identifier: Giroux-Quesnel, François  (2013). Élaboration d'une stratégie de lutte contre le scarabée japonais Popillia Japonica (Newman) (Coleoptera : Scarabaeidae) en pépinières.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 100 p.

subject: champignon entomopathogene

abstract:
La forêt fait partie intégrante de l'histoire, de la culture ainsi que de l'économie québécoise. Afin d'effectuer le reboisement, un approvisionnement en plants de qualité est vital pour l'industrie. Ainsi, les gestionnaires doivent compter sur les pépinières publiques et privées afin de fournir ces plants. Cependant, de nombreux insectes ravageurs vont limiter la production des plants en causant des dommages importants aux cultures. Depuis son introduction en 1998 au Québec, le scarabée japonais (Popil/ia japonica) est la cause de dommages chez une grande variété de plantes indigènes. L'utilisation d'insecticides chimiques devient nécessaire afin de limiter les dégâts causés par ce ravageur. Afin de diminuer les risques environnementaux ainsi que ceux liés à la santé humaine, l'élaboration d'une stratégie de lutte intégrée phytosanitaire devient essentielle.

Pour ce faire, un projet de recherche a été élaboré sur le scarabée japonais en mettant l'emphase sur deux points principaux, sa répartition dans l'espace ainsi que sa susceptibilité à des champignons entomopathogènes. Premièrement, la répartition spatiale des adultes a été déterminée en relation avec différentes caractéristiques environnementales du substrat. Pour ce qui est de cet objectif, nous avons pu constater que la présence des adultes était significativement influencée par différentes caractéristiques environnementales,  telles que le type de sol, la présence de pelouse. la présence d'arbres et d'infrastructures ainsi que la présence de routes et de bâtiments. Cela nous a permis d'identifier la répartition spatiale du scarabée japonais sur le territoire d'une pépinière.

Deuxièmement, des bioessais ont été effectués chez les larves et les adultes à l'aide de champignons entomopathogènes afin de trouver un outil de lutte biologique. Ces bioessais ont permis de constater que les adultes ainsi que les larves du scarabée japonais sont susceptibles aux champignons entomopathogènes. En effet, les taux de mortalité des adultes à des isolats de B. bassiana et de M. anisopliae avoisinent les 60% tandis que les résultats des bioessais chez les  larves sont peu concluants mais des tendances positives sur la pathogénicité  de ceux-ci semblent être observées. Ces deux objectifs nous ont permis de développer les connaissances sur la répartition spatiale ainsi que sur la susceptibilité à des champignons entomopathogènes du scarabée japonais et de permettre l'établissement  d'une stratégie de lutte phytosanitaire efficace.

The forest is an important part of history, culture and economy of Quebec. To conduct reforestation, a supply of good quality trees is necessary to this industry. Thus, managers must rely on public and private nurseries to provide these plants. However, many insects will limit plant production by causing serious damage to crops. Since its introduction in 1998 in Quebec, the Japanese beetle (Popil/ia japonica) is the cause of damage in a wide variety of native plants. The use of chemical insecticides is necessary to limit the damage from this pest. To reduce the environmental risks as weil as those related to human health, developing an integrated pest control strategy becomes essential.

To do this, a research project was developed by focusing on two main points, the distribution in space and susceptibility to entomopathogenic fungi of the Japanese beetle. First, the spatial distribution of adults was determined in relation to environmental characteristics of the substrate. We found that the presence of adults was significantly influenced by various environmental aspects, such as the soil type, the presence of turf, trees and infrastructures. These results allowed us to develop knowledge on the Japanese beetle and allow the establishment of an effective pest control strategy.

Second, different bioassays were performed in adults and larvae with entomopathogenic fungi. These bioassays have shown that adults and larvae of Japanese beetles are susceptible to entomopathogenic fungi. Results show that isolates of B. bassiana and of M. anisop/iae can cause the mortality of up to 60% of Japanese beetle's adults. For the larvae, results are inconclusive but trends on the pathogenicity can be made. These two objectives have enabled us to develop knowledge on the spatial distribution as weil as susceptibility to entomopathogenic fungi of the japanese beetle and allow the establishment of a strategy for effective pest control.


identifier: Tremblay, Anne  (1997). Caractérisation géochimique de la matière en suspension des principaux tributaires du Saint-Laurent entre Cornwall (Ontario) et Québec: apport des éléments traces à l'étude de la provenance sédimentaire et à l'identification de traceurs.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 227 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
géochimie
caractérisation
sédiments
matière en suspension
fleuve Saint-Laurent
Québec
Cornwall

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

Les sédiments déposés dans le Saint-Laurent proviennent à près de 87 % des
tributaires québécois qui transportent des particules en suspension jusqu'au fleuve. Ces
particules fines transportent des contaminants organiques et inorganiques par des
processus d'adsorption et de complexation, puis elles s'accumulent dans les zones de
sédimentation. L'identification et la caractérisation géochimique des sources de sédiment
dans le fleuve permet de déterminer les principaux tributaires contribuant à la
sédimentation fluviale.
La zone d'étude est constituée de plusieurs régions géologiques. Les régions
comprises dans le bassin versant du Saint-Laurent sont: au nord du fleuve, la province
géologique du Grenville; au sud-est, la chaîne de montagnes des Appalaches; dans la partie
centrale du fleuve, les Basses-Terres et au sud de Cornwall le massif granitique des
Adirondacks juxtaposé aux Appalaches. Par conséquent, la composition très variable des
formations rocheuses permet de déterminer des marqueurs géochirniques ayant des valeurs
spécifiques à chaque région source.
Le but de ce mémoire consiste à identifier et à caractériser géochirniquement les
principales sources de sédiments dans le fleuve Saint-Laurent entre Québec et Cornwall
(Ont.). Le développement de la méthode d'échantillonnage des principaux tributaires du
Saint-Laurent dans le tronçon fluvial a eu pour objectif: d'établir la signature géochimique
de la matière en suspension (MES) des tributaires et d'identifier des marqueurs
géochimiques pouvant être utilisés dans le cadre d'études sédimentologiques sur le fleuve.
Les étapes comportent le prélèvement d'échantillons d'eau de vingt-trois des
principaux tributaires du fleuve et de quatre stations fluviales, puis d'en filtrer et analyser
les particules en suspension. Les méthodes analytiques employées sont spécifiquement
adaptées à ce projet. Le dosage des éléments en traces et en ultra-traces dans la MES,
comme les terres rares, sont obtenus par activation neutronique instrumentale (INAA) et
par spectrométrie de masse à source plasma (ICP-MS).
Les traceurs géochimiques permettent d'établir la signature géochimique des
tributaires et de regrouper les tributaires par région physiographique drainée. Les
marqueurs retenus dans ce projet sont: les teneurs en lanthanides (somme des terres
rares), les valeurs des rapports d'éléments traces (ex. [La/Sm]N, [Tb/Yb]N, Th/La, Rb/Cs,
Cr/Sc, Th/U) et l'anomalie de l'europium (EulEu*). La majorité des échantillons de MES
des tributaires du Saint-Laurent montrent un enrichissement marqué en terres rares légères
par rapport aux valeurs moyenne de la croûte continentale et à celle des shales Nordaméricains
(NASC).
La MES en provenance du Grenville est généralement enrichie en terres rares en
raison de l'abondance des roches granitiques (granites et gneiss felsiques). La MES en
provenance des Appalaches est caractérisée par des abondances moindres en tem~s rares
en raison de la présence de sources géologiques sédimentaires volcaniques (ophiolites). La
MES en provenance des Basses-Terres est très appauvrie en terres rares en raison de la
présence de roches carbonatées marines très appauvries en terres rares.
Régle générale, la MES prélevée à l'embouchure des tributaires intègre un vaste
territoire qui souvent est caractérisé par la présence de plusieurs provinces géologiques.
Ceci est particulièrement le cas pour certaines rivières comme l'Assomption, la Bayonne,
la Maskinongé, la Du Loup, la Yamachiche et la St-Maurice (rive nord du Saint-Laurent)
et la Richelieu, la St-François, la Yamaska, la Nicolet, la Bécancour et la Gentilly (rive sud
du fleuve). Ces dernières drainent soit le Grenville et les Basses-Terres ou les Appalaches
et les Basses-Terres. Tandis que les tributaires de la rive sud-ouest du fleuve (rivières
Grass, Raquette et St-Régis) traversent le massif des Adirondacks, les Appalaches et les
Basses-Terres. L'utilisation des marqueurs géochimiques dans la MES des tributaires est
donc applicable dans la méthode de différentiation des tributaires.


identifier: Goncalves, Christophe  (2012). Impact de la proteine V des morbillivirus sur les voies de signalisation de l’immunité.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 92 p.

subject: immunosuppression interferon complexe majeur histocompatibilite

abstract:
Le genre Morbillivirus comprend entre autre le virus de rougeole (MeV) et le virus de la maladie de Carré (CDV), des agents pathogènes majeurs chez leurs hôtes respectifs. L'un des signes caractéristiques de cette infection est l'apparition d'une immunosuppression chez l'hôte empêchant l'établissement d'une réponse immunitaire nécessaire pour neutraliser l'infection. Cette immunosuppression est principalement induite par la synthèse de la protéine V, responsable de la virulence. En effet, elle est capable de bloquer les voies de signalisation des interférons de type 1  en interagissant avec I'ARN hélicase MDA5 ou bien les facteurs de transcription STAT1 et STAT2.

Au cours de précédant travaux, nous avons observé une induction différentielle des gènes stimulés par les interférons (ISG) en présence de protéines V mutées sur le résidu Y110 incapable d'interagir avec STAT1 ou sur la cystéine C255 empêchant l'interaction avec STAT2 et MDA5. Afin d'identifier des ISG et des voies de signalisations responsables d'une réponse antivirale contre le CDV, nous avons effectué une étude transcriptomique avec les différentes protéines V. Nous observons la présence de deux profils transcriptionnels distincts. Le premier correspond à  une forte induction des ISG en absence ou en présence de la protéine V mutée sur le résidu C255 (VC255S) tandis qu'un second profil montre une réduction importante de l'induction des ISGs en présence de la protéine VWT et de la protéine V mutée sur le résidu Y110 (VY110H).  Parmi cette diminution, on observe l'absence de protéines majeures de l'immunité innée  comme la voie d'induction des IFN ou de la voie des complexes majeurs d'histocompatibilité (CMH). Pour mieux caractériser le rôle de la protéine V sur le CMH, nous avons confirmé par PCR en temps réel l'expression des gènes de la voie du CMH et nous observons une diminution en présence de la protéine V des gènes de la voie classique tels que HLA et TAP. Nous avons de plus montré par cytométrie en flux que l'induction de l'expression à la surface de CMH de classe 1  était diminuée en présence de V.

En conclusion, cette étude a  contribué à la caractérisation du rôle de la protéine

V  sur l'immunosuppression. En  bloquant les  voies des  interférons, elle inhibe la

synthèse de gènes de la réponse antivirale et de l'immunité innée et en interférant avec la voie de CMH, elle empêcherait la présentation à la surface de la cellule d'antigènes
viraux diminuant l'établissement et l'efficacité d'une réponse immunitaire adaptative.


identifier: Guévin, Carl  (2012). Développement d’un modèle murin permettant la réplication du virus de l’hépatite C in vivo et étude sur l’autophagie.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 210 p.

subject: vhc

abstract:
On estime que 2% de la population mondiale est infectée par le virus de 1'hépatite C (VHC). Ce virus, transmis  par la voie parentérale, déjoue le système immunitaire et s'installe de façon chronique chez plus de 80% des individus infectés. La réplication constante et soutenue du virus dans les cellules hépatiques favorise le développement de cirrhoses au foie et ultimement l'apparition de carcinomes hépatocellulaires (CHC). Malheureusement, il n'existe aucun vaccin ou médicament efficace pour traiter les gens atteints du VHC. Jusqu'à aujourd'hui, le développement de stratégies thérapeutiques efficaces a été fortement limité par les difficultés liées à 1'établissement  de modèles de réplication in vivo. L'objectif  principal du projet de recherche est la mise au point d'un modèle murin simple, accessible et peu coûteux permettant la réplication du VHC ainsi

que  la  production  de  particules  virales  in  vivo. Le  modèle  animal  est  basé  sur  la
génération de tumeur humaine dans des souris immunodéficientes SCID/beige, à l'aide

d'une  lignée hépatocarcinome humain tumorigénique Huh7.7 infectée par le clone moléculaire JFHl  du  VHC. Préalablement  infectées par le VHC, ces tumeurs   ont la capacité de sécréter des particules virales infectieuses dans le sang de l'animal. Suivant
l'infection,   les  souris  développent   une  virémie  allant  jusqu'à    105GE/ml  (génome
équivalent par millilitre) dans le sérum et de 107GE/J.lg d'ARN VHC dans les tumeurs. Des analyses en immunohistochimie ont démontré que le VHC se répliquait activement à l'intérieur  des  tumeurs  infectées  par le virus.  De plus, le  virus  provenant des souris infectées s'est  révélé infectieux en culture cellulaire. Finalement, nous avons démontré que l'interféron-a et l'inhibiteur  de protéase BILN-2061 pouvaient inhiber la réplication in vivo du VHC de souche JFH-1 produit en culture cellulaire (VHCcc). En conclusion, nous avons développé un modèle murin du VHC simple et peu dispendieux permettant de produire des particules virales infectieuses in vivo. Ce modèle animal sera d'une  grande utilité dans la caractérisation et le développement de nouveaux agents antiviraux contre le VHC.

Le deuxième article présenté dans cette thèse traite de l'interaction  de la protéine autophagique  ATG5  avec  l'ARN  polymérase  ARN-dépendante  (NS5B)  du  virus  de

l'hépatite C au début de l'infection virale. L'autophagie est un processus cellulaire catabolique important par lequel la protéine ATG5 déclenche la formation de vésicules à double  membrane  (DMV).  Il a  été  montré,  lors de  l'infection  virale,  que  les  DMV peuvent héberger le complexe de réplication de certains virus à ARN de polarité positive tels que le virus de l'hépatite murine (MHV), le poliovirus et le virus de l'artérite équine. Récemment, il a été montré que les protéines autophagiques agissent comme facteurs proviraux  favorisant  l'initiation  de  l'infection  du  VHC. Dans  cet  article,  nous avons identifié une interaction entre la protéine autophagique  ATG5 et la protéine NS5B du VHC. L'interaction physico-chimique ATG5/NS5B a été confirmée par des analyses de co-immunoprécipitation  et marquage métabolique. De plus, nous avons observé une co localisation entre  ATG5 et NS4B, une protéine virale impliquée dans la formation d'un réseau  membranaire  désigné  « membranous web».  À deux  jours  post-infection,  nous avons  observé,  par  analyses  en  immunofluorescence,  une  forte  co-localisation  entre ATG5 et NS5B dans les régions périnucléaires des cellules infectées. Toutefois, cette co localisation s'est  avérée négative cinq jours post-infection, suggérant que le VHC utilise ATG5 comme un facteur proviral spécifiquement lors de l'initiation de l'infection. Finalement, l'inhibition de l'expression d'ATG5, à l'aide  de siRNA spécifiques, permet de bloquer la réplication du VHC. En conclusion,  les résultats de cette thèse de doctorat apporteront des informations pertinentes au niveau de l'avancement des modèles animaux du  VHC et  une meilleure compréhension  du  rôle de l'autophagie  dans  l'infection  du VHC.


identifier: Tremblay, Laurie  (2013). Caractérisation intégrée d’un aquifère granulaire pour l’évaluation des processus géochimiques influençant l’atténuation naturelle d’un panache de lixiviat.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 327 p.

format: application/pdf application/zip

subject:
caractérisation hydrogéologique
modélisation numérique
géochimie de l’eau
souterraine
atténuation naturelle
site d’enfouissement sanitaire

abstract:
Cette thèse aborde trois problèmes d’intérêt général en hydrogéologie : 1) la difficulté d’évaluer,
avec certitude, l’efficacité de l’atténuation naturelle en tant que mode de gestion d’un site
contaminé; 2) le besoin de développer des approches de caractérisation hydrogéologique
efficaces qui permettent de définir l’hétérogénéité des aquifères en 3D afin de soutenir le
développement de modèles conceptuels et numériques représentatifs de l’écoulement de l’eau
souterraine; et 3) l’intérêt de disposer de données de terrain variées et indépendantes pour
vérifier les résultats obtenus des modèles numériques sur le devenir des contaminants dans l’eau
souterraine. Les travaux réalisés devraient permettre d’améliorer les approches utilisées pour
atteindre une bonne compréhension des systèmes aquifères, particulièrement dans le but de
développer des modèles numériques qui permettent de prédire avec justesse la migration des
contaminants et leurs impacts sur la qualité des ressources en eau souterraine et les milieux
récepteurs.
Les étapes recommandées par les agences gouvernementales pour définir l’atténuation naturelle
en tant que mode de gestion sont laborieuses et les travaux de terrain et de laboratoire requis sont
nombreux, spécialisés et couteux. Le principal défi de ce type d’évaluation repose sur le fait que
les processus d’atténuation naturelle devant être définis sont spécifiques à chaque site, car ils
dépendent des conditions hydrogéologiques et hydrogéochimiques de la nature de la source de
contamination. En fait, l’hétérogénéité d’un aquifère contrôle en grande partie la migration des
contaminants et sa méconnaissance est souvent à l’origine des échecs des mesures de
réhabilitation. De plus, la prédiction du comportement à long terme des contaminants requiert
l’utilisation de modèles numériques représentatifs. Par contre, malgré la capacité actuelle des
simulateurs numériques à intégrer un grand nombre d’informations pertinentes, les méthodes de
caractérisation hydrogéologique conventionnelles ne permettent que l’acquisition partielle des
données requises pour développer des modèles détaillés représentatifs de la réalité.
Les travaux de recherche réalisés dans le cadre de la présente thèse contribuent à combler ces
lacunes par : 1) le développement d’une approche de caractérisation intégrée qui définit
adéquatement l’hétérogénéité des aquifères ainsi que les conditions hydrogéologiques
spécifiques à un site contaminé, 2) la démonstration de l’intérêt d’intégrer des données de
sources variées pour développer des modèles conceptuel et numérique de l’écoulement et du
transport de masse contraint avec des données géochimiques et, 3) la démonstration de cette
approche par son application à un ancien site d’enfouissement sanitaire afin de statuer, avec peu
d’incertitude, sur l’efficacité des processus d’atténuation naturelle prêtées à ce site. L’approche
de caractérisation intègre des méthodes indirectes et continues, telles que la géophysique de
surface et les méthodes par enfoncement, avec des méthodes directes et ponctuelles de haute
résolution comme les mesures hydrauliques et géochimiques dans les puits d’observation. Le
choix des méthodes à combiner et la séquence logique des travaux utilisés permettent d’acquérir,
de façon efficace, un grand nombre d’informations détaillées et spatialement bien distribuées.
Les travaux de terrain ont été réalisés dans le sous-bassin versant de 12 km2 entourant l’ancien
site d’enfouissement de Saint-Lambert-de-Lauzon. Les résultats obtenus par la caractérisation
démontrent une grande variabilité spatiale des conditions physiques et géochimiques du système
aquifère étudié. La combinaison des levés géophysiques de surface avec les sondages par
enfoncement a permis, notamment, de définir de façon détaillée : 1) la structure de l’aquifère
(limites, stratigraphie et hydrofaciès), 2) l’étendue du panache de lixiviat, 3) la distribution
spatiale des contextes hydrogéologiques ainsi que les voies d’écoulement et de migration du
lixiviat, et 4) les conditions géochimiques dans l’aquifère. Les données géochimiques ont été
primordiales pour raffiner le modèle conceptuel de l’écoulement de l’eau souterraine en donnant
des indications sur les zones de recharge et d’émergence, la magnitude de la recharge déduite à
partir des profils d’âge ³H/³He ainsi que des évidences sur les points d’échange entre l’aquifère
granulaire peu profond et l’aquifère rocheux sous-jacent. L’ensemble de ces conditions
contrôlent l’écoulement de l’eau souterraine ainsi que la migration et l’atténuation du panache de
lixiviat. La caractérisation détaillée, et la compréhension globale de l’aquifère et des processus
d’atténuation en découlant, n’auraient pas été possibles au niveau du temps et des ressources
impartis avec les méthodes conventionnelles. De plus, l’approche de caractérisation intégrée peut
être adaptée à d’autres régions d’étude présentant tout type d’environnement hydrogéologique et
d’échelle géographique.
Chacun des quatre articles scientifiques réunis dans la présente thèse aborde des questions
scientifiques d’intérêt et fait des contributions originales. Le premier article décrit le
développement et l’application d’une approche de caractérisation de l’hétérogénéité des
aquifères. Ces travaux se distinguent parce qu’ils portent sur un site de terrain réel (et non pas un
cas synthétique), sont réalisés à une échelle régionale (plutôt que très locale) et utilisent de
multiples méthodes dont le rôle et la séquence d’application sont bien définis. Le deuxième
article porte sur l’utilisation d’indicateurs superficiels pour identifier les zones (et taux) de
recharge et d’émergence et l’interaction entre les eaux souterraines et de surface. L’étude est
originale par l’usage de traceurs et de méthodes multiples qui permettent l’étude des taux et
mécanismes de recharge sur une petite région, par rapport aux études régionales, notamment le
rôle des conditions du sol et leurs effets sur la géochimie de l’eau souterraine. Le troisième
article documente une étude des facteurs à l’origine des conditions géochimiques hétérogènes
d’un aquifère et leur incidence sur l’atténuation naturelle de contaminants. Cette étude se
distingue par l’utilisation de méthodes originales de caractérisation chimique des sédiments de
l’aquifère et des sols et par l’établissement de relations entre ces caractéristiques et la géochimie
de l’eau souterraine qui contrôle la dégradation du lixiviat. Enfin, le dernier article présente
l’évaluation des effets de l’hétérogénéité hydrogéologique et géochimique sur l’atténuation
naturelle du lixiviat émis par un site d’enfouissement. Ces travaux sont originaux par l’utilisation
complémentaire de la modélisation numérique et des données géochimiques; méthodes qui
permettent d’évaluer les effets des conditions géochimiques variables sur deux voies distinctes
d’atténuation naturelle du lixiviat.
Globalement, les travaux de recherche doctoraux réalisés ont fait l’usage de méthodes variées,
ont permis l’acquisition d’un ensemble de données exceptionnel, et ont considéré des échelles
originales d’étude. Ces travaux ont ainsi permis d’avancer les méthodes et les connaissances sur
des questions de fond en hydrogéologie, notamment le développement des modèles conceptuels,
la définition de l’hétérogénéité physique et chimique des aquifères, l’incertitude des modèles
numériques, et les processus géochimiques influençant les conditions naturelles des eaux
souterraines et les processus d’atténuation des contaminants.

Abstract

This thesis tackles three questions of general interest in hydrogeology: 1) the difficulty to assess,
with certainty, the efficiency of monitored natural attenuation as a viable approach to
contaminated site management; 2) the need to develop efficient characterization methods
allowing the definition of aquifer heterogeneity in 3D to allow the development of representative
numerical models; and 3) the relevance of independent field data to verify answers obtained from
numerical models that are used to predict the fate of contaminants in groundwater. This work
should lead to improve the approaches used to gain a complete understanding of aquifer systems;
especially with the goal to develop numerical models for predicting contaminant migration and
its impacts on groundwater resources and other receptors.
The recommended steps by regulating agencies to assess monitored natural attenuation as an
environmental management approach are laborious and include several field and laboratory
analyses that are specialized and costly. The main challenge in evaluating monitored natural
attenuation lays in the fact that attenuation processes are site-specific since they depend on the
hydrogeological conditions and the source of contamination. Aquifer heterogeneity largely
controls the migration of contaminants and poor understanding of it is often responsible for the
failure of remediation systems. Moreover, the prediction of the long-term fate of contaminants
requires the use of realistic numerical simulations. However, despite the present capabilities of
numerical simulators to integrate a large amount of relevant data, conventional characterization
methods do not provide the data required to develop representative models of aquifer
heterogeneity.
The work carried out as part of this doctoral research addresses these issues by: 1) proposing a
characterization approach to efficiently define aquifer heterogeneity and specific
hydrogeological conditions at contaminated sites; 2) demonstrating the interest of integrating
multi-source data to develop a representative conceptual and numerical model of groundwater
flow and mass transport constrained by geochemical data; 3) the application of the developed
approaches to a decommissioned landfill with the goal of assessing the efficiency of natural
attenuation with certainty. The proposed methodology suggests the integration of indirect
continuous data (laterally and vertically), such as surface geophysics and direct push soundings,
with high resolution direct point data such as hydraulic tests and geochemical sampling that were
used to constrain and correlate the indirect data. The choice of the methods to be combined and
the logical field work sequence allow the acquisition of a wide range of information that is
spatially well distributed, while minimizing the number of measuring sites.
Field work was carried out in the subwatershed encompassing the decommissioned landfill of
Saint-Lambert-de-Lauzon. The integration of the multiple data sources revealed in great detail:
1) the aquifer structure (aquifer boundaries, stratigraphy and hydrofacies); 2) the leachate plume
extent; 3) the spatial distribution of hydrogeological contexts as well as groundwater flow
patterns and leachate migration paths; and 4) groundwater geochemical conditions found
throughout the aquifer. The geochemical data were key in refining the conceptual model of
groundwater flow by identifying locations of recharge and discharge areas, the magnitude of
recharge inferred by ³H/³He age profiles, and evidence of points of exchange between the
aquitard separating the shallow granular aquifer and the underlying bedrock aquifer. These
conditions control groundwater flow, contaminant migration and natural attenuation of the
plume. The detailed characterization allowed the understanding of a complex groundwater flow
system, including site-specific natural attenuation processes, could not have been achieved with
conventional approaches using the available time and resources. This characterization approach
was found to be time and cost efficient and could be adapted to other types of hydrogeological
environments and scales of study area.
Each of the four scientific papers of the thesis deals with scientific questions of interest and
makes original contributions. The first paper describes the development and application of a
workflow for the characterization of aquifer heterogeneity. This thesis departs from previous
studies by dealing with a real field site (rather than a synthetic case), and is carried out at a
regional scale (rather than a small site) and uses multiple methods whose role and sequence of
application are well-defined. The second paper describes the use of multiple shallow indicators
to identified zones (and rates) of recharge and discharge as well as the interaction between
groundwater and surface water. This study makes an original use of tracers as well as multiple
methods to assess the rates and mechanisms of recharge over a relatively small area, compared to
regional studies, especially the role of soils and surface conditions and their impact on
groundwater geochemistry. The third paper documents a study of the factors controlling
heterogeneous geochemical conditions in an aquifer and their impact on natural attenuation of
contaminants. This study makes original use of aquifer sediments and soil chemical
characterization and by defining their relations with groundwater geochemistry, which controls
leachate degradation. Finally, the fourth paper presents an assessment of the effects of
hydrogeological and geochemical heterogeneity on landfill leachate natural attenuation. This
work makes an original complementary use of numerical modeling and geochemical data, which
allow the evaluation of the effects of different geochemical conditions on two distinct paths of
leachate natural attenuation.
Globally, this doctoral research made use of varied methods, allowed the acquisition of an
exceptional dataset, and considered original scales of study. This work advanced methods of
study and knowledge about a few fundamental hydrogeological issues, notably the development
of conceptual models, the definition of the physical and chemical heterogeneity of aquifers, the
uncertainty of numerical models, and the geochemical processes controlling natural groundwater
geochemical conditions as well as the natural attenuation of contaminants.


identifier: Oreiller, Mathieu  (2013). Modélisation, par une approche physique, de l'équivalent en eau de la neige à des fins de simulation de crues printanières d'un bassin versant boréal.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 116 p.

subject:
modélisation thermodynamique
couvert nival
neige
eau
simulation hydrologique
modèle CROCUS
HYDROTEL

abstract:
L'hydrologie des régions boréales est dominée par la dynamique saisonnière du couvert
nival. Cette étude a pour but de comparer les simulations d'équivalent en eau de la
neige (ÉEN) et de débit par le modèle HYDROTEL, selon deux approches de
modélisation de la neige: (i) thermodynamique et (ii) mixte degrés-jours /  bilan d'énergie.
L'étude a été conduite sur un bassin versant en milieu boréal québécois. Les premières
simulations du modèle thermodynamique (CROCUS) ont démontré des biais dans le
traitement des données météorologiques utilisées en intrants. Des mesures continues
de l'ÉEN, fournis par un Senseur utilisant le rayonnement gamma naturel du sol, ont
permis de corriger ces biais et d'identifier l'absence de la relocalisation et de la
sublimation de la neige transportée par le vent dans le bilan d'énergie et de masse de
CROCUS. Pour intégrer ces deux processus, une routine imposant une perte de neige à
partir d'un seuil de vitesse de vent de 4 m s⁻¹ a été introduit dans le modèle. Avec cette
routine et des intrants adéquatement corrigés, l'approche complètement physique de
CROCUS a démontré une robustesse et une précision supérieure au modèle mixte
degrés-jours /  bilan d'énergie. HYDROTEL a ensuite été utilisé pour des simulations de
débit sur le bassin à l'étude en utilisant chacun des deux modèles de neige. Avec
CROCUS, la crue principale est adéquatement modélisée mais le second pic,
attribuable à la fonte retardée en milieu forestier, n'a pu être simulé en raison du
manque de mesures météorologiques requis pour réaliser et valider les simulations dans
ce type d'environnement. Bien que le modèle mixte degrés-jours /  bilan d'énergie tienne
compte des milieux forestiers au moyen de coefficients empiriques, ses résultats
s'avèrent être moins précis que lors des simulations utilisant CROCUS pour fournir
l'ÉEN à HYDROTEL.


identifier: Tremblay, Lucien  (1978). Recherche sur l'évaluation et l'imputation des bénéfices et des coûts engendrés par des aménagements reliés à la ressource eau.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 126 p.

subject:
aménagement
barrage
bénéfice
coût
économie
évaluation
hydrologie
imputation
investissement
redevance
ressource en eau
Québec


identifier: Tremblay, Patrice  (2007). Développement instrumental et démonstration expérimentale du concept de couplage de la perméation membranaire à la spectrométrie de masse isotopique pour l'analyse du carbone.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 180 p.

subject:
perméation membranaire
spectrométrie de masse
carbone
gaz

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

Les isotopes stables du carbone sont employés dans une myriade d'applications allant
de la détection de l'adultération de produits alimentaires à la lutte contre le dopage
sportif, en passant par le suivi et l'impact des polluants atmosphériques et aquatiques.
En réponse à cette panoplie d'applications, l'instrumentation scientifique s'est raffinée à
un point tel qu'actuellement, il est possible d'effectuer l'analyse des rapports isotopiques
des isotopes stables du carbone des constituants d'un mélange de manière continue, à
l'aide d'un chromatographe en phase gazeuse (CG) couplé à un spectromètre de masse
de rapports isotopiques (SMRI) par l'entremise d'une chambre de combustion (C). Cette
instrumentation scientifique, nommée CG-C-SMRI, permet alors l'analyse d'une variété
de composés organiques tout en offrant une rapidité d'analyse jusqu'à présent inégalée.
Toutefois, l'analyse de composés à l'état de trace, tel que souvent rencontré dans des
problématiques environnementales, nécessitent le développement de systèmes
novateurs permettant à la fois l'introduction d'échantillons gazeux et liquide et ce, tout en
conservant autant que faire se peut l'intégrité isotopique de l'échantillon. Afin d'offrir à la
communauté scientifique des outils d'introduction à la fois versatils et performants, il est
proposé d'ajouter au système d'analyse isotopique en mode continu la technologie de la
perméation membranaire.
Dans un premier temps, un montage alliant la spectrométrie de masse utilisant un filtre
de masse quadripolaire et la perméation membranaire permet d'étudier la performance
de quatre membranes polymériques pour la perméation du dioxide de carbone (C02), de
l'hélium (He), du méthane (CH4), de l'azote (N2) et du formaldéhyde (CH20). Les
membranes étudiées sont composées respectivement de polydiméthylsiloxane (PDMS),
polyuréthane (PU), polyoctenamère (PO) et de polyisoprène (PI). Les expériences de
perméation membranaire sont réalisées à 28°C à des pressions de gaz variant entre
0,001 et 0,13 atm. Les paramètres classiques de transport membranaire que sont les
coefficients de perméabilité, P, de diffusion, D, et de solubilité, S, obtenus pour
l'ensemble des systèmes gaz-membrane se comparent avec les données disponibles
dans la littérature. Quelques déviations sont néanmoins observées, principalement pour
la perméation de l'hélium. Ces variations sont pour la plupart expliquées par une
différence dans la composition du matériel membranaire utilisé pour l'expérimentation
scientifique. Les relations attendues entre les coefficients P, 0 et S et les
caractéristiques physiques des gaz que sont la température d'ébullition et le volume
critique ainsi que la température de transition vitreuse (Tg) des membranes ont tous été
corroborés. Le système de perméation membranaire développé ainsi que les résultats
qui s'y rattachent peuvent donc être employés à élucider le comportement des isotopes
stables du carbone lors d'expériences de perméation membranaire.
Un montage expérimental permettant la récupération quantitative du CO2 sous des
conditions de perméation à l'état-stationnaire est développé afin de rendre possible la
mesure du fractionnement isotopique induit par le processus de perméation
membranaire sur les isotopes stables du carbone. L'analyse isotopique est réalisée à
l'aide d'un SMRI opérant en mode statique, SMRI-S. Les résultats montrent clairement
un appauvrissement en 13C du CO2 en aval de tous les types de membrane. La
membrane de PDMS montre le fractionnement le moins marqué (aamont-aval = 1,0008 ±
0,0002), alors que la membrane de PU montre le fractionnement le plus marqué
(aamont-aval = 1,0029 ± 0,0005). La valeur du fractionnement isotopique est directement
reliée à la valeur de Tg. De plus, le rapport entre les coefficients S et D est un bon
paramètre permettant de prédire le fractionnement isotopique membranaire.
Finalement, les données recueillies semblent indiquer que la différence entre les
mécanisme de perméation des gaz dans les membranes de types élastomère (PDMS,
PO et PI) et vitreuse (PU) induit un comportement isotopique différent pour les isotopes
stables du carbone. En effet, une relation linéaire est observée entre le fractionnement
isotopique (aamont.avaIC02) et Tg pour les membranes de type élastomère, tandis que la
valeur de aamont.avalC02 obtenue avec la membrane PU de type vitreux est largement
supérieure à celle prédite par la relation linéaire.
Pour pousser plus loin l'introduction de la perméation membranaire en spectrométrie de
masse des rapports isotopiques, une interface est développée pour introduire
directement l'échantillon gazeux capté à l'état stationnaire de perméation dans un CG-C-SMRI (PM-CG-C-SMRI). Les résultats isotopiques ainsi obtenus en mode dynamique
lors d'expériences de perméation du CO2 permet de conclure que le système développé
produit des résultats précis et reproductibles. En effet, l'écart entre ces résultats et ceux
obtenus en mode statique est inférieur à 0,08 %0. Le système PM-CG-C-SMRI ainsi
développé est par la suite employé pour caractériser une atmosphère de formaldéhyde
obtenue à partir d'une solution commerciale aqueuse de formaldéhyde. Les résultats
isotopiques obtenus lors de sa perméation au travers d'une membrane de PDMS (δ13C
moyen de -53,3 ± 0,4 %0) reflètent un appauvrissement isotopique du formaldéhyde en
aval de la membrane en 13C d'une valeur moyenne de 2,5 %o.
Les résultats obtenus au cours de la présente étude démontrent clairement l'intérêt de
coupler la perméation membranaire comme technique d'introduction en mode
dynamique et de concentration d'un échantillon gazeux à un SMRI (MP-CG-C-SMRI).
Ce couplage permet des applications multiples, de même que la poursuite du
développement instrumental par l'introduction de la pervaporation et autres technologies
membranaires.


identifier: Tremblay, Vicky  (2007). Analyse historique de la variation des chironomides (insectes) soumis à des perturbations (feux et coupes forestières) en forêt boréale.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 144 p.

subject:
Chironomides
insectes
impact
feux
coupes forestières
sédiment lacustre
paléolimnologie
lac
forêt boréale

abstract:
La forêt boréale québécoise possède des milliers de lacs et rivières dont plusieurs sont
exploités par les pêcheurs sportifs. Les communautés aquatiques sont souvent soumises à
des perturbations naturelles sur leur bassin versant, principalement le feu et des
perturbations anthropiques, telles les coupes forestières. Dans une optique de
développement durable, il est essentiel que les coupes forestières permettent un maintien
des écosystèmes aquatiques. Suite aux feux et coupes, une augmentation de l'apport de
nutriments et de carbone organique dissous a été remarquée. Les différents maillons de la
chaîne trophique pourraient être affectés par ces perturbations, menant à un changement
des ressources primaires (plancton, zoobenthos) et perturbant les communautés de
poissons. Très peu d'études se sont penchées sur l'effet des perturbations naturelles et
anthropiques sur les communautés de chironomides (insectes non-piqueurs), source
nutritionnelle importante pour plusieurs espèces de poissons. L'objectif de cette étude
était d'évaluer l'impact des perturbations sur les larves de chironomides, en utilisant les
chironomides sub-fossiles préservés dans les sédiments lacustres. L'approche
paléolimnologique permet de déterminer les variations des communautés à long terme.
L'impact à long terme des feux de forêt et des coupes forestières chez les communautés
de chironomides a été évalué dans trois lacs de la forêt boréale. Ces lacs ont été choisis
pour leur historique connu de perturbations (i.e. feux de forêt et coupes à blanc). Les
résultats ont démontré que les communautés de chironomides ainsi que les changements
observés suite aux perturbations étaient propres à chaque lac. Aucun changement
spécifique au type de perturbation n'a été identifié. Les modifications constatées étaient à
l'intérieur de la variation naturelle des lacs; les feux de forêt et les coupes forestières
auraient donc peu d'impact sur les assemblages de chironomides et leur effet serait de
courte durée. L'importance des modifications dans chacun des lacs semblait reliée à
l'ampleur de la perturbation, les lacs avec une fréquence de perturbation plus élevée ou
un bassin de drainage plus touché semblaient avoir des changements plus importants.
Pour reconstruire le carbone organique dissous (COD), une fonction de transfert, utilisant
les chironomides comme bio-indicateurs, a été appliquée. Afin de mieux comprendre
l'utilité de la reconstruction, cette fonction de transfert a été appliquée pour un autre lac,
puis les inférences ont été comparées avec les données obtenues par l'application d'une
fonction de transfert utilisant les diatomées et avec les données mesurées de COD. En
général, les chironomides ont tendance à surestimer les valeurs de COD, mais les patrons
de changements sont adéquats et permettent donc une meilleure compréhension de
l'évolution du système.


identifier: Tremblay, Yvan  (2007). Détermination de la présence de thiosulfate en milieu naturel et évaluation de son potentiel de stimulation du transport du Hg chez une algue verte.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 138 p.

subject:
thiosulfate
Hg
algue verte
mercure
biodisponibilité
ligand inorganique
ion libre

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
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En dépit de plusieurs années de recherche dans le domaine de la biogéochimie du
mercure, la forme chimique possible sous laquelle le mercure peut franchir la
membrane cellulaire de bactéries ou d'algues est toujours méconnue. Ce projet de
maîtrise s'inscrivait à l'intérieur d'une étude plus globale traitant de la
biodisponibilité du mercure envers les micro-organismes aquatiques. Les
informations obtenues visaient une meilleure compréhension et une meilleure
prédiction de la biodisponibilité du mercure dans les écosystèmes possédant
différentes caractéristiques physico-chimiques.
Des recherches précédentes ont démontré que les complexes de l'argent et du
cadmium avec le thiosulfate pouvaient être pris en charge par Chlamydomonas
reinhardtii. Par analogie avec les résultats obtenus pour l'Ag et le Cd, il est possible
de faire les hypothèses suivantes: (1) le thiosulfate peut former un complexe stable
avec le Hg(II); (2) ce complexe, Hg(S203)22-, peut être absorbé par les microorganismes;
(3) ce mécanisme de transport membranaire peut mener à l'augmentation
de la bioaccumulation chez l'algue. Avant de vérifier ces hypothèses, on a utilisé la
chromatographie ionique, couplée à une étape de préconcentration sur résine, ce qui a
permis de mesurer de basses concentrations de thiosulfate et vérifier s'il était présent
en concentration appréciable dans quatre lacs du Québec. Des concentrations de
0,5 µM ont été trouvées dans les lacs Pink et Holland. Ces concentrations ont été
utilisées pour les expériences de prise en charge du mercure inorganique Hg(II); de
cette façon, on pouvait avoir des conditions environnementales représentatives.
En ce qui concerne les hypothèses 2 et 3, lesquelles constitueraient une exception au
modèle de l'ion libre (MIL), des travaux de laboratoire ont été effectués avec
C. reinhardtii afin de déterminer si la prise en charge de Hg était en effet augmentée
en présence de thiosulfatc. Dans un premier temps, nous avons exposé cette algue
verte à une concentration fixe de mercure sous forme de Hg(OH)2 (20 nM), sans
présence de thiosulfate, pendant de courtes périodes (< 30 min) et nous avons suivi
l'accumulation du mercure intracellulaire. Les résultats de ces expériences ont
démontré une accumulation rapide et linéaire du mercure, et ils ont aussi mis en
évidence l'inefficacité de l'EDT A (acide éthylène diamine tétra acétique) à désorber
le mercure extracellulaire. La cystéine a été testée et elle s'est avérée efficace pour
cette désorption. Dans un deuxième temps, la prise en charge du mercure complexé
avec le thiosulfate a été mesurée avec un temps d'exposition et une concentration fixe
de Hg. La présence du thiosulfate (avec ou sans sulfate dans les milieux d'exposition)
a provoqué une complexation du mercure et une diminution progressive de la prise en
charge du Hg lorsque la concentration du thiosulfate était augmentée.
Finalement, on a observé, indépendamment de la présence ou non de thiosulfate, que
le sulfate a semblé augmenter la prise en charge du mercure sous forme d'Hg(OH)2
présent dans les milieux d'exposition. Afin de confirmer ce phénomène, on a mesuré
la prise en charge du Hg en présence de concentrations croissantes de sulfate (sans
présence de thiosulfate pour éviter la complexation du Hg). L'accumulation du
mercure a été favorisée à des concentrations en sulfate dans la gamme entre 40 et
] 20 µM. Pour expliquer cette accumulation accrue du mercure, on a posé l'hypothèse
que le Hg et le sulfate pouvaient entrer chez Chlamydomonas reinhardtù par cotransport,
non pas comme complexe Hg-S04, mais plutôt comme deux entités
distinctes.


identifier: Tremblay, Yohann  (2007). Effets de la récolte forestière sur 50% de la superficie de petits bassins versants sur les débits de pointe et la qualité de l'eau, forêt Montmorency, Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 134 p.

subject:
débit de pointe
débit de pleins bords
coupe forestière
forêt boréale
aménagement
bassin versant
qualité
chimie
eau
Montmorency

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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La récolte forestière peut nuire à l'intégrité des écosystèmes aquatiques en modifiant le
régime d'écoulement des cours d'eau ou en affectant leur qualité. Selon la revue de
littérature, il est supposé que la récolte forestière jusqu'à 50 % de la superficie du bassin
versant n'augmente pas les débits de pleins bords de plus de 50 %, seuil auquel la
morphologie des cours d'eau et, par conséquent, les écosystèmes aquatiques sont réputés
être affectés significativement. Il existe aussi un intérêt grandissant pour adopter une
approche similaire en terme d'intensité de récolte afin d'assurer le maintien des bonnes
caractéristiques physiques et chimiques du milieu aquatique. Qui plus est, nous avons
émis l'hypothèse que les coupes localisées près du réseau hydrographique affectent plus
fortement les débits de pointe et la qualité de l'eau que celles plus éloignées. La présente
étude consiste à documenter les effets sur les débits de pointe et la qualité de l'eau de la
récolte sur 50% de l'aire de petits bassins versants de moins de 50 ha, localisés à la forêt
Montmorency, Québec. La récolte a été effectuée selon les pratiques d'aménagement
respectueuses de la régénération préétablie et sur couvert de neige afin de réduire les
perturbations du sol. Des lisières boisées de 20 m de large ont aussi été maintenues le
long des ruisseaux permanents. Un bassin versant contigu a été conservé à son état
naturel afin de servir comme témoin. Les effets de la récolte à court terme ont été
mesurés durant deux saisons estivales suivant cinq années de calibrage. Des
augmentations non significatives des débits de pointe ont été observées sur tous les
bassins traités et les augmentations des débits de pleins bords ont toutes été maintenues
sous le seuil de 50%. La récolte a toutefois provoqué de très faibles augmentations et
diminutions significatives des températures estivales journalières maximales et minimales
selon les bassins traités, alors que les variations diurnes ont significativement diminué. La
plupart des autres modifications des caractéristiques physico-chimiques de l'eau sont
faibles par rapport aux critères reconnus pour la protection de la vie aquatique. Les
concentrations en N03- et K+ ont fortement augmenté, particulièrement durant le
deuxième été après la récolte, alors que de faibles augmentations significatives ont été
observées pour la conductivité et les concentrations en SO42-, Mg2+ et Fetotal. Le pH a
pour sa part diminué significativement mais faiblement tandis que la concentration en
PO43- est demeurée relativement stable sur la plupart des bassins. Certaines observations
suggèrent une augmentation de la concentration de sédiments en suspension, mais un
manque de données d'avant récolte empêche de confirmer ce résultat. La proximité des
aires de coupe du réseau hydrographique n'a pas affecté l'augmentation des débits de
pointe ni les modifications des paramètres de qualité de l'eau. La présence d'un chemin
forestier et ponceau stabilisé avec une toile géotextile et empierrement n'a pas contribué à
l'augmentation des sédiments en suspension.


identifier: Trépanier, Luc  (1992). Évaluation de l'applicabilité d'un modèle mathématique simulant le devenir des nitrates dans les eaux souterraines agricoles.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 188 p.

subject:
pollution agricole
aquifère
azote
chimique
cycle de l'eau
eau souterraine
engrais
environnement
modèle mathématique
nitrate
simulation
sol

abstract:
L'application irrationnelle d'engrais chimiques azotés en agriculture
représente un danger potentiel pour l'environnement. Ils contribuent à
l'augmentation des concentrations en nitrates dans les eaux souterraines.
Récemment, le développement de modèles mathématiques a permis une meilleure
compréhension des mécanismes régissant le transport et les transformations des
nitrates dans le sol. Cette étude a pour but de vérifier l'applicabilité d'un tel modèle
aux conditions québécoises. Pour ce faire, les résultats de simulation sont confrontés
à des mesures de terrain.
Le modèle étudié simule le devenir de l'eau, de la température et de
l'azote dans le sol. Il s'agit d'un modèle de recherche unidimensionnel basé sur des
processus physiques. La première partie, SOIL, simule les processus physiques alors
que la deuxième partie, SOILN, représente les processus chimiques. L'évolution des
concentrations en nitrates dans le profil de sol a été simulée entre les mois de mai et
octobre 1990.
Au cours de cette même période, des lysimètres avec tension ont été
utilisés pour recueillir des échantillons d'eau dans le profil de sol afin d'en mesurer
les concentrations en nitrates et en ammonium. Le site expérimental étudié était
composé d'un loam sableux à graveleux, cultivé de maïs sucré, ayant reçu 133 kg N-
inorganique/ha divisé en deux applications de 40 kg N/ha (de phosphate
d'ammonium) et de 93.5 kg N/ha (de nitrate d'ammonium).
Les résultats obtenus ont montré une bonne concordance entre les
concentrations observées et simulées pour la période comprise entre les mois de
mai et septembre. Une différence plus importante a cependant été enregistrée au
mois d'octobre. Pour l'ensemble de la période étudiée, les précipitations ont été de
751 mm, l'évapotranspiration réelle simulée de 529 mm et le flux d'eau cumulé
passant 1 mètre de 198 mm. Les résultats des simulations concernant la dynamique
de l'azote dans le premier mètre de sol ont révélé que la minéralisation a été de
12.25 g N/m², la nitrification de 9.22 g N/m², la dénitrification de 1.60 g N/m², le
prélèvement par les plantes de 11.0 g N/m² et le lessivage de 2.69 g N-N0₃/m². De
plus, l'utilisation des concentrations mesurées et des flux d'eaux simulés a permis
d'établir que l'eau s'échappant de la zone racinaire avait une concentration
moyenne en nitrates inférieure à 10 mg N-N0₃/l.


identifier: Trudel, René  (1977). L'évaluation de l'impact technologique des usines de pâtes et papiers de la rivière St-François.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 187 p.

subject:
économie
évaluation
impact technologique
pâte et papier
rivière St-François
technique
usine

abstract:
Ce mémoire se veut d'abord une réflexion sur le concept de l'évaluation
d'impact et son applicabilité dans le processus de la gestion du
territoire et des ressources. Cette approche a permis une familiarisation
avec les méthodes d'évaluation existantes et subséquemment a incité l'élaboration
d'une approche nouvelle, susceptible de pallier à la trop grande spécificité
des autres techniques.
L'approche proposée se présente comme un composite de techniques
déjà existantes dont la charpente principale repose sur la théorie du graphe
de cohérence. Cette méthode permet d'identifier et de mettre rapidement en
évidence les multiples relations existantes au niveau des divers systèmes
impliqués dans la relation homme-milieu.
Finalement, on a appliqué cette méthodologie au niveau de l'impact
environnemental provoqué par les différentes technologies papetières sur le
bassin de la rivière St-François. Une représentation schématique de l'ensemble
des relations existant entre l'industrie et le milieu récepteur des effluents
ainsi que les torts qui peuvent être causés à l’environnement est également
reproduite.


identifier: Turcotte, Véronique  (2009). Utilisation d'écailles de cacao comme matériau support pour la biofiltration d'effluents agroalimentaires.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 128 p.

subject:
écailles de cacao
biofiltration
effluent
industrie agroalimentaire
lit bactérien
biofiltre
aérobie

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'industrie alimentaire produit une quantité importante de déchets, ou co-produits, dont certains
sont potentiellement valorisables. L'objectif général de cette étude consistait à évaluer le
potentiel des écailles de cacao, un co-produit de cette industrie, comme support de biofiltration
pour le traitement d'effluents agro-alimentaires. Plus spécifiquement, les sous-objectifs ciblés
consistaient à: 1) Évaluer la performance de deux types de configuration pour l'utilisation des
écailles de cacao comme support, soit le lit bactérien et biofiltre aérobie; 2) Évaluer la
performance des principaux paramètres opératoires (TRH, taux de remplacement du support,
compaction, pH, granulométrie des écailles, apport de nutriments) lors de l'utilisation des
écailles de cacao; et 3) Comparer la performance des écailles de cacao avec un support standard
de biofiltration en matériau plastique (Kaldnes, K1).
Les travaux ont été réalisés dans des biofiltres de laboratoire en plexiglas de 13,7 L de volume
utile, remplis d'écailles de cacao ou de support plastique et alimentés avec des effluents
provenant des usines de Biscuits Leclerc de Saint-Augustin, (Qc, Canada). La performance des
systèmes de biofiltration a été évaluée principalement sur la base de l'élimination de la DCO,
mais également de la DBO5, des MES et des nutriments (azote et phosphore).
Deux systèmes d'épuration ont été testés: le lit de percolation et le biofiltre submergé aéré à
courant ascendant. Le lit de percolation, utilisant quatre colonnes en série, n'a pas donné de
résultats probants. L'enlèvement à la sortie de la quatrième colonne atteignait à peine 18% pour
la DCOtot et 24% pour la DCOsol. Le temps de contact n'était probablement pas assez long pour
que le traitement soit efficace. Le deuxième système permettait un meilleur contact entre
l'effluent et la biomasse puisque celui-ci était submergé. Quelques essais ont permis de cibler les
paramètres optimaux de fonctionnement du biofiltre : un TRH de 12 h, une décantation en aval,
un support organique non-broyé et un affluent avec un pH neutre combiné avec l'addition de
nutriments (azote et phosphore). Le support de cacao qui se désagrège est une source de MES
non négligeable et joue sur les rendements épuratoires. Une étape de décantation à la fin du
traitement est donc primordiale pour satisfaire les normes dictées par la Ville de Québec. Un
biofiltre opéré selon les conditions énumérées plus haut permet d'atteindre l'objectif de fournir
un effluent sous la limite maximale de 500 mg L-1 et avec une efficacité d'enlèvement de la
DBO5 de plus de 80%.
Les écailles de cacao ont démontré un bon potentiel pour le traitement d'effluents agro-alimentaires fortement chargés (DCOtot 3000-6000 mg L-1). Les performances épuratoires des
écailles sont toutefois moins bonnes que celles du support plastique. Les écailles de cacao
doivent également être remplacées à une fréquence d'environ une fois toutes les deux à trois
semaines. Toutefois, les boues produites par le traitement, composées d'écailles usées et de
biomasse, sont riches en azote et peu contaminées et sont donc potentiellement valorisables en
agriculture ou par compostage.


identifier: Twiss, Michael R.  (1996). L'influence de la chaîne trophique microbienne sur le cycle des métaux traces dans les lacs: accent sur la zone pélagique du lac Erié / The Influence of the microbial food web on trace metal cycling in lakes : an emphasis on the pelagic zone.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 157 p.

subject:
milieu aquatique
biogéochimie
chaine trophique
eau
géochimique
influence
lac
microbe
organisme
phytoplancton
plancton
surface
système
métaux trace

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.

The low concentrations of dissolved trace metals observed in the surface waters of the lower
Laurentian Great Lakes of North America during summer months are generally attributed to the
sedimentary loss of biogenic particles from the epilimnion, in accordance with established scavenging
models based solely upon the sorptive loss of solutes to particle surfaces. The majority of particles in
the pelagic systems of these lakes are biotic-among the most productive are the autotrophic
picoplankton and bacteria (0.2-2 µm) that have a high potential to scavenge trace metals. The
ecological fate of picoplankton in the microbial food web is predominately consumption by
microzooplankton (mixotrophic and heterotrophic organisrns, 2-200 µm).
The hypothesis that microzooplankton can regenerate significant amounts of trace metal into
the dissolved phase through the incomplete assimilation of trace metals from their prey was tested in the
laboratory and in the field. Radionuclides were used to follow the fate of trace metals ingested in a
particulate form by microzooplankton. Rapid regeneration of trace metals from the particulate to the
dissolved phase (<0.2 µm) was observed in a laboratory model of a simplified Great Lakes microbial
food web, composed of a mixotrophic nanoflagellate (Ochromonas) grazing [137 Cs, 109Cd,65Zn,153Gd]_
radiolabeled picocyanobacteria (Synechococcus). Most of the trace metal consumed as prey was
regenerated by Ochromonas; regenerated 153Gd, 65Zn, and 109Cd had reduced bioavailability, in
comparison with inorganic forms of the same elements.
Trace metal regeneration was also observed in the natural plankton community sampled from
the pelagic region of Lake Erie during thermal stratification. [109Cd,65Zn]-radiolabeled Synechococcus
were used to label the picoplankton community in lake water and to trace the effect of natural grazing
activity on the size fractionation of these metals. Trophic transfer of radionuclides (Zn > Cd) from prey
(0.2-2 µm) to predators in the nanoplankton (2-20 µm) and microplankton (20-210 µm), was observed
as was the recycling of regenerated metals back into the various plankton size fractions (Cd> Zn).
Most regenerated trace metal radionuclides remained in the dissolved phase.
A dynamic model of trace metal fate in the microbial food web under steady-state conditions
was constructed using observed characteristics of the various plankton size fractions in the microbial
food web (ability to scavenge 137Cs, 109Cd, 65Zn and 153Gd from the dissolved phase; potential to
regenerate these metals back into the dissolved phase; population dynamics). Trace metal residence
times of Cs (514 d), Cd (29 d), Zn (32 d), and Gd (66 d) predicted by the model were 46%,62%,58%
and 84% greater, respectively, than residence times predicted if microzooplankton grazing activity was
eliminated from the model simulations.
These results are the first unequivocal demonstration of trace metal regeneration by
microzooplankton grazing activity, and illustrate the importance of the microbial food web in
determining the geochemical fates of particle-reactive trace metals in the pelagic surface waters of large
lakes during thermal stratification.


identifier: Leduc, Caroline  (2013). Caractérisation des réponses lymphocytaires dans un modèle murin de rejet de greffe de peau.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 203 p.

subject: cd4+

subject: lymphocyte

subject: cd8+

subject: tr1

subject: tr2

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. Bien qu'il soit établi jusqu'à ce jour que les lymphocytes T CD4+ aient un rôle important dans le rejet de greffe, plusieurs questions restent encore à éclaircir. Entre autres, la contribution des organes lymphoïdes secondaires (OLS) dans l'activation des lymphocytes Tet la contribution des lymphocytes différenciés en Thl vs Th2 pour le rejet de greffe sont toujours controversées. Le but de notre étude est premièrement de déterminer in vivo (dans un modèle murin de greffe de peau) le site d'activation  des lymphocytes T CD4+ dans les voies d'alloréactivité directe ou indirecte et deuxièmement de déterminer si les cellules T CD4+ Th1 ou 1b2 induisent le rejet.

Nous avons démontré que les souris sans OLS peuvent rejeter leur greffe de peau, mais avec une cinétique de rejet retardée par rapport aux souris avec OLS. Les cellules T CD4+ sont détectées et prolifèrent dans le greffon dès les jours 5 et 7 dans la voie directe et cette infiltration est associée avec une régulation à la hausse de l'ARNm de l'IFN-y. La présence de l'ARNm  d'une  enzyme impliquée dans la synthèse des PNAd exprimées exclusivement sur les endothéliums des OLS ainsi que la présence de CCL19 suggèrent que des structures lymphoïdes tertiaires peuvent être présentes dans le greffon et pourraient servir de site d'activation. La présence de PNAd a été confirmée par immunohistochimie dès le jour 7 dans la voie directe et cette expression est encore plus importante au jour 11. Étonnamment, le rejet dans la voie indirecte survient aussi en absence d'OLS. Bien qu'un peu de prolifération soit observée dans les greffons dans la voie indirecte, il n'est pas exclu qu'une partie de l'activation se produise au niveau de la moelle osseuse où beaucoup de cellules en prolifération sont observées dès le jour 7 alors que nous détectons beaucoup de cellules T CD4+ qu'à partir du jour 11 dans le greffon.

De plus, des expériences ont été effectuées afin d'évaluer le rôle des cellules T CD4+ différenciées en Thl  ou Th2. Nous avons confirmé que les profils de sécrétion de cytokines des cellules étaient maintenus in vivo jusqu'à  21 jours post-transplantation. Contrairement à certaines études, nous avons observé que les deux types de cellules induisent un rejet du greffon. Par contre, le rejet des greffons dans la voie indirecte avec des cellules Th2 est significativement retardé. Finalement, le rejet par les cellules Thl est accompagné d'une production d'anticorps IgG2a tel qu'attendu tandis que le rejet induit par les Th2 s'accompagne plutôt d'une réponse mixte en anticorps.


identifier: Lavoie, Geneviève  (2012). Phosphorylation de la méthyltransférase de l’ADN 1 par les protéines sérine/thréonine kinases.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 230 p.

subject: Epigenetique pkc cdk

abstract:
La  méthylation de 1'ADN  joue  un  rôle  central dans  la  régulation épigénétique de l'expression des gènes durant le développement et la progression de maladies, comme le cancer. Les patrons de méthylation sont acquis très tôt dans 1'embryogenèse et sont maintenus lors de la réplication  cellulaire  par  la  méthyltransférase  de  1'ADN   1  (DNMTl ).  DNMTl   est  la méthyltransférase de l'ADN la plus abondante dans les cellules somatiques et sa régulation est complexe et encore peu comprise. Plusieurs études ont démontré que la forme humaine de DNMTl  était phosphorylée sur  plusieurs résidus sérines et  thréonines dans différents types cellulaires et conditions physiologiques. Jusqu'à maintenant, l'identification des kinases responsables de cette phosphorylation ainsi que son importance fonctionnelle demeurent peu étudiées. La phosphorylation est l'une des modifications post-traductionnelles majeures et peut avoir divers effets sur les protéines ciblées, telle que la modulation de l'activité enzymatique et des interactions protéiques. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse avaient pour objectif d'identifier les protéines sérine/thréonine kinases responsables de la phosphorylation de la DNMTl et de déterminer les effets de cette phosphorylation sur les fonctions de l'enzyme.
Nous avons identifié deux familles de protéines sérine/thréonine kinases capables de phosphoryler la  DNMTl,  soient les protéines kinases C  (PKC) et les protéines kinases dépendantes des cyclines (CDK). Dans un premier temps, nos résultats ont démontré que la phosphorylation de la DNMTl humaine par les PKC est spécifique à certains isoformes et cible principalement le domaine N-terminal. L'utilisation de la PKCÇ comme modèle a permis de mettre en évidence l'interaction  et la colocalisation entre celle-ci et DNMTl  dans le noyau cellulaire. Nous avons également observé une réduction dans le statut de méthylation des gènes à travers le génome lorsque PKCÇ et DNMTl  étaient surexprimées dans les cellules HEK-293. Ceci est cohérent avec nos résultats démontrant une réduction de l'activité de DNMTl suite à sa phosphorylation par PKCÇ.
Dans un second temps, nous avons identifié la Ser154 de la DNMTl humaine comme un site de phosphorylation ciblé par les CDK. Avec l'aide d'un inhibiteur spécifique de CDKI, 2 et
5, la roscovitine, nous avons démontré la phosphorylation de la DNMTl endogène sur le résidu Ser154 dans les cellules HEK-293. Afin d'étudier  l'importance de la phosphorylation de  la Sert 54 sur la fonctionnalité de l'enzyme, nous avons muté cette sérine en alanine (S154A). La

mutation S154A abolit presque complètement l'activité  méthyltransférase de DNMTl, ce qui suggère que ce résidu est important pour son activité enzymatique. De plus, nous avons observé que ce mutant de DNMTl  était moins stable que la protéine de type sauvage à la suite d'un traitement avec le 5-aza-dC, un agent déméthylant reconnu pour induire la dégradation de DNMTl via la voie de l'ubiquitine/protéasome.
L'ensemble de nos résultats identifie pour la première fois des isoformes de PKC ainsi que les CDK comme des kinases capables de phosphoryler DNMTl. Nos résultats démontrent également l'importance de cette phosphorylation sur l'activité et/ou la stabilité de l'enzyme, se traduisant par une hypométhylation globale du génome dans le cas des PKC, et un rôle potentiel dans l'activation ou le maintient de l'activité de DNMTl pour les CDK. Considérant le fait que les PKC et les CDK sont impliqués dans le développement de plusieurs cancers, nous proposons que la dérégulation des PKC ou CDK pourrait induire une phosphorylation anormale de DNMTl et ainsi mener à l'hypométhylation ou l'hyperméthylation du génome, des phénomènes fréquemment observés dans les cellules cancéreuses.


identifier: Vachon, André  (1995). Les plantes aquatiques comme bioindicateurs de la contamination du système Saint-Laurent en métaux toxiques.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 174 p.

subject:
plantes aquatiques
macrophytes
bioindicateur
contamination
environnement
milieu naturel
phytochélatine
métaux traces
métaux lourds
fleuve Saint-Laurent
traitement

abstract:
Les plantes aquatiques peuvent accumuler les métaux traces suite
à la prise en charge non-spécifique de ceux-ci par un système qui
n'exclerait pas les ions toxiques. Dans l'environnement, où les fluctuations
de conditions physico-chimiques sont nombreuses, il serait à l'avantage des
plantes de bénéficier d'un système pouvant réguler la disponibilité de ces
métaux. Les phytochélatines (PC), une classe de peptides induite
spécifiquement par les métaux et retrouvée chez plusieurs plantes
terrestres, pourraient remplir ce rôle de détoxification et de maintien de
l'homéostasie.
Aux cours des dernières années, les PC ont surtout été étudiées à
partir d'expériences d'exposition en laboratoire avec des cultures de cellule
ou des plantes entières; très souvent, ces expériences ont été réalisées à des
concentrations en métal dépassant de loin celles retrouvées dans le milieu
naturel. Le but de la présente étude était donc d'évaluer l'utilisation
possible des PC comme indicateur biochimique précoce d'un stress induit
par des concentrations en métal retrouvées dans le système Saint-Laurent,
et ceci pour deux plantes aquatiques ( Vallisneria americana et
Myriophyllum spicatum). Outre l'analyse de macrophytes récoltés dans des
lacs fluviaux du fleuve Saint-Laurent (Saint-Louis et Saint-Pierre), l'approche
expérimentale a également impliqué des expériences d'exposition au Cd et
Cu en laboratoire.
Les concentrations totales de Cd et de Cu ont été mesurées pour
les racines et les feuilles des macrophytes. Ainsi, les valeurs obtenues dans
les racines étaient souvent assez différentes de celles retrouvées dans les
feuilles. La présence sur les racines de quantités variables d'oxydes de fer,
dont le pouvoir de complexation des métaux est considérable, ne permettait
pas une évaluation adéquate du métal réellement assimilé par ces parties.
Toutefois, suite à une translocation des racines aux feuilles, il est possible
d'évaluer la quantité de métal biodisponible grâce aux parties vertes. En
effet, il a été constaté que les concentrations en Cd retrouvées dans les
feuilles de macrophytes étaient fonction de celles de l'ion libre (Cd ²⁺) (les
concentrations de l'ion métallique libre (Mz⁺) ont été calculées à partir d'un
modèle d'équilibre d'adsorption; elles s'appliquent aux eaux interstitielles
oxyques ainsi qu'à l'eau qui se trouve juste au-dessus des sédiments).
Aucune relation n'a été observée entre les quantités de métal dans les
feuilles et le Cd total dans les sédiments, ce qui réflète l'influence d'autres
facteurs (pH, [Ca²⁺], [MOD], ... ) sur la bioconcentration de ce métal chez les
plantes aquatiques.
Le métal total chez les macrophytes a été subdivisé entre les
formes insolubles et solubles. Dans le cas des vallisnéries, prélevées le long
d'un gradient de contamination en métaux, les formes solubles du Cd et du
Cu semblent contribuer à l'augmentation du métal total alors que cela n'a
été constaté qu'avec le Cu chez les myriophylles.
Par ailleurs, la présence des PC n'a pu être observée que pour des
feuilles de myriophylles exposées au laboratoire et après une étape de
concentration, la lyophilisation. Par la suite, nous avons davantage
caractérisé le métal soluble entre les formes cationiques-neutres et
anioniques (où devaient être retrouvé le métal complexé aux PC ou à
d'autres agents complexants comme des acides organiques). On constate
qu'une augmentation de la forme anionique du Cd contribue à
l'augmentation du métal soluble pour Vallisneria americana; ceci n'a pas été
observé pour Myriophyllum spicatum. La seule contribution du Cu
anionique au Cu soluble a été retrouvé pour les feuilles de vallisnéries. La
présence de métal sous forme anionique pourrait être attribuable à une
complexation par des acides organiques ou par d'autres ligands
intracellulaires. Ces composés agiraient donc comme mécanisme de défense.
Comme la forme cationique du métal soluble est prédominante chez les
myriophylles, cela laisse supposer que d'autres fonctions métaboliques
pourraient être perturbées puisque le métal soluble n'est pas retrouvé lié à
des composés cytosoliques de charge négative; ces derniers pouvant jouer
un rôle dans le contrôle intra-cellulaire des métaux.
D'après l'ensemble des résultats de cette étude (M-soluble
fonction de M-total; M-anionique contribuant à l'augmentation de M-soluble),
Vallisneria americana semblerait offrir un meilleur potentiel
comme bioindicateur que Myriophyllum spicatum vis-à-vis du Cd.
Également, les parties vertes des vallisnéries sont composées uniquement de
feuilles, ce qui permet des analyses plus homogènes qu'avec les
myriophylles où des différences de concentrations en métaux entre les tiges
et les feuilles peuvent être retrouvées.


identifier: Vachon, Pascale  (1992). Essai de lixiviation de l'aluminium contenu dans les boues rouges par voies chimique et biologique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 142 p.

subject:
aluminium
biologie
chimie
lixiviation
boue  rouge
microorganisme
acide

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

La lixiviation chimique et biologique de l'aluminium (Al) contenu dans les
boues rouges a été étudiée. Des solutions d'acides sulfurique (12N), citrique
(1.25N) et oxalique (1.25N) ont été utilisées pures ou en mélanges durant les essais
chimiques. La plus haute concentration d'Al solubilisée a été de 13530 mg/L (96%
de solubilisation) lorsqu'une proportion 2:1 d'acide citrique et d'acide oxalique
suivie d'un abaissement du pH à 1.5 avec du H2S04 a été utilisée. Les essais
biologiques ont été faits en utilisant des thiobacilles indigènes de différentes boues
municipales, des souches pures de champignons et des microorganismes indigènes
isolés des dépôts de boues rouges de l'aluminerie Alcan d'Arvida (Québec). Tous
les microorganismes ont été testés pour leur capacité à produire des acides et pour
leur aptitude à lixivier l'Al en présence de quantités croissantes de boues rouges.
Des recyclages des lixiviats ont aussi été faits pour augmenter la concentration de
l'Al en solution. Les thiobacilles ont solubilisé 6270 mg/L d'Al en présence de 5 %
v/v de boues rouges et 1 % p/v de soufre en recyclant le lixiviat plusieurs fois.
Plusieurs champignons ont été cultivés dans un incubateur-agitateur à 200 rpm et à
28°C en milieu Sabouraud (A.niger, T. viridae et P.notatum) et en milieu PDB
(P.simplicissimum). P.simplicissimum a donné la meilleure solubilisation de l'Al
(1880 mg/L ou 56% de solubilisation) à une concentration initiale de 3% v/v de
boues rouges. L'Al a aussi été solubilisé jusqu'à une concentration de 10580 mg/L
(75% de solubilisation d'une concentration initiale de 10% v/v de boues rouges) en
utilisant les acides produits par P.simplicissimum, cultivé sur milieu PDB, comme
agents lixiviants. Des petites particules ferreuses ont été observées à la fin du
procédé.


identifier: Vallée, Maurice  (1974). Les choix des lieux et des modes de disposition de la neige en milieu urbain.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 193 p.

subject:
abrasif
bactérie
coût
déglaçant
déneigement
dépotoir
disposition
eau
économie
neige
physicochimie
milieu urbain


identifier: Van Bochove, Eric  (1993). L'étude du cycle de l'azote dans le processus de compostage: le cas du fumier de bovin.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 203 p.

subject:
agriculture
réorganisation de l’azote
compostage
forme organique
cycle
élevage
environnement
fumier de bovin
pollution
Québec

abstract:
L'agriculture québécoise évolue depuis plusieurs décennies vers une spécialisation
des élevages, une augmentation de la grosseur des troupeaux, et des élevages
sans sol. Cette tendance à la rationalisation de la production animale, au
profit des grands établissements, s'accompagne d'un problème important de gestion
des volumes de fumier produits, surtout dans l'industrie laitière. C'est, principalement,
du mode de gestion des fumiers de bovin que dépendent les pertes
d'éléments nutritifs vers l'atmosphère et l'eau, ou la reprise de ces éléments par
les plantes et les micro-organismes du sol. Or, la tendance actuelle de gérer les
fumiers de bovin de façon semi-liquide ou liquide contribue à augmenter les
dommages causés à l'environnement par la pollution agricole diffuse et par la
pollution atmosphérique. L'azote est le principal élément nutritif mis en cause. Le
compostage des fumiers de bovin, en plus de s'inscrire dans un modèle
d'agriculture plus écologique que l'agriculture conventionnelle, est une technologie
alternative très intéressante au mode actuel de gestion des fumiers. Cependant,
le cycle de l'azote et principalement la réorganisation des formes organiques par
le processus de compostage sont très mal connus. Cette thèse s'inscrit dans
cette problématique et l'objectif général est de connaître la dynamique de réorganisation
de l'azote en des formes organiques plus complexes et stables au cours
des différentes phases du processus de compostage.
Les expériences de compostage ont été réalisées dans des composteurs de
laboratoire de type adiabatique munis de dispositifs d'aération forcée et de récupération
des gaz produits. L'échantillonnage dans quatre composteurs, au cours
de plusieurs expériences, a montré le bon fonctionnement des dispositifs expérimentaux.
L'approche écologique utilisée pour analyser le processus de compostage
est nouvelle. Elle consiste à caractériser de façon multivariée, par la superposition
d'une analyse en composantes principales et d'un groupement à liens
simples, les phases microbiennes du processus de compostage à l'aide d'une
matrice de variables physico-chimiques et biologiques mesurées à intervalles réguliers
sur les échantillons de compost. Cette approche permet ensuite
d'interpréter la dynamique de réorganisation de l'azote en relation avec l'évolution
du processus de compostage dans son ensemble. L'azote du fumier de bovin, qui
est à plus de 90% sous forme organique (surtout protéique), est rapidement minéralisé
au début du processus de compostage au laboratoire. Par la suite, lorsqu'il
y a augmentation des populations microbiennes au cours des phases mésophiles
et thermophiles, l'azote est immobilisé sous forme de protéines dans les membranes
cellulaires. Plus tard, et au fur et à mesure de l'évolution du processus
vers les phases de refroidissement et de maturation, il y a augmentation des
formes d'azote organique plus difficilement hydrolysables : l'azote hexosamine,
caractéristique du matériel pariétal des champignons, et l'azote hydrolysable inconnu.
L'azote inconnu constitue environ 40% de l'azote organique du compost de
fumier obtenu au laboratoire. Les méthodes d'hydrolyse acide utilisées habituellement
pour le fractionnement de l'azote organique des sols n'ont pas permis de
diminuer de façon significative la proportion de l'azote inconnu du fumier de bovin,
au profit de formes d'azote organique identifiables (protéines, hexosamines, et
amines). Malgré le fait que certains auteurs semblent affirmer dans la littérature
que les hydrolyses successives puissent y parvenir, il est démontré dans cette
thèse qu'une hydrolyse continue de courte durée est préférable pour fractionner
l'azote organique d'un fumier.
L'hypothèse qu'une partie de l'azote inconnu soit constitué de formes d'azote
de structures moléculaires plus complexes, probablement associées à la structure
des substances humiques, est vérifiée par l'analyse des échantillons de compost
à l'aide d'une nouvelle technique: spectrométrie de masse à champ ionisé (Py-FIMS).
Cette technique analytique de pointe a permis l'identification d'un certain
nombre de composés azotés hétérocycliques, dont la forme indole. En plus de livrer
des données très complètes sur la dynamique des composants carbonés durant
le processus de compostage, les analyses de spectrométrie de masse ont révélé
pour la première fois dans un compost, et en grandes concentrations, plusieurs
formes de stérols.


identifier: Verma, Mausam P.  (2007). Développement d'un processus d'obtention d'agents biologiques à base de Trichoderma spp. en utilisant des eaux usées ou des boues d'épuration comme substrats de fermentation = Process development of Trichoderma spp. based biocontrol agent from different wastewaters and wastewater sludges.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 424 p.

subject:
bioessai
biorémédiation
champignon
lignolytique
mycorhizes
saprophytes
champignon de la carie blanche
agent biologique
Trichoderma spp.
eaux usées
boue d’épuration
fermentation
entomotoxicité
enzyme lytique
rhéologie

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.

Compte tenu des avancées scientifiques, les pesticides biologiques destinés au contrôle des
ravageurs deviennent des substituts efficaces à l'utilisation des agents chimiques. À ce
propos, des biopesticides à base de champignons microscopiques présentent beaucoup de
potentiel autant pour la répression des phytopathogènes que pour l'accroissement de la
croissance des plantes. C'est le cas de plusieurs Trichoderma qui ont une action
antagoniste contre plusieurs phytopathogènes et ce, tout en produisant des métabolites
essentiels tels que vitamines, phytohormones de croissance et stimulation du système de
défense des plantes. Trichoderma sp. possède trois formes principales soit le mycélium, les
conidies et les chlamydospores. Par contre, parmi ces trois formes et pour une utilisation
efficace de ce champignon en champ, les suspensions de Trichoderma spp. les plus
rentables et les plus acceptables sont à base de conidies.
Dans ce contexte, contrairement au procédé de production par fermentation liquide, la
production en masse des conidies et des métabolites de Trichoderma spp. est une option
très valable. À ce titre, il a été constaté que les préparations de Trichoderma spp. contenant
plus de 106 conidia par g ou par ml, sont efficaces sur le terrain et ce, à un taux
recommandé de 1010-10 11 conidies par hectare. Actuellement, différents biopesticides à
base de Trichoderma spp. sont disponibles sur le marché. Toutefois, l'utilisation de
milieux conventionnels tels que glucose, liqueurs de mélasses de maïs, tartrate de sodium,
cellulose, sucrose, etc. pour la production de masse de ces agents biologiques réduisent la
rentabilité, par exemple une récolte d'un faible rapport conidies/spores et un coût très élevé
des matières premières. Afin de pallier à ces problèmes, les possibilités d'utilisation de
résidus comme matières premières de fermentation pour la production de spores et de
métabolites et l'obtention de biopesticides a fait l'objet de ces études.
Des boues secondaires et déshydratées d'usines de traitement des eaux avec ou sans
traitement préalables (hydrolyse alcaline ou hydrolyse thermo-alcaline) ont été employées
pour obtenir des concentrations très élevées de spores de Trichoderma spp.. Il a été aussi
constaté que des résidus d'industries de fromage, d'amidon ou de pâtes et papiers sont
aussi très valables comme milieux de croissance de Trichoderma spp.. Des concentrations
de spores de l'ordre de 107-1011 UFC/ml ont été obtenues avec ces résidus et les bio-essais
préliminaires de préparations à base de boues secondaires ayant subi une hydrolyse
thermo-alcaline ont montré une activité entomotoxique significative et qu'elles présentent
donc un potentiel élevé pour le contrôle biologique des insectes nuisibles. Initialement, ces
études avaient pour but de déterminer la production de conidies en employant ces résidus
comme substrats. Par ailleurs, une méthode de détermination du nombre de spores a été
modifiée pour utilisation dans le cadre de ces recherches. Ce procédé peut être aisément
appliqué pour d'autres champignons. Des travaux d'optimisation concernant les conditions
de bioréaction ont aussi été réalisés afin de faciliter la mise à l'échelle du procédé et
d'augmenter son rendement. De plus, les facteurs impliqués dans la sporulation ont aussi
fait l'objet d'études pour accroître si possible la concentration de spores éventuellement
obtenue. Des travaux de recherche ont été accomplis pour développer un procédé de
production d'un agent de contrôle biologique à base de T viride et ce, en employant
divers résidus tels que des eaux usées, des boues d'épuration d'origine municipale ou
industrielle. Un procédé de production de T viride a été défini et a fait l'objet d'une
analyse technico-économique pour valider les possibilités de production de masse. Les
résultats obtenus démontrent le potentiel très élevé des boues d'épuration et de certains
résidus industriels pour l'obtention de T viride, ce qui ouvre la voie pour d'une part la
commercialisation de ce biopesticide obtenu en utilisant les résidus mentionnés comme
matières premières et, d'autre part, pour le recyclage de ces rejets en produits à haute
valeur ajoutée.

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.

Biological control agents are becoming effective substitutes for harmful chemical
pesticides with advances in scientific research. Moreover, some fungal based biological
control agents have tremendous potential in terms of disease control and plant growth
promotion. Trichoderma genus is one of these fungi, which are antagonistic against several
commercially important phytopathogens, in addition to producing metabolites like,
vitamins, plant growth hormones, and induction of plant defense system. These fungi exist
in three main microbial propagule forms, narnely, mycelia, conidia, and chlamydospores.
However, for efficient field application, conidial formulations of Trichoderma spp. are
preferred, as conidia are the most tolerant form among the three propagules. Nevertheless,
simultaneous production of mycelial mass is necessary for the presence of metabolites.
Further, in contrast to solid state fermentation, liquid fermentation of Trichoderma spp.
conidia and metabolites could be a suitable option for their mass production. Trichoderma
spp. formulations containing > 106 conidia/(g or, ml) have been found to be effective for
field applications at the recommended basis of 1010-1011 conidia/hectare. At present,
several Trichoderma spp. based biological control agents are available in market.
However, the use of conventional production media like, glucose, molasses-corn steep
liquor, sodium tartrate, cellulose, sucrose etc. for mass production of these biological
control agents suffer drawbacks like, low conidia/spore yield and high raw material cost. In
order to overcome these shortcomings, waste based Trichoderma spp. spores and
metabolites production for biological control agent use is investigated in this study.
Municipal sludges (secondary sludge and dewatered sludge) with and without
pretreatments (alkaline and thermal alkaline hydrolyses) have been used to obtain high
spore concentration. Also, industrial wastewaters (cheese, starch, and pulp and paper) have
been found to be suitable as Trichoderma spp. growth media. Spore concentrations in the
order of 107-10 11 CFU/ml could be obtained for the wastes employed, and the preliminary
bioassay of fermented secondary sludge (thermal alkaline hydrolyzed) showed significant
entomotoxicity, thereby, showing high biological control activity. The initial studies
presented challenges like measurement of conidia in complex fermentation raw materials.
Hence, a modified fungal spore measurement method was also developed as a useful tool
for this research. Nevertheless, the modified spore measurement method can be easily
employed in most of the other fungi.
Optimization studies regarding fermentation conditions have been also carried out for scale
up and further enhance the process performance. In addition, sporulation goveming factors
were also studied for any possible augmentation in spore concentration. In total, this study
has been focused on developing a T viride based biocontrol agent production process
using several types of wastewaters and wastewater sludges of municipal and agro-industrial
origin.
The selected T viride production processes have been subjected to techno-economic
analysis to ascertain their practicability of mass scale production. Thus, higher productivity
results show intense potential of wastewater sludges and certain industrial wastewaters,
which paves way to a new value addition pathway for sustainable waste management via
Trichoderma spp. based biological control agent production.