fonderie de cuivre de Rouyn-Noranda, alors qu'au lac Tantaré, sa source est moins
claire mais pourrait être commune avec celle du plomb associé d'après ses proportions
d'isotopes stables aux émissions industrielles et à l'essence au plomb. Il ressort de nos
travaux que l'indium pourrait servir au suivi a posteriori des flux de contaminants
provenant de la fonderie Horne dans les sédiments lacustres et que, en absence de source
locale comme la fonderie Horne, le thallium pourrait servir au suivi des flux de
contaminants provenant de la combustion de charbon.


identifier: Le Page, Alain  (2005). Analyses de sensiblité et d'incertitude du modèle de qualité de l'eau, QUAL2E.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 211 p.

subject: QUAL2E

subject: modélisation

abstract:
Compte tenu de la complexité des processus physiques, biologiques et
chimiques rencontrés sur un bassin versant et de la diversité des activités
humaines qui s'y déroulent, il est difficile de prédire l'impact d'une nouvelle
activité (barrage, usine de traitement, industrie, modification de l'occupation des
sols, etc.) sur la qualité des eaux ou de proposer, de façon éclairée, des
interventions qui permettront de maintenir ou de récupérer les usages de l'eau. Il
s'avère alors impératif de doter le gestionnaire d'outils de modélisation (système
de gestion intégrée) lui permettant d'effectuer une évaluation, que ce soit à court,
moyen ou long terme, des répercussions d'une décision d'aménagement tout au
long d'un cours d'eau ainsi qu'à l'échelle du bassin versant, en tenant compte
des principaux processus.
La mise en place d'un système de gestion intégrée nécessite une phase initiale
de calage des modèles composant le système intégré avant son utilisation.
Ainsi, un bon protocole de calage demande l'identification des paramètres
importants (influents) des modèles afin de mieux cibler une éventuelle campagne
d'échantillonnage alors qu'une étude de la propagation des erreurs permet de
juger de la justesse des résultats de simulation.
Une méthode d'analyse globale de sensibilité (AGS) modifiée, combinant le
dispositif original de Morris [1991] avec un échantillonnage latin hypercube de
l'espace paramétrique [McKay et al.,1979] ainsi qu'une analyse de corrélation
partielle (ACP) ont été utilisées afin d'identifier les paramètres influents du
modèle de qualité de l'eau QUAL2E [Brown et Barnwell, 1987]. Les résultats de
l'étude démontrent que la méthode AGS demande moins de temps de calcul que
la méthode ACP, qu'elle est relativement simple d'application et qu'elle est plus
fiable que la méthode ACP, cette dernière démontrant une tendance à déclarer
faussement qu'un paramètre est significativement important alors qu'il ne l'est
pas.
La méthode AGS a identifié que k5, le taux de mortalité de coliformes fécaux, est
le seul paramètre important pour cette cinétique de réaction, alors que pour la
demande biochimique en oxygène (DBO₅), les paramètres k1 et k3 ont une
importance équivalente.
De même, les coefficients de réaction β3, β1, σ4 et σ3 ont été identifiés comme
étant les paramètres influents pour la simulation de l'azote ammoniacal
(coefficients de régression standardisée obtenus au moyen de la méthode ACP :
0,683 -0,329 -0,191 0,098; importances relatives calculées à partir des
coefficients moyens de sensibilité de la méthode AGS: 1,000 0,596 0,416
0,020). Ces paramètres sont respectivement le taux d'hydrolyse de l'azote
organique en azote ammoniacal, le taux d'oxydation de l'azote ammoniacal en
azote nitrite, le taux de sédimentation de l'azote organique et la vitesse de
production de l'azote ammoniacal à partir du benthos.
Pour le phosphore inorganique soluble, cr5 est environ deux fois plus important
que les paramètres σ2, et σ2, alors que le paramètre β4 (le plus important) est
environ trois fois plus influent que le paramètre σ5.
La simulation de l'oxygène dissous nécessite l'ajustement de onze paramètres,
mais parmi ceux-ci, le paramètre k4 est le plus important. Ainsi, les paramètres
qui ont une influence sur la simulation de l'oxygène dissous sont: k4, a5, k2, k3,
a6, β3 et β1 (importances relatives de 1,000, 0,2087, 0,1922, 0,1596, 0,1484,
0,1357, 0,1147 et 0,0820). Les autres n'ont pratiquement aucun effet sur la
simulation de l'oxygène dissous.
De plus, une étude de la propagation de l'erreur (analyse d'incertitude) sur les
résultats de simulation a été effectuée à l'aide des méthodes de Monte Carlo
(MC), MVSOUA (Mean Value Second Order Uncertainty Analysis), ainsi que
MVFOSM (Mean Value First Order Second Moment).
À noter que, dans la présente étude, comme les erreurs sur les paramètres du
modèle QUAL2E ne sont pas connues mais proposées sous forme de coefficient
de variation, seulement une critique des trois méthodes d'analyse d'incertitude a
été effectuée. Cette critique pourra guider un scientifique dans le choix d'une
méthode d'analyse d'incertitude pour évaluer l'erreur sur un résultat de
simulation.
Ainsi, la méthode MC s'est révélée la plus fiable des trois méthodes, mais aussi
la plus exigeante au niveau du temps de simulation (~1 minute / simulation,
50 000 simulations). De même, la méthode MVSOUA donne des résultats
similaires à la méthode MC pour de faibles incertitudes sur les paramètres, tout
en demandant un centième du temps de calcul (496 simulations). Toutefois, la
méthode MVSOUA est plus compliquée, comparativement aux deux autres (MC
et MVFOSM), nécessite que la représentation fonctionnelle de la procédure
simulant une variable de qualité de l'eau soit dérivable jusqu'au second ordre et
requiert une plus grande précision (chiffres significatifs) pour éviter les erreurs
numériques lors du calcul des dérivées secondes et mixtes. De plus, en
présence de faibles concentrations, la méthode MVSOUA n'est pas plus précise
que la méthode MVFOSM (les dérivées premières, secondes et mixtes étant très
proches de zéro), ou lorsque que les erreurs à l'entrée du modèle sont trop
importantes. Dans ce dernier cas, l'erreur de troncation devient non négligeable
et les deux méthodes (MVFOSM et MVSOUA) donnent des fonctions de
dépassement similaires, lesquelles sont biaisées par rapport à celles obtenues à
l'aide de la méthode MC.
Finalement, malgré l'importance des erreurs induites sur les coefficients de
réaction du modèle QUAL2E (voir tableau B.5, à la page 128), c.-à-d. avec des
erreurs de 10 %, 25 %, 50 % et 100 % du coefficient de variation (c.v. = σ / µ)
calculé pour une distribution uniforme, l'impact de celles-ci sur les résultats de
simulation est très raisonnable comparativement à ce que l'on aurait cru de prime
abord, à l'exception des coliformes fécaux (k5) et de la chlorophylle a
(σ₁ et ρ).


identifier: Ménard, Annie  (2005). Influence de la morphologie du cours d'eau sur les mouvements journaliers du saumon atlantique juvénile à l'automne au début de l'hiver.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 81 p.

subject:
saumon atlantique
juvénile
déplacement journalier
tacon
salmo salar

abstract:
À l'approche de l'hiver, le saumon atlantique juvénile s'enfouit à l'intérieur des
interstices du substrat durant le jour pour n'en ressortir qu'à la tombée de la nuit. Il
sélectionne alors une zone où la vitesse de l'écoulement est faible. Ces préférences
d'habitats suggèrent que le saumon juvénile effectue des déplacements journaliers
entre les micro-habitats de jour et de nuit et que les caractéristiques de ses
déplacements sont fonctions de l'organisation spatiale des principales variables de
l'habitat. Bien que ces déplacements journaliers puissent jouer un rôle important sur la
survie hivernale des juvéniles en raison des dépenses énergétiques élevées liées aux
mouvements des poissons en eau froide, il n'existe actuellement aucune information
concernant l'ampleur et la fréquence de ces déplacements.
L'objectif général de ce mémoire consiste à déterminer l'importance de la structure de
l'habitat physique sur les déplacements journaliers et la sélection d'habitat du tacon de
saumon atlantique à l'automne et au début de l'hiver. La première hypothèse testée est
que le tacon se déplace quotidiennement sur de plus longues distances lorsque la
rivière est large que lorsqu'elle est étroite et complexe. La deuxième hypothèse est
que ces distances effectuées quotidiennement sont influencées par la température de
l'eau. Finalement, la troisième hypothèse testée est que le tacon est flexible dans sa
sélection du milieu et change son utilisation de l'habitat en fonction de la
géomorphologie des sites étudiés.
Les travaux ont été effectués à l'automne 2003 sur trois sites morphologiquement
distincts de la rivière Sainte-Marguerite, Québec. En août 2003, 62 tacons ont été
marqués avec des transpondeurs passifs (PIT-tag) 23 mm. Lors des suivis, la
localisation précise des tacons marqués a été déterminée à l'aide d'une antenne
portable. Deux types de suivis différents ont été effectués à deux reprises au cours de
1'automne 2003 (automne et début de l'hiver), alors que la température de l'eau était
différente. Le premier type de suivi consistait à déterminer la position des tacons à
midi et à minuit pendant deux jours consécutifs. Le deuxième type de suivi a été
effectué sur le ruisseau Xavier et consistait à déterminer la position des tacons
marqués à toutes les 2 heures pendant une période de 24 heures.
Les résultats de l'analyse des déplacements jour/nuit soulignent l'importance de la
structure et de la complexité du milieu sur les déplacements du tacon durant la période
hivernale. Nos résultats démontrent que plus le site était large et homogène et plus les
tacons se déplaçaient sur de longues distances entre le jour et la nuit (Mann-Whitney,
p < 0,01). Les résultats ont démontré également que les tacons se déplaçaient sur de
plus courtes distances au début de l'hiver alors que la température de l'eau était plus
froide. Finalement, les résultats suggèrent que le tacon est flexible dans sa sélection
d'habitat et adapte son comportement en fonction de la disponibilité de certains
éléments physiques tels que des débris végétaux ou des blocs émergés. De plus, les
résultats des suivis en semi-continu sur une période de 24 heures ont démontré que les
tacons étaient peu mobiles pendant le jour et très mobiles durant la nuit.


identifier: Moore, Francis  (2005). Application de la scanographie R. X. à l'étude de la sédimentation-consolidation: modélisation physique et théorique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 164 p.

subject: scanographie sédiment modélisation

abstract:
En géologie pétrolière, l'étude de la porosité est un facteur clé dans la caractérisation
des réservoirs. Depuis la fin des années 1980, la scanographie est utilisée pour quantifier le
volume de pores dans le roc. Par contre, cette technologie n'a jamais été appliquée pour mesurer
l'effet du taux de sédimentation sur la porosité de sédiment en cours de consolidation. Ce
projet a pour objectif d'améliorer la compréhension du processus de déposition-consolidation
des sédiments et de déterminer le faciès densimétrique des couches sédimentaires. Une modélisation
physique sous scanographe et une modélisation théorique ont été réalisées.
Le modèle théorique est basé sur le modèle de Gallois pour la consolidation, qui est une
adaptation du modèle de Gibson. Le modèle prend en compte la phase de déposition. La
perméabilité et la contrainte dans le sédiment sont des fonctions de la porosité. L'équation
différentielle non-linéaire résultante est résolue numériquement par la méthode des éléments
finis.
La modélisation physique consistait à observer au scanographe la déposition de couches
sédimentaires synthétiques. Le scanographe a permis d'observer l'évolution temporelle de la
porosité des différentes couches avec une résolution de l'ordre du quart de millimètre. Vingt-
huit essais ont été réalisés en variant la granulométrie, le taux de sédimentation et la viscosité
du fluide. Du sable d'Ottawa, de l'argile-silteuse et de l'argile ont été utilisés. Des essais mono
couches et multicouches ont été effectués. La durée du suivi a été d'un mois. Les essais mono
couches permettent d'observer la phase de sédimentation et servent de comparatifs aux essais
multicouches. Les essais multicouches sont des empilements de dix couches sédimentaires
de granulométries similaires ou différentes avec des périodes de déposition de 2h et 24h.
L'analyse des résultats a permis de déterminer le profil densimétrique des couches sédimentaires.
Dans le cas des sables, le tri granulométrique était le mode dominant. Les couches
étaient clairement visibles sur les profils densimétriques lorsque la taille minimale des grains
de la couche ne correspondait pas à la taille maximale de la couche supérieure. Dans le cas
d'alternance de couches de sable et de silt-argileux, la signature finale correspond a une succession
de lits de sable ct de silt surmontés par un lit d'argile-silteuse. Les événements qui
correspondent à chaque déposition ne sont donc pas enregistrés lorsque la période de déposition
est plus courte que la durée de la phase de sédimentation. De plus, l'ordre de déposition
n'est plus respecté, confirmant que le principe de superposition n'est applicable que sous
conditions pour les petites échelles. Les essais, correspondant à des succession de couches
d'argile-silteuses, montrent des couches de silt, correspondant aux premiers dépôts, surmontées
par une couche hétérogène de nodules de silt incorporés à une matrice d'argile-silteuse.
Dans les deux cas, l'argile-silteuse ralenti la vitesse de consolidation en diminuant considérablement
la perméabilité.


identifier: Perron, Alain  (2005). La mobilité du zinc dans les sédiments de lacs du bouclier canadien.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 105 p.

subject:
sédiment
zinc
lacs
bouclier canadien
environnement

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

Le zinc, utilisé pour une foule d'applications. est émis dans l'atmosphère de plusieurs sources et il
peut être transporté sur de longues distances. Une partie du Zn atmosphérique se dépose dans les
sédiments lacustres. comme le suggèrent plusieurs profils de Zn sédimentaire de lacs, dont les
seules sources de zinc anthropiques sont atmosphériques, qui montrent une augmentation des
concentrations de Zn dans leur partie supérieure. Ces profils sont communément interprétés
comme représentant la chronologie des dépôts de Zn atmosphérique, en supposant que la diagénèse
est négligeable. Pour établir les chronologies de dépôt du Zn sur des bases plus solides, nous avons
déterminé l'importance de la diagénèse dans le façonnement des profils de Zn sédimentaire de
plusieurs lacs. Ces chronologies sont importantes dans un cadre de gestion environnementale parce
qu'elles constituent une forme de monitoring a posteriori et permettent d'évaluer le succès des
mesures prises pour réduire les émissions atmosphériques. Nous avons aussi identifié les sources
responsables des dépôts en milieu lacustre, ce qui devrait permettre de mieux cibler les actions pour
réduire les émissions.
Les concentrations de zinc et de plusieurs variables géochimiques (Al, Fe, Mn, carbone organique,
hydrocarbures aromatiques polycycliques) ont été mesurées dans des carottes de sédiments
(également datées avec 210Pb et 137Cs) qui ont été prélevées dans quatre lacs du Bouclier canadien
dont les bassins sont inhabités et non perturbés par l'homme et où la seule source de contamination
en Zn est l'atmosphère. Ces lacs sont situés selon un axe ouest-est incluant la fonderie Horne de
Rouyn-Noranda; ce sont les lacs Despériers et Vose (respectivement à 10 km et 25 km de la
fonderie), N56 (en Haute-Mauricie, à 150 km de la fonderie) et Tantaré (dans la réserve écologique
Tantaré, près de la ville de Québec). Les eaux interstitielles ont été prélevées aux mêmes sites par
dialyse in situ et analysées pour Zn et plusieurs variables géochimiques (pH, cations et anions
majeurs, carbone organique et sulfure). Certaines des mesures utilisées dans ce travail ont été
effectuées par d'autres chercheurs du réseau de recherche MITE-RN et sont identifiées dans ce
mémoire.
Les profils de Zn dissous montrent une diffusion de ce métal à travers l'interface sédiment-eau et sa
fixation dans les sédiments. Les profils de Zn dissous ont été introduits, en même temps que des
informations sur la faune benthique, dans une équation de diagénèse transport-réactions qui a été
résolue numériquement pour la vitesse de réaction nette (RZn net) en fonction de la profondeur dans les
sédiments. Les profils obtenus pour ((RZn net)
indiquent des zones importantes de consommation du
Zn à partir de l'eau interstitielle; aux profondeurs correspondant à ces zones, les eaux interstitielles
sont insaturées par rapport aux solides Zn(OH)2(s)et ZnC03(s) mais sursaturées, dans la plupart des
cas, par rapport à ZnS(s), suggérant que la précipitation de ce dernier solide est responsable de la
fixation du Zn dans les sédiments. Les valeurs de RZn net sont utilisées pour estimer l'importance de la
contribution de la diagénèse à la définition des profils de Zn solide. Ces calculs indiquent que les
réactions impliquant le Zn contribuent de façon négligeable à la distribution du Zn total en fonction
de la profondeur dans les sédiments des lacs Despériers, Vose et N56. Comme les sédiments de ces
lacs ne semblent pas soumis à des processus de mélange physique ou biologique, on en conclut que
les profils de Zn sédimentaire mesuré représentent bien la chronologie du dépôt de ce métal à la
surface des sédiments de ces lacs. Le lac Tantaré, comme les trois autres, ne présente pas de signe
de mélange physique ou biologique de ses sédiments; par contre, il montre. contrairement aux trois
autres lacs, des valeurs non négligeables de Zn diagénétique, tel qu'estimé avec le modèle de
diagénèse. Le profil de Zn reconstitué en soustrayant des valeurs de Zn mesurées dans les
sédiments la contribution diagénétique montre. cependant, sensiblement la même forme que le
profil de Zn enregistré dans les sédiments.
En comparant les chronologies de dépôt du zinc avec celles d'autres contaminants dont les sources
ont été bien établies dans d'autres études aux mêmes sites (HAP, Pb, In, Tl). on a pu identifier les
sources de Zn atmosphériques d'origine anthropique. C'est ainsi que la combustion du charbon a
été identifiée comme étant la principale source de zinc dans le lac Tantaré. Pour les lacs Despériers
et Vose, la principale source de zinc serait la fonderie Horne. L'identification des sources pour le
lac N56 n'est pas aussi simple. Les chronologies de flux de Zn atmosphérique d'origine anthropique
montrent que les flux de Zn ont diminué de façon importantes récemment la diminution observée
au cours des cinquante dernières années au lac Tantaré est attribuable en bonne partie à la
diminution de l'utilisation du charbon à des fins domestiques, alors que celle observée aux lacs
Despériers et Vose au cours des 25 dernières années est attribuable aux mesures prises par la
fonderie Horne pour réduire ses émissions de métaux.


identifier: Poulin, Édith  (2005). Transformation et valorisation des boues rouges de l'industrie de l'aluminium en tant qu'agent de déphosphatation.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 143 p.

subject:
boues rouges
industrie de l'aluminium
déphosphatation
fer
acide sulfurique
chlorure
sodium

abstract: La production de l’aluminium implique annuellement le rejet de plus de 70 millions de tonnes métriques de boues rouges (sur une base sèche) un peu partout dans le monde. Ces résidus industriels sont, pour le moment, entreposés dans des sites de stockage et aucun usage de masse ne leur est connu. Le projet de recherche présenté dans ce mémoire visait à tirer profit du potentiel qu’offre la boue rouge, en raison de son contenu en fer et en aluminium, afin d’en faire un agent coagulant pour l’enlèvement du phosphore.  Dans un premier temps, plusieurs séries d’essais de transformation des boues rouges ont été réalisées. Différentes combinaisons de conditions et de réactifs ont été étudiées afin d’optimiser le procédé, en maximisant la solubilisation du fer et de l’aluminium tout en minimisant les coûts associés aux réactifs. Le procédé optimisé consiste essentiellement en un traitement à l’acide  sulfurique puis au chlorure de sodium, à une température de 110 °C pendant 2 h. Après déshydratation du lixiviat, un composé solide a été obtenu, désigné comme agent coagulant  expérimental. L’agent coagulant expérimental contient 3,3 % d’aluminium et 9,2 % de fer, sur une base massique. Il a été comparé à des agents coagulants commerciaux lors d’essais de déphosphatation sur des solutions de phosphate de sodium. Dans ce système simplifié (sans matières organiques ou en suspension), l’agent coagulant expérimental a démontré une efficacité comparable aux produits commerciaux, soit des enlèvements du phosphore de 70 et 98 %, respectivement, sur des solutions contenant initialement 5 et 100 mg-P/L, et ce à une dose de 1,5 mol-(Al+Fe)/mol-P. Pour mener à la commercialisation de cet agent coagulant expérimental, d’autres travaux devront  être effectués dans le futur, notamment une analyse technico-économique approfondie et des essais  de déphosphatation sur des effluents réels.


identifier: Racine, Cintia  (2005). Étude des alternatives de contrôle des panaches d'eau souterraine contaminée par des liquides immiscibles denses et légers, Ville-Mercier, Québec, Canada.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 202 p.

subject:
panache
eau souterraine
contamination
modèle numérique d'écoulement
technologie
géologie
hydrogéologie
géochimie
Ville de Mercier

abstract:
La contamination des aquifères granulaire et de roc fracturé au site des anciennes lagunes
de Ville-Mercier a débuté il y a 30 ans. La contamination aux liquides immiscibles
denses et légers est contrôlée par un système de pompage et traitement qui intercepte les
panaches d'eau souterraine contaminée présents dans les deux aquifères. Ce système
arrive maintenant au terme de sa durée de vie utile. Dans le but de le remplacer, l'INRS-ETE a reçu le mandat de réaliser une étude permettant de préciser les technologies qui
pourraient être considérées pour le contrôle et le traitement des panaches d'eau
contaminée. Dans le but de trouver une alternative efficace au système actuel, un
cheminement logique d'étapes à réaliser a été établi, soit le processus de sélection.
Le processus de sélection a débuté par la définition de l'objectif principal, soit
sélectionner des technologies et concevoir des concepts de solution pour le contrôle et le
traitement des panaches d'eau contaminée de Ville-Mercier. Subséquemment un modèle
conceptuel du site regroupant les contextes locaux et régionaux a été réalisé. La création
du modèle conceptuel a permis de définir les contraintes du site à considérer pour
l'applicabilité des technologies de réhabilitation sur le site. Le modèle conceptuel a été
intégré par la suite dans un modèle numérique d'écoulement local afin de simuler les
conditions hydrauliques naturelles du site ainsi que les conditions hydrauliques actuelles
influencées par le pompage des puits de contrôle (travaux de Pontlevoy, 2004).
Par la suite, un inventaire des technologies de réhabilitation des aquifères contaminés a
été réalisé et une sélection des technologies potentiellement applicables au site a été
poursuivie. Subséquemment, les technologies retenues par la sélection ont été intégrées
dans l'élaboration de concepts de solution préliminaires pour les deux aquifères. Les
concepts de solution établis pour l'aquifère granulaire sont le contrôle hydraulique, le
contrôle passif, le contrôle par zone réactive du panache d'eau contaminée et le
confinement des zones sources. Seul le concept de contrôle hydraulique a été développé
pour l'aquifère de roc fracturé. Une seconde sélection a été réalisée pour déterminer les
concepts de solution préliminaires qui présentent le plus d'intérêt pour le contrôle et le
traitement du panache d'eau contaminée dans l'aquifère granulaire. Les concepts retenus,
soit le confinement des zones sources et le contrôle hydraulique, ont été chacun combinés
au concept de contrôle hydraulique dans l'aquifère de roc fracturé afin de constituer des
concepts de solution intégrés. Par la suite, les conditions de mise en oeuvre de ces
concepts ont été modélisées et optimisées. Les résultats de ces travaux ont permis de
réaliser des designs détaillés des infrastructures impliquées dans les concepts de solution
intégrés et d'évaluer leurs coûts globaux.
Les analyses économiques réalisées sur les deux concepts de solution intégrés indiquent
que le concept de confinement des zones sources dans l'aquifère granulaire combiné au
contrôle hydraulique dans l'aquifère de roc fracturé est plus coûteux que le contrôle
hydraulique dans les deux aquifères. Cependant, le premier concept constitue une
progression vers une solution à long terme du cas de contamination de Ville-Mercier par
rapport au deuxième qui est un statu quo amélioré.
Suite à cette étude, il a été démontré que les deux concepts intégrés constituent des
solutions techniquement viables et devraient être efficaces. Toutefois, la mise en oeuvre
du concept de confinement des zones sources dans l'aquifère granulaire combiné au
contrôle hydraulique dans l'aquifère de roc fracturé est favorisée.


identifier: Rail, Marie-Emmanuelle  (2005). Polynie des eaux du Nord: estimation des bilans et de la circulation à partir d'un modèle inverse simple.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 167 p.

subject:
polynie
transport
sel
océan Arctique
courants géostrophiques

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

L'objectif de ce mémoire est de parvenir à une meilleure compréhension de la
circulation océanique et du transport de la chaleur à l'intérieur de la polynie des Eaux du
Nord. Il est basé sur les données acquises au cours du programme international NOW
pendant les mois d'avril, mai et juin 1998 ainsi qu'en septembre 1999. Le travail est divisé
en quatre étapes. Premièrement, les courants totaux sont obtenus à partir du calcul des
courants géostrophiques (méthode dynamique) ainsi que des courants du niveau de
référence (méthode inverse). Deuxièmement, les transports de chaleur, de sel et d'eau
douce sont calculés le long de trois transects traversant la polynie. Troisièmement, des
estimations du patron de circulation générale de la polynie sont obtenues à partir d'un
modèle à boîtes simple et finalement, le modèle a permis de calculer les flux de chaleur
en surface de la polynie.
Pour réaliser la première étape de ce travail, les courants géostrophiques sont
obtenus à l'aide de la méthode dynamique. Les vitesses sont calculées sur toute la section
en utilisant un niveau de référence situé au fond plutôt qu'à une profondeur intermédiaire
(généralement 200 m). Une estimation des courants du niveau de référence à l'intérieur de
la polynie NOW est obtenue à partir d'une variante de la méthode inverse présentée par
Wunsch (1977 et 1978). Les transports volumiques fournis par ces courants varient entre
0.60 Sv et 0.82 Sv en direction sud pour les quatre mois à l'étude. Ces données sont
comparables avec les valeurs moyennes publiées dans la littérature. Les transports de sel
varient entre 19.9x106 et 27.4x106 kg S-l et ceux de l'eau douce entre 0.023 et 0.057 Sv.
Ces dernières valeurs sont également similaires à celles de la littérature. Les transports de
chaleur à travers la section la plus au sud varient entre 0.67xl012 et 2.11xl012 W et sont
moins élevés que ceux estimés par Muench (1971).
Pour déterminer le patron de circulation générale de la polynie, la région est
représentée sous forme d'un modèle à boîtes similaire à celui utilisé par Wunsch et
Minster (1982), mais considérant les trois dimensions. À l'intérieur du modèle, les
mouvements du volume, du sel et de la chaleur sont gouvernés par l'équation
d'advection-diffusion (équation 5.1) et respectent les principes de continuité. Les vitesses
et les coefficients de diffusion, variables inconnues, sont déterminés par méthode inverse.
Les flux de chaleur entre l'océan et l'atmosphère sont laissés libres dans la couche de
surface. Le tout a fourni une image de la circulation interne sur quatre mois. Peu de
variations sont observables entre les mois d'avril et de mai. La circulation induite par le
modèle est essentiellement du nord vers le sud et de l'est vers l'ouest dans les quatre cents
premiers mètres. Sous ce niveau, elle s'inverse et l'eau semble parcourir le chenal central
du sud vers le nord. La circulation obtenue au mois de juin est plus complexe, mais
demeure principalement axée nord-sud. Elle semble présenter des tourbillons au niveau
des transects 4 et 5 et la remontée d'eau en direction nord dans le chenal central
n'apparaît plus aussi clairement. Au cours de l'automne, la circulation reprend un patron
beaucoup plus similaire à celui du printemps avec une forte dominance nord-sud et est-ouest dans les couches de surface et intermédiaires et du sud vers le nord en profondeur.
Le modèle a permis d'identifier une zone de « upwelling » en avril et en juin le long des
côtes du Groenland. Les flux de chaleur en surface obtenus pour les mois d'avril (-46 et
-61 W m-2),  mai (+2 W m-2) et septembre (-23 et +5 W m-2) sont du même ordre de
grandeur que ceux que l'on retrouve dans la littérature. Par contre, un résultat du mois de
mai et ceux du mois de juin ne correspondent pas. La littérature prévoit des flux positifs
en cette période, c'est-à-dire un gain de chaleur par l'océan. Or les valeurs calculées
(mai: -33 W m-2; juin: -24 et -29 W m-2) indiquent plutôt une perte. Puisque les flux de
radiation en surface sont plus importants en mai et juin qu'en avril et septembre, il est
possible que ce débalancement soit causé par leur absence dans les bilans.


identifier: Ricard, Benoit  (2005). Relations statistiques entre les mesures de vent in situ et les estimations de vents en région côtière obtenus par imagerie RSO et RADARSAT-1.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 102 p.

subject:
imagerie
cartographie du vent
énergie éolienne
RSO
RADARSAT
radar
télédétection
Golfe du Saint-Laurent

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

Projet: Évaluation de la ressource éolienne à partir d'images RSO (Radar à Synthèse
d'Ouverture) du satellite RADARSAT-l.
Volet : Relations statistiques entre les valeurs de vent in situ et les estimations en milieu
côtier.
Cas: Golfe du Saint-Laurent
Une étude réalisée à l'INRS (Choisnard, Lafrance et Bernier, 2004) a démontré l'intérêt
d'utiliser la cartographie du vent par imagerie RSO (Radar à Synthèse d'Ouverture) de
RADARSA T -1 en région côtière. Cette étude a mis en évidence la complémentarité
qu'apporte cette méthode aux modèles meso-échelles déjà utilisés par l'industrie
éolienne. En effet, la sensibilité du RSO face aux turbulences locales permet l'analyse
des patrons de vent complexes. L'étude a été réalisée avec un jeu de 57 images radar
transformées en cartes de vent du Golfe du Saint-Laurent par l'application d'un modèle
hybride en bande C (modèle empirique CMOD-IFR2 et rapport de polarisation de
Kirchhoff).
Afin d'exploiter la méthode RSO pour estimer la distribution du vent sur la côte, il est
intéressant d'évaluer l'impact du changement de régime terre/mer. Ce changement est
caractérisé par une orographie plus complexe ainsi que par une augmentation de la
rugosité due à l'occupation du sol en milieu terrestre. De plus, le changement de
température à la surface vient influencer les déplacements d'air.
L'objectif de cette étude est d'explorer une méthode d'extrapolation du vent en milieu
côtier. Pour ce faire, les données de vent préalablement estimées par imagerie RSO sont
comparées aux données mesurées, in situ, par les anémomètres installés sur des mâts de
mesure terrestres. Avant tout, une hypothèse est posée selon laquelle la vitesse du vent en
un point situé sur la côte serait une fonction des variables suivantes :
Ut = f(Um,o,∆T,Zd,Za,Zr)
OÙ Ut est la vitesse du vent obtenue sur terre, Um est la vitesse estimée du vent en mer, o
est la direction du vent mesurée, ∆T est la différence de température à la surface
(terre/mer), Zd est la distance séparant le point sur terre et la ligne de côte, Za est
l'élévation de ce même point et Zr, est la longueur de rugosité moyenne séparant le point
de la ligne de côte
Ce travail a permis l'identification des facteurs ayant un rôle sur la distribution des vents
en milieu côtier. Ainsi, cinq facteurs ont été retenus pour l'évaluation de leurs impacts sur
les déplacements d'air. De plus, cette recherche identifie des sources de données qui sont
très utiles pour l'évaluation de la ressource éolienne au Québec et même au Canada en
plus de proposer une démarche à suivre pour cibler ou paramétrer les facteurs retenus.
Du point de vue méthodologique, l'utilisation d'un SIG (Système d'Information
Géographique) permet de corréler les facteurs qui sont co-localisés. Les couches
d'information géoréférencées, représentant les différents facteurs, sont superposées afin
d'analyser leur influence respective. Les données numériques pour 12 sites de la région
côtière située au nord de la péninsule gaspésienne ont été comparées. Ces analyses ont
fait ressortir que chaque site possède des caractéristiques distinctes susceptibles
d'influencer la vitesse et/ou la direction du vent et que la portée relative de ces facteurs
est inter-reliée. Pour surmonter cette difficulté, l'étude propose de séparer les données de
l'échantillon en un certain nombre de classes en fonction de la direction du vent et de la
situation orographique du milieu.
Finalement, en séparant l'échantillon en classes et en intégrant un facteur qui est sensible
à la pente du milieu côtier ou à la rugosité de la surface, nous sommes en mesure
d'améliorer l'explication de la mesure terrestre à partir de la mesure marine. Cette
amélioration est obtenue grâce à une liste d'équations simples proposée suite à une série d’analyses.


identifier: Roberge, Caroline  (2005). Estimation du facteur de frottement et du transport sédimentaire par la houle sur le littoral nord-est de Jerba.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 145 p.

subject:
houle
sédiments
courantométrie
littoral
Jerba (Tunisie)
érosion
évolution morphologique

abstract:
L'évolution morphologique du littoral représente l'effet observable de l'impact du transport
sédimentaire. Le mécanisme de transport sédimentaire tire sa complexité des nombreux facteurs
le décrivant et le quantifiant. Ainsi, la connaissance du milieu affecté, du type de transport, des
caractéristiques des sédiments ainsi que des conditions hydrodynamiques est essentielle afin de
comprendre ce mécanisme.
Le littoral nord-est de Jerba en Tunisie présente une érosion sévère du littoral. La zone de rivage,
constituée principalement de sable fin-moyen à grossier, est affectée par des houles dues aux
vents NNE - NE, par une évolution saisonnière de l'intensité des houles ainsi que par une marée
locale de type microtidal. Afin de réhabiliter cette plage, une campagne de mesure a été conduite
entre octobre 1999 et juin 2000. Cette campagne incluait une ligne de mesure comprenant quatre
(4) stations d'enregistrement situées respectivement à des profondeurs d'eau de 1,9 m (station A),
3,0 m (station B), 4,9 m (station C) et 5,6 m (station D₂). Pendant huit mois consécutifs,
d'octobre 1999 à juin 2000, les mesures (courant, marée, profondeur d'eau, hauteur de houles,
période, ... ) furent enregistrées par les courantomètres de type S4 programmés à 2 Hz , générant
des blocs (bursts) de données de 18 minutes à toutes les 2 heures.
Ce projet de maîtrise poursuivait deux objectifs principaux. Le premier objectif était d'évaluer le
facteur de frottement au niveau du fond ainsi que les paramètres de profondeur en fonction des
modifications hydrodynamiques et de l'influence des houles le long de la ligne de mesure,
observées à partir des données enregistrées par les courantomètres InterOcean S4. Le facteur de
frottement a été estimé à partir du flux d'énergie de la houle pour différentes périodes tandis que
les paramètres de profondeur de la houle tels que la longueur et le coefficient de profondeur de la
houle ont été déterminés pour les conditions d'eau peu profonde à partir de la théorie de Airy
(1845). L'ensemble de ces résultats contribueront à expliquer l'évolution lors des tempêtes, du
flux d'énergie, du frottement et de l'effet de la houle du à la profondeur pour des différentes
périodes comprises entre 8,0 s à 10,0 s.
Le second objectif de ce projet était de calculer les transports sédimentaires (journaliers,
mensuels et annuel) le long d'un profil de la ligne de mesure. Ainsi, pour chacune des stations,
les résultats étaient déterminés pour chaque mesure enregistrée à la demi-seconde par les
courantomètres selon le modèle courantométrique de Madsen and Grant (1976). Ces résultats ont
ensuite été corrélés aux valeurs de concentration de sédiments en suspension mesurées à l'aide
d'OBS.
En conclusion, dans le cadre de ce projet, un facteur de frottement en période de tempêtes ainsi
qu'un coefficient de profondeur ont d'abord été déterminés. Ainsi, le profil de la ligne de mesure
présente un facteur de frottement (« coefficient de modification ») de 0,57. En ce qui a trait à
l'atténuation des houles, un coefficient de profondeur constant de 1,79 semble bien répondre à la
morphologie du site.
De plus, le transport sédimentaire global le long du profil a été déterminé pour les huit mois de
campagne de mesure, s'échelonnant de octobre 1999 à juin 2000. Ce transport est principalement
érosif dans les zones près de la ligne de rivage (zone B-A et C-B) et transite essentiellement vers
le nord-ouest. Le transport littoral atteint 33 330 m³ pour la campagne de mesure et 49 015 m³
pour l'année. En appliquant le facteur de correction du nouveau facteur de frottement global (ou
coefficient de modification) tel que proposé, le transport littoral est plutôt de 16 100 m³ pour la
durée de la campagne et de 23 677 m³ pour l'année.