identifier: Fresia, Bastien  (2013). Analyses multivariées de données de forage de la région de Matagami, Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 166 p.

subject:
données multivariées
géologie
LAMROC
lithologie
forage
sulfures massifs volcanogènes
Matagami

abstract:
Il est courant dans l'industrie pétrolière d'acquérir de larges banques de données petrophysico-chimiques en diagraphies, dans le but de définir et de classer les faciès sédimentaires des
réservoirs par des méthodes statistiques et géostatistiques. Mais cette pratique est beaucoup plus
rare en exploration minérale alors que le forage au diamant est un élément majeur du processus
d'exploration et de définition d'un gisement ainsi que de ses roches encaissantes. Au fil des ans,
des kilomètres de carottes s'accumulent, sans que beaucoup d'informations autres que la
description visuelle du géologue et les teneurs en métaux des zones minéralisées ne soient
typiquement obtenues. Pourtant, beaucoup de renseignements peuvent être tirées des analyses
physico-chimiques des parties non échantillonnées. Ceci peut être utile pour de nombreuses
applications géoscientifiques telles que la modélisation géologique et géophysique 2D et 3D, la
réinterprétation des mesures géophysiques, la caractérisation spatiale de l'altération
hydrothermale ou la chimico-stratigraphie.
Dans ce contexte, l'INRS-ETE s'est doté d'un Laboratoire mobile de caractérisation
physique, minéralogique et chimique des roches (LAMROC) qui permet de mesurer, directement
sur le site d'entreposage des carottes, de manière non-destructive et quasi-simultanée, la densité,
la susceptibilité magnétique, la géochimie et la minéralogie des carottes de forage. Une analyse
multiparamétrique à haute résolution de carottes de forage a été réalisée dans la région de
Matagami, camp minier du nord de la Sous-Province de l'Abitibi riche en gisements de sulfures
massifs volcanogènes (SMV). Dix forages d'exploration ont pu être analysés, ce qui a généré
environ 26 000 mesures de densité, de susceptibilité magnétique, et de spectrométrie infrarouge
et visible, et environ 12000 mesures géochimiques couvrant plus de 7000 m de carottes réparties
dans la région.
La grande quantité de mesures physico-chimiques colocalisées ne permet pas de faire une
analyse et une interprétation complète «à la main». Les méthodes d'analyses statistiques
multivariées peuvent être utilisées pour regrouper .les points de mesures et s'avèrent donc très
utiles pour l'interprétation simultanée de l'ensemble des données. L'approche proposée ici est
basée sur le partitionnement de données («cluster analysis ») et l'analyse en composantes
principales (ACP). Le partitionnement de données est utilisé pour grouper les points de données
par classes (pseudo-lithologies) en fonction de leur signature physique et géochimique. Ceci
permet de proposer un pseudo-log des lithologies primaires. L'utilisation de cette approche sur
un ou plusieurs forages en montre l'efficacité à séparer les lithologies majeures autant que les
intrusions de faible épaisseur, avec une bonne résolution, même lorsqu'elles présentent des
paramètres physico-chimiques proches. L'ACP est utile afin de déterminer la zonation de
l'altération le long des forages par l'étude des tendances dues aux variables décrivant l'altération
au sein du jeu de données. Ceci permet alors de créer un modèle d'altération au sein des forages
analysés mettant en avant les zones d'intérêt. Pour chacune de ces analyses, le choix des
variables descriptives utilisées est primordial et doit être réalisé rigoureusement par l'utilisateur
selon ses connaissances et les objectifs recherchés. L'ensemble de ces analyses sont regroupées
dans une interface graphique permettant une répétabilité et une constance des analyses et
fournissant un outil pour le traitement, l'analyse et l'affichage des données et des résultats.
Au final, en combinant les approches statistiques et classiques, l'utilisation des données
acquises avec le LAMROC permet de discriminer spatialement, à haute résolution et sur
l'ensemble du forage carotté, les lithologies et les altérations liées à la mise en place de
gisements de SMV.

Abstract

The use of downhole logging to acquire large petro-physical databases is common in the oil
industry. This allows definition and classification of sedimentary facies of the hydrocarbon
reservoirs using statistical and geostatistical approaches. But such measurements are much
scarcer in mineraI exploration, although diamond drilling is widely used to explore and define
ore deposits and their host rocks. Over time, kilometers of rock cores accumulate without much
information being acquired other than the visual description and metal contents of mineralized
zones. However, it is possible to get more data from the non-sampled parts. These data can be
useful for many geoscientific applications such as 2D and 3D geophysical and geological
modeling, geophysical reinterpretations, spatial characterization of hydrothermal alteration or
chemo-stratigraphy.
In this context, INRS-ETE has set up a mobile laboratory for the physical, chemical and
mineralogical characterization of rocks which allows the measurement, directly on core storage
sites, non-destructively and nearly simultaneously, of the density, magnetic susceptibility,
geochemistry and mineralogy of the drill cores. A high resolution multiparameter survey was
carried out on rock cores from the Matagami region, a mining camp situated in the northern part
of the Abitibi Subprovince and rich in volcanogenic massive sulfide (VMS) deposits. The cores
from ten drill holes have been analyzed, generating around 26 000 measurements of density,
magnetic susceptibility and infrared to visible light spectrometry, and almost 12 000
geochemical measurements covering more than 7 000 meters of cores distributed in the region.
The large amount of colocated physical and chemical measurements doesn't allow the user to
completely interpret and analyze the data by classical means. Multivariate statistical analyses can
be used for the classification of measurements into groups and are therefore very useful for the
simultaneous interpretation of the entire dataset. The approach proposed here is based on data
partitioning ("cluster analysis") and Principal Components Analysis (PCA). The cluster analysis
is used to group the data points into classes that can be interpreted as lithologies on the basis of
their physico-chemical signatures. This allows us to propose geological pseudo-Iogs of the
primary lithologies. The use of this approach on one or several drill holes shows its efficiency to
separate major lithologies as well as thin intrusions with a good resolution, even when they
display similar physico-chemical parameters. PCA is useful in deciphering alteration zoning
along the cores through the study of tendencies due to variables describing the alteration. This
allows an alteration model to be created in analyzed drill holes, highlighting areas of interest. For
each of these statistical analyses, the choice of the descriptive variables used is critical and must
be done rigorously by the user according to his knowledge and the objectives of the
investigation. All the algorithms are implemented in a graphic interface allowing repeatability
and consistency as well as providing a tool for processing, analyzing and displaying the data and
results.
The combination of traditional and statistical approaches to interpret the data acquired with
the mobile laboratory allows a spatial discrimination, at high resolution, of the lithologies and the
alteration linked with VMS deposits.


identifier: Gagné, Pierre  (1995). Persistance et migration d'herbicides dans un sol sous culture de mais: Effets du travail primaire du sol et de la période d'épandage du lisier.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 214 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject: épandage herbicide lisier maïs migration persistance sol métolachlore atrazine

abstract:
Au Québec, les herbicides métolachlore et atrazine sont fréquemment utilisés dans la
culture du maïs. Il existe quelques cas de contamination de l'eau souterraine, ce qui est
préoccupant étant donné que 65% des municipalités québécoises dépendent de cette
ressource pour leur approvisionnement en eau potable. La présente étude vise à évaluer
l'efficacité de pratiques culturales sur maïs quant au risque de contamination des nappes
phréatiques par le métolachlore et l'atrazine, ainsi que par le dé-éthyle-atrazine (DEA) et
le dé-isopropyle-atrazine (DIA), deux sous-produits de dégradation de l'atrazine. Les
pratiques culturales comparées sont les suivantes: labour à la charrue à versoirs (la
pratique conventionnelle) versus labour au chisel (une des pratiques de conservation
recommandées), et l'épandage de lisier de porc à l'automne (la pratique courante) versus
épandage de lisier de porc au printemps en postlevée (la pratique recommandée).
Pour atteindre ces objectifs, deux champs adjacents sous culture de maïs, respectivement
de 4% et 7% de pente, ont été étudiés. Deux blocs contigus de quatre parcelles
expérimentales (10 m x 3 m) ont été mis en place sur chaque champ et les modalités des
facteurs T (travail du sol) et P (période d'épandage) ont été attribuées aux parcelles de
chaque bloc selon un plan factoriel. L'étude a été réalisée à Saint-Lambert-de-Lévis, sur
un loam limoneux. Le 23 juin 1993 (jour 0), 2.2 kg/ha de métolachlore et 1.4 kg/ha
d'atrazine ont été appliqués. L'épandage automnal de lisier (250 kg N-NHiha) a été
réalisé en octobre 1992 et l'épandage printanier (157 kg N-NH₄/ha), au jour 16. Des
échantillons de sol ont été prélevés dans la strate 0-10 cm aux jours -1,1,3,6, 14,27,47
et 73, dans la strate 10-20 cm aux jours -1,14,27,47 et 73, et dans la strate 20-30 cm aux
jours -1, 47 et 73. Les composés xénobiotiques ont été extraits au méthanol chaud,
concentrés, puis dosés par chromatographie capillaire en phase gazeuse, ces étapes
étant soumises à un contrôle de la qualité. L'ensemble des concentrations, d'une part, et
les seules concentrations du jour 73, d'autre part, ont fait l'objet d'analyses de la variance.
Les demi-vies moyennes du métolachlore et de l'atrazine dans la strate 0-10 cm ont été
respectivement de 26 et 29 jours. La concentration maximale de DEA mesurée dans la
strate 0-10 cm du sol a été de ~80 µg/kg. Le DIA était incorrectement dosé par la méthode
analytique utilisée. Des profils de concentration en fonction de la profondeur suggèrent
que, dans le champ de 4% de pente, trois fois plus de métolachlore et d'atrazine pourraient
avoir migré dans le cas du chisel. Toutefois, les tests statistiques ne corroborent que
faiblement cette hypothèse puisque les deux travaux de sol ne sont significativement
(p < 0.05) différents que pour l'atrazine dans la strate 10-20 cm du champ de 4% de pente.
Des profils de concentration ainsi que les analyses de la variance ne démontrent ni ne
suggèrent une infiltration accrue des herbicides et du DEA suite à l'épandage printanier
de lisier au jour 16. Quoique les caractéristiques du dispositif expérimental aient empêché
la comparaison statistique des concentrations des deux champs, l'«effet du champ» sur les
concentrations de métolachlore et d'atrazine est très prononcé dans le cas du chisel et ce,
quelle que soit la strate. Au jour 73, les concentrations en composés xénobiotiques dans
le sol ne sont pas significativement différentes (p ≤  0.05) ni pour les deux travaux de sol
ni pour les deux périodes d'épandage de lisier. En conclusion, l'étude ne permet pas
d'établir qu'un des travaux de sol ou qu'une des périodes d'épandage du lisier favorise
plus que l'autre la migration des composés xénobiotiques vers la nappe phréatique. Quant
à l'«effet du champ», les résultats obtenus ne permettent pas d'en déterminer la nature
mais ils indiquent qu'il peut affecter fortement les concentrations d'herbicides dans le sol.


identifier: Gagnon, Patrick  (2012). Désagrégation statistique de la précipitation mésoéchelle.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 245 p.

subject:
désagrégation spatiale
modèle statistique
précipitation
grille mésoéchelle
hydrologie
modélisation

abstract:
La modélisation hydrologique nécessite des données de précipitation à une échelle spatiale
adaptée au bassin versant analysé. En passé récent, les données de précipitation proviennent
généralement d’observations aux stations météorologiques qui sont interpolées directement
(e.g. polygones de Thiessen, pondération inverse à la distance, krigeage). Pour les données
futures, que ce soit en prévision météorologique ou en projection climatique, la résolution
spatiale des champs de précipitation est déterminée par la grille du modèle numérique
utilisé. Dans la majorité des cas, la taille des tuiles de ces grilles est de l’ordre de la dizaine
de kilomètres, ce qui est trop grossier pour certaines applications hydrologiques sur de petits
bassins versants. Bien que la résolution spatiale des modèles météorologiques et climatiques
se raffine avec l’évolution des ressources informatiques et des connaissances physiques du
climat, un écart entre la résolution disponible à partir des modèles physiques et la résolution
nécessaire pour certaines applications demeure.
Pour palier ce problème, un modèle de désagrégation statistique de la précipitation, qui
distribue spatialement la précipitation d’une grille mésoéchelle (i.e. résolution > 10 km) vers
une grille à plus fine échelle, peut être appliqué. Les modèles de désagrégation utilisés jusqu’à
maintenant dans les applications hydrologiques ont l’avantage d’être simple à mettre en
application et nécessitent peu de temps de calcul comparativement aux modèles physiques.
La simplicité d’un modèle le rend accessible pour un plus grand nombre d’utilisateurs
potentiels et le faible temps de calcul permet aussi de produire plusieurs champs désagrégés
pour un même événement. Cependant, ces modèles ont comme principal inconvénient de
donner des champs de précipitation comportant des discontinuités visibles ne reflétant pas
la structure spatiale observée de la précipitation.
L’objectif principal de la thèse est de développer un modèle de désagrégation statistique de la
précipitation mésoéchelle produisant des structures spatiales réalistes. L’échantillonnage de
Gibbs, une méthode Monte Carlo par chaîne de Markov, est choisi pour produire les valeurs
désagrégées. Cette méthode permet de générer un ensemble de valeurs (ici, l’ensemble des
valeurs désagrégées sur les pixels d’une tuile de la grille à résolution mésoéchelle) lorsque la
distribution statistique de chaque élément (ici, chaque pixel qui subdivise la tuile) dépend
des autres éléments de l’ensemble et qu’aucun élément n’est connu. La thèse comporte trois
objectifs spécifiques : (i) le développement du modèle sur une région avec peu de relief, (ii)
l’adaptation du modèle à une région montagneuse, et (iii) l’application du modèle pour
la modélisation hydrologique d’un événement de pluie intense sur un petit bassin versant
québécois.
La région avec peu de relief étudiée se situe dans les États de la Floride, de l’Alabama,
de la Géorgie et de la Caroline de Sud, au sud-est des États-Unis, et couvre environ
400 × 400 km². Des données journalières observées à fine résolution (environ 4 km) de 2002
à 2005 sont utilisées pour définir la structure du modèle et pour en estimer les paramètres.
La précipitation sur un pixel est supposée issue de la distribution lognormale avec espérance
égale à la moyenne des huit pixels les plus proches à laquelle s’ajoutent deux termes : un
tenant compte de la distance des pixels les plus proches et un autre tenant compte de
l’anisotropie, définie à partir de la vitesse et de la direction du vent à 700 hPa. L’écart-type
de la précipitation sur un pixel croît en fonction de l’espérance et de l’énergie potentielle
de convection disponible durant l’événement. Au total, le modèle compte cinq paramètres
à estimer. Les données journalières observées de 2006 à 2008 sont comparées aux données
désagrégées par le modèle. Dans l’ensemble, le modèle reproduit avec justesse la corrélation
spatiale et l’anisotropie. Le modèle reproduit plus difficilement les valeurs extrêmes associées
aux événements convectifs.
L’adaptation du modèle à une région montagneuse se fait en considérant un territoire
d’environ 300 × 300 km² situé dans les États de Washington et de l’Oregon, au nord-ouest
des États-Unis. L’analyse des données journalières observées à fine résolution de 2002 à
2005 a mené à l’ajout au modèle de la Partie I d’un seul terme pour tenir compte de la
topographie. Ce terme dépend de l’anomalie topographique, qui correspond, grosso modo, à
la différence entre l’altitude observée sur un pixel et l’altitude estimée à partir des pixels du
voisinage. Contrairement au sud-est des États-Unis, la vitesse et la direction du vent n’ont
pas permis d’expliquer l’anisotropie dans cette région à topographie complexe. Néanmoins,
le modèle, appliqué à la précipitation journalière de 2006 à 2008, reproduit adéquatement
les plus importantes pointes locales de précipitation causées par la topographie. Il a aussi
été observé que le modèle sans le terme tenant compte de la topographie est capable
de reproduire l’impact de cette topographie lorsque les variations d’altitude sont peu
importantes.
L’application en modélisation hydrologique du modèle développé au sud-est des États-Unis
se fait sur un événement de pluie intense sur le bassin de la rivière des Anglais, à la frontière
entre le Québec (Canada) et l’État de New-York (États-Unis). Le modèle hydrologique
distribué HYDROTEL est utilisé. Les débits simulés varient selon la méthode utilisée
pour répartir spatialement la pluie, illustrant l’importance d’un modèle de désagrégation
adéquat. Les résultats montrent que le modèle amène une valeur ajoutée par rapport à
l’interpolation puisqu’il peut produire un ensemble de champs de précipitation pour un seul
événement. Pour un gestionnaire, un ensemble de valeurs facilite le processus décisionnel
puisqu’il permet d’illustrer l’incertitude sur les résultats d’une simulation. Aussi, le modèle
reproduit généralement bien l’emplacement de la pointe de précipitation de l’événement,
mais la sous-estime. L’impact de la désagrégation diminue avec la superficie drainée, mais est
toujours présent à l’exutoire du bassin (730 km²). Le débit simulé est fortement conditionné
par la précipitation utilisée en entrée, mais dépend aussi beaucoup des types de sol et du
calage des paramètres du modèle hydrologique.


identifier: Gagnon, Stéphan  (1996). Caractérisation de la variabilité spatiale des paramètres hydrogéologiques provenant des sources d'information existantes.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 149 p.

subject:
variabilité spatiale
hydrogéologie
géologique
géostatistique

abstract:
Ce mémoire présente différents éléments de réflexion concernant les travaux à mettre en oeuvre pour
la caractérisation de la variabilité spatiale des paramètres requis pour une étude hydrogéologique. Un
exemple de caractérisation de la variabilité spatiale a été effectuée sur une zone de la région nord de
Montréal. Cette étude a permis d'étudier la répartition des valeurs d'un certain nombre de paramètres
sur le territoire.
Le site d'étude se compose du cours inférieur de la rivière l'Assomption dans la région nord de Montréal.
La superficie du territoire est de 1200 km².  Cette région offre un intérêt particulier en raison de sa
densité de population élevée et d'une contamination potentielle des eaux souterraines par les activités
industrielles et agricoles.
En premier lieu, une étude des données géologiques de la roche en place et des dépôts quaternaires
a permis d'établir la proportion et la répartition des matériaux composant le site d'étude. Par la suite,
l'annuaire des puits du Ministère de l'Environnement et de la Faune a permis d'établir la composition du
sol à deux niveaux de profondeur (5 et 20 m). Des regroupements de matériaux, par classe, ont été
effectués en se basant sur leur composition, pour permettre l'attribution de valeurs de conductivité
hydraulique et de porosité à ces classes.
En second lieu, une étude géostatistique utilisant les semivariogrammes a été réalisée sur les deux
paramètres ainsi que sur l'altitude du sol et des niveaux statique et dynamique de la nappe phréatique.
Trois séries de données ont été extraites de l'annuaire des puits. Les deux premières séries compte
environ 1000 puits choisis aléatoirement sur un total de 5 300 puits disponibles sur la superficie du site
d'étude. La troisième série extraite contient exclusivement les données des dix dernières années et a
permis de vérifier l'amélioration de la précision des techniques de mesure dans le temps. Trois sous-territoires d'une superficie de 1 km² ont été extraits du territoire principal pour permettre d'évaluer la
répartition spatiale des paramètres à plus grande échelle.
En interprétant les semivariogrammes, on remarque une très bonne continuité des valeurs de l'altitude
sur tous les territoires. Ce paramètre, étant connu comme corrélable sur tout le territoire, a servi à
vérifier la justesse de la méthode. Pour les territoires 1 et 2, les données des niveaux statique et
dynamique sont bien corrélées entre elles. Les données de tous les paramètres sur le territoire 3
présentent des corrélations plus marquées que pour les deux autres séries de données. Cette
observation tend à confirmer des mesures de terrain plus précises dans les dix dernières années. Sur
l'ensemble du site, des échelles de corrélation variant de l'ordre de 6 à 10 km et de 14 à 40 km sont
observées respectivement pour les données de conductivité hydraulique et de porosité. Pour ces deux
paramètres, le territoire 3 présente des distances de corrélation plus importantes. Cette observation
s'expliquerait par une précision accrue des données de départ.
Les trois sous-territoires ne présentent aucune corrélation des données pour les niveaux statique et
dynamique. Un manque de données ou une imprécision trop grande des données de départ pourrait
expliquer cette réponse aléatoire des données. La conductivité hydraulique et la porosité de deux sous-territoires indiquent une échelle de corrélation de 300 à 600 m.
En tenant compte de la répartition des unités géologiques et de l'interprétation des semivariogrammes,
il est possible, à cette étape de l'étude, de différencier au moins deux échelles de corrélation pour les
paramètres étudiés. La première correspondrait à l'échelle des changements majeurs d'unités
lithologiques, et la seconde aux variations à l'intérieur même de ces unités.


identifier: Gamache, Steve  (1992). Influence des algues nivales sur la physico-chimie de la neige lors de la fonte printanière.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 144 p.

subject:
algues nivales
neige
fonte printemps
microbiologie
azote
lac Laflamme

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.

Cette recherche porte sur les interactions existantes entre la
physico-chimie de la neige et l'activité microbiologique des algues
nivales lors de la fonte printanière. Nous nous sommes intéressés
plus particulièrement à comprendre le comportement des composés
azotés N03⁻ et NH4⁺ dans la neige colonisée par des algues nivales.
Dans une première démarche t un échantillonnage exhaustif de neige
contenant des algues fut réalisé en mai 1989 au lac Laflamme. Les
algues retrouvées à cette époque de l'année appartenaient au genre
Chloromonas. La neige où fut prélevés les échantillons contenant des
algues nivales présentait une coloration verdâtre. Les résultats
montrent une diminution d'azote dans la neige colonisée par les algues.
Cette mobilisation de l'azote sous forme de N03⁻ et NH4⁺ est
imputable à la présence d'algues nivales qui les utilisent comme
éléments nutritifs. Une diminution de sulfate fut aussi observée
dans les échantillons de neige contenant des algues nivales.
Dans une seconde démarche t nous avons maintenu une population
d'algues nivales provenant de la neige du lac Laflamme en chambre de
croissance. Cette population d'algues fut ensuite utilisée pour
ensemencer la neige lors d'expériences de laboratoire visant à
vérifier la cinétique des composés azotés N03⁻ et NH4⁺
Lors d'une série de fonte dans une colonne de neige contenant uniquement
des algues nivales, nous avons observé des pertes de N03⁻,
NH4⁺ et S042⁻.  Ces pertes sont attribuables aux algues nivales.
Dans deux autres colonnes de neige enrichies de matière organique
provenarit de la voüte forestière et contenant des algues nivales, des
diminutions significatives de N03⁻, NH4⁺,  P043⁻, S042⁻ et H⁺ furent
enregistrées ainsi que des augmentations significatives dans la concentration de plusieurs cations (Na⁺, Mg2⁺, K⁺, Ca2⁺). La diminution
des composés azotés et des phosphates serait imputable d'une part à
la présence d'algues nivales et d'autre part aux micro-organismes
associés à la matière organique. Quant à l'augmentation des cations,
elle serait attribuable au lessivage de la matière organique par
l'eau de fonte.
Dans une dernière démarche, une tentative visant à faire croître
un grand nombre" de cellules algales afin de visualiser une floraison
algale s'est avérée un échec.
Bien que la présence d'algues nivales survient en fin de fonte
printanière où la majorité de la charge de polluants acides est
passée, nos résultats indiquent que les modèles hydrogéochimiques de
fonte devraient prendre en considération l'impact de ces microorganismes
sur la physico-chimie de l'eau de fonte.


identifier: Gamache, Martin  (1997). Caractérisation de la microflore hétérotrophe impliquée dans le procédé simultané de biolixiviation des métaux et de la digestion des boues d'épuration.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 119 p.

subject:
microflore hétérotrophe
biolixiviation
métaux
boues d'épuration

abstract:
Jusqu'à présent, quelques études microbiologiques ont permis de mettre en évidence le
rôle et l'identification de certaines espèces bactériennes chimiolithotrophes directement
impliquées dans le procédé simultané de biolixiviation des métaux lourds et de digestion des
boues d'épuration municipales (procédé SSDML). De plus, d'autres travaux microbiologiques
ont fait en sorte d'établir la performance de ce procédé pour la destruction des micro-organismes
indicateurs de pathogènes. Cependant, aucune étude n'avait été effectuée sur l'équilibre des
populations microbiennes hétérotrophes durant l'acidification des boues survenant lors de
l' opération, en mode cuvée et continu, du procédé SSDML. Les résultats obtenus sur des boues
primaires provenant de la CUQ-Est, des boues mixtes de Valcartier et secondaires de Beauceville
montrent une diminution, puis une destruction de la très grande majorité des espèces bactériennes
hétérotrophes retrouvées initialement lors de l'opération en mode cuvée et continu du procédé
SSDML. L'application des conditions acide et oxydante prévalant lors de l'opération du procédé
entraîne une uniformisation de la flore microbienne hétérotrophe; seuls deux types de microorganismes
subsistent, soit principalement la levure Blastoschizomyces capitatus et une
moisissure non identifiée.


identifier: Gangbazo, Georges  (1991). Effets des évènements hydrologiques sur les pertes d'azote et de phosphore suite à l'épandage de lisier de porc.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 318 p.

subject:
hydrologie
azote
phosphore
épandage
lisier de porc
pollution agricole

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 pertes d'azote et de phosphore dans l'eau de ruissellement
et/ou de drainage suite à l'épandage de lisier de porc à raison
de O (TO), 27,3 m³/ha (T1) et 54 m³/ha (T2) ont été étudiées, en
simulant des pluies printanières et la fonte de neige sur des
boîtes contenant 40 cm d'un sol ayant une texture moyenne (loam
sablo-argileux Coaticook).
Les résultats ont démontré que les événements hydrologiques ont
des effets complexes sur la perte d'éléments nutritifs, notamment
à cause des nombreuses interactions.
Sous les pluies printanières étudiées (C1:11mm/h-142min;
C2:22mm/h-71min), l'épandage du lisier de porc à la surface du
sol accélère le ruissellement, augmente le volume d'eau de
ruissellement et diminue le taux d'infiltration de l'eau dans
le sol. Ces résultats sont attribuables à la forte teneur en
eau du lisier de porc qui sature la couche superficielle du sol
et augmente les risques de ruissellement si un pluie survient
avant que cette couche se soit ressuyée. Ainsi, l'épandage du
lisier à raison de 54,6 m³/ha à la surface du sol diminue de
10 fois le décalage du ruissellement (c'est-à-dire le temps
séparant le début de la pluie du début du ruissellement) par
rapport aux témoins (TO ) sous la pluie C1, et de 5 fois par
rapport aux témoins sous la pluie C2; augmente de 2 fois le
volume d'eau de ruissellement par rapport aux témoins et diminue
de 180 fois le taux d'infiltration par rapport aux témoins
sous C1 et 12 fois par rapport aux témoins sous C2. Les charges
d'azote et de phosphore dans l'eau de ruissellement représentent
au maximum l'équivalent de 14 et 12% des charges épandues.
Elles augmentent avec le taux d'épandage et diminuent avec le
délai. L'enfouissement du lisier et le choix des jours d'épandage
en fonction de la probabilité de l'avènement d'une pluie
sont deux méthodes qui permettent de minimiser la charge de
polluants dans l'eau de ruissellement. Le passage du front
d'humidité dans le sol n'entraîne pas nécessairement la migration
de l'azote et du phosphore dans le sol; ces derniers demeurant
pratiquement dans la zone d'épandage. Ces résultats
confirment les observations faites par d'autres auteurs dans le
cadre de projets similaires.
Au cours de la période de gel, le ruissellement représentait
plus de 99% du volume d'eau récoltée. Les fontes successives
dues aux températures moyennes relativement chaudes de l'hiver
(janvier et février) ont provoqué la fonte de la neige, si bien
que la surface du sol était nue et sans protection la plupart
du temps. Ainsi, l'érosion du sol a occasionné des pertes relativement
importantes d'azote et de phosphore sur les boîtes où
le lisier est épandu à la surface du sol si on les compare à la
perte totale observée entre l'hiver et le printemps, c'est-à-dire
la fin de la simulation de la fonte de neige. Elles varient
de 8,0 à 12,7 kg NTK/ha, 5,3 à 9,0 kg N-NH4⁺/ha, 1,3 à
2,3 kg P/ha et 0,9 à 1,7 kg P-P043⁻/ha, pour T1 et T2.
Ces pertes représentent 3,2% de la charge de NTK ou de N-NH4⁺
épandue, 3,1 et 18,6% de la charge de phosphore total et d orthophosphates
épandue sous forme de lisier, si l'on tient compte
de la contribution du sol naturel. La perte de nitrates est
négligeable.
Au cours de la période de dégel, le drainage représentait 81%
du volume d'eau récoltée et le ruissellement en représentait
19%. Le phénomène qui caractérise cette période est la perte
des nitrates qui est passée d'une valeur négligeable à 63,6 kg
N-N03⁻/ha, soit 157 000 fois la charge de nitrates épandue sous
forme de lisier, quel que soit le mode d'épandage. Cependant,
il n'y avait pas une différence significative entre les témoins
et les boites où l'on a épandu du lisier à l'automne. Les charges
des autres paramètres ont augmenté légèrement par rapport à
celles observées pendant que le sol était gelé. Les charges
exportées parles boites où le lisier était enfoui dans le sol
ont été plus élevées que lors de la période précédente.
Si l'on considère le total de la période de gel et de dégel,
les charges totales d'azote et de phosphore dans l'eau de ruissellement
et de drainage varient selon le mode et de taux d'épandage,
sauf pour les nitrates où ni le mode, ni le taux d'épandage
ne sont significatifs. Les charges augmentent avec le
taux d'épandage et diminuent lorsque le lisier est enfoui comparativement
à l'épandage à la surface du sol. Elles varient de
14,70 à 20,02 kg NTK/ha si le lisier est épandu à la surface du
sol, soit 3,5% de la quantité épandue, 11,15 à 13,88 kg NTK/ha,
si le lisier est enfoui dans le sol, soit 1,8% de la quantité
épandue, 6,88 à 10,40 kg N-NH4⁺/ha, si le lisier est épandu à la
surface du sol, soit 3,0% de la quantité épandue, 3,80 à 4,82
kg N-NH4⁺/ha, si le lisier est enfoui dans le sol, soit 1,0% de
la quantité épandue, 1,64 à 2,94 kg P/ha si le lisier est épandu
à la surface du sol, soit 3,7 à 4,7% de la quantité épandue,
0,62 kg P/ha si le lisier est enfoui dans le sol, soit 0,8% de
la quantité épandue, 0,9 à 1,7 kg P-P043⁻/ha si le lisier est
épandu à la surface du sol, soit 18,6% de la quantité épandue,
0,02 kg P-P043-/ha si le lisier est enfoui dans le sol, soit une
fraction très négligeable de la quantité épandue.
Le passage du front de gel dans le profil du sol en hiver et le
drainage de l'eau au printemps n'ont pas été accompagnés d'un
déplacement significatif des éléments nutritifs, sauf celui des
nitrates. En effet, les nitrates étaient concentrés au milieu
du profil du sol aussi bien dans les boites-témoins que dans
les autres. Cependant, l'azote total Kjeldahl, l'azote ammoniacal
et les orthophosphates étaient concentrés dans la zone
d'épandage, que le lisier ait été épandu à la surface du sol ou
enfoui dans le sol. La concentration de phosphore total est
similaire dans tout le profil du sol.


identifier: Garceau, Nicolas  (2008). Perturbation du métabolisme énergétique par le Cd, le Cu et le Ni dans les mitochondries de poissons.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 79 p.

subject:
métaux
enzyme mitochondriale
poisson
mitochondrie
perchaude
Perca flavescens
citrate synthase
cytochrome c oxydase

abstract:
Les activités minières et les fonderies ont rejeté énormément de métaux dans les
écosystèmes entourant leurs exploitations. Ces métaux se retrouvent dans les lacs
avoisinants et affectent tous les niveaux de la chaîne trophique. Plusieurs études
précédentes ont suggéré que le métabolisme énergétique aérobie des poissons était
particulièrement touché. Plus spécifiquement, des études ont suggéré la mitochondrie
comme cible principale de la toxicité des métaux. Mon étude avait donc pour but de
compléter les connaissances déjà acquises sur les effets des métaux sur les enzymes
mitochondriales. J'ai donc mesuré l'activité des quatre complexes de la chaîne de
transport des électrons dans des foies et des muscles de perchaudes (Perca flavescens)
provenant de cinq lacs présentant un gradient de contamination polymétallique, de la
Région de Rouyn-Noranda, Québec. J'ai ensuite essayé de départager les effets directs
des métaux des effets indirects en mesurant l'activité de la citrate synthase (CS) et de la
cytochrome c oxydase (CCO) dans des homogénats de muscle et de foie de poissons
rouges après ajout de Cu, de Cd ou de Ni. Le foie de poisson rouge a servi également
pour mesurer la respiration mitochondriale après ajout de Cd, de Cu ou de Ni. Les
résultats au niveau des enzymes ne me permettent pas de conclure sur l'effet des métaux.
Cependant, le Cd et le Cu ont inhibé la respiration mitochondriale. Avec l'addition de
40 µg.g⁻ ¹ poids sec de Cu la respiration est inhibée de 79 % vs. 18 % pour le témoin;
n = 5, P < 0,0001. Quant au Cd, 14 µg.g⁻ ¹ de poids sec provoquent une inhibition de
79 % ± 28 vs. 18 % ± 15 pour le témoin ; n = 7, P < 0,0001. Cependant, le Ni n'a pas
significativement affecté la respiration mitochondriale même à de très fortes
concentrations, jusqu'à 250 % par rapport aux concentrations environnementales, c'est-à-
dire 38 µg.g⁻ ¹ de poids sec. Ces résultats mettent en évidence l'effet direct que certains
métaux ont sur le métabolisme énergétique des poissons. Toute cette dépense en énergie
supplémentaire ne peut être utilisée pour la croissance ni la reproduction ce qui peut
causer de grave problème aux espèces plus sensibles. Appliquer les techniques
développées dans mon étude sur une étude avec des poissons sauvages permettrait
certainement d'élucider d'autres zones floues des mécanismes de toxicité des métaux.


identifier: Gariépy, Stéphane  (1987). Production de protéines alimentaires par procédé bactérien aérobie thermophile: étude de cas d'un effluent d'abattoir.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 291 p.

subject:
abattoir
procédé bactérien
aérobie thermophile
protéine alimentaire

abstract:
Les rejets de l'industrie de l'abattage et de la préparation des viandes ont
été classés les plus dommageables a l'environnement par l'EPA (Agence de
protection de l'environnement des États-Unis) parmi les effluents
agro-industriels. Ces eaux usées, caractérisées par une demande en oxygène
élevée, une odeur et une couleur marquée et une qualité bactériologique
médiocre, ne peuvent être ni déversées dans un cours d'eau pour des raisons
écologiques, ni rejetées dans un égoût municipal parce que causant de sérieux
problèmes d'opération lors du traitement conjoint avec les effluents
domestiques; ces effluents doivent donc être traités à un niveau acceptable sur
le site même de l'usine, et à un coût élevé. D'autre part, ces effluents sont
généralement libres de contamination par les métaux lourds et par les
pesticides, et facilement traitables par voies biologiques; il se prêtent donc
bien à un procédé produisant une biomasse commercialisable pour l'alimentation
animale.
Le procédé aérobie thermophile proposé, dérivé du procédé de traitement par
boues activées, consiste à multiplier dans un effluent une culture bactérienne
mixte en conditions aérobie à une température variant entre 45 et 65°C. La
biomasse protéique ainsi cultivée est séparée du milieu de croissance par
sédimentation gravitaire et par centrifugation, et ensuite séchée, avant d'être
incorporée dans l'alimentation animale. Afin de démontrer la faisabilité
technique de cette approche, un effluent d'abattoir a été soumis a une série
d'essais à l'échelle du laboratoire dans un bio-réacteur  opéré sans recyclage
des cellules, à des températures de 45, 52 et 58°C. L'efficacité du procédé
sur le plan traitement a été révélée par l'enlèvement de plus de 90% de la DCO
(demande chimique en oxygène) pour tous les temps de séjour étudiés (6, 12, 18,
24 et 30 heures) à 45 et 52°C, alors qu'à 58°C une réduction de plus de 86%
était atteinte, exception faite du temps de séjour de 6 heures. L'efficacité
de l'enlèvement du phosphore s'est aussi montrée excellente avec une réduction
de plus de 74% de l'orthophosphate à tous les temps de séjour étudiés. En
outre, le contenu en protéines brutes de la biomasse recueillie a atteint en
moyenne près de 70%, et la composition en acides aminés de la protéine est
adéquate pour autoriser l'introduction de la biomasse à titre de concentré dans
les rations alimentaires du porc et de la volaille.


identifier: Gassara, Fatma  (2012). Production économique d'enzymes ligninolytiques par fermentation à l'état solide des déchets agroindustriels et leurs applications.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 317 p.

subject:
enzymes ligninolytique
déchets agro-industriels
inducteurs
Phanerochaete chrysosporium
fermentation

abstract:
Les champignons responsables de la pourriture blanche du bois sont capables de synthétiser
des enzymes extracellulaires dégradant des produits chimiques insolubles, comme la lignine et
plusieurs polluants toxiques très persistants dans l'environnement. Cependant, la production
d'enzymes reste très couteuse en raison du coût élevé de la matière première, qui représente
entre 40% et 60% du coût de production. Dans cette perspective, cette étude vise l'utilisation
des déchets comme matière première pour la production d'enzymes. Ces matières premières
ont été choisies comme substrats de croissance pour la production d'enzymes en raison de leur
présence en très grande quantité, leur haute biodégradabilité, leur richesse en carbone et leur
élimination de ses propres effets néfastes sur l'environnement.
Cette étude porte sur la production d'enzymes ligninolytiques en se basant sur une fermentation
à l'état solide de différents déchets agro-industriels. Quatre déchets ont été testés (les résidus
de poisson, les déchets de microbrasserie, les déchets de l'industrie de jus de pomme et les
rejets de l'industrie de pate et papier) afin de cibler le déchet permettant une meilleure
croissance du microorganisme (Phanerocheate chrysosporium) et une meilleure production des
enzymes ligninolytiques. L'utilisation des déchets comme matière première a permis de
résoudre le problème du coût élevé de la matière première (40-60% du coût de production).
Après criblage des déchets, une optimisation des conditions de fermentation (humidité,
concentration de veratryl alcool et de sulfate de cuivre) dans les fioles a été réalisée en se
basant sur la méthodologie de surface de réponse. Une modification de la méthode de
quantification de la lignine (remplacer l'étape d'acidolyse par reflux utilisée dans la méthode de
Klason par la digestion par micro-onde) a été réalisée afin de quantifier la lignine plus
rapidement et efficacement. Après l'optimisation des conditions de fermentation en fioles, des
expériences de fermentation à grande échelle (12 L) ont étés réalisées, tout en optimisant
l'agitation et l'aération dans le fermenteur. En outre, une fermentation en culture liquide en
utilisant la même souche a été faite afin de comparer la production des enzymes en culture
liquide avec celle en culture solide. Puis, les enzymes ont été extraites puis formulées en
microcapsules. L'extrait libre et les enzymes formulées ont été par la suite testés dans la
dégradation d'une eau fortifiée avec un contaminant émergeant, bisphénol A (SPA) et dans la
clarification des jus. Une évaluation de l'impact environnemental et économique du procédé de
production des enzymes ligninolytiques par fermentation des déchets solides de jus de pomme
a été finalement réalisée.
Les résultats de cette étude ont montré en premier lieu que les déchets de jus de pomme (apple
pomace) et les déchets de microbrasserie (bewery spent grain) sont des excellentes matières
premières pour la production des enzymes ligninolytiques. De plus, il a été confirmé que
l'addition des inducteurs (veratryl alcool, sulfate de cuivre) dans le milieu de culture a amélioré la
production des enzymes ligninolytiques et accélère la croissance de P. chrysosporium. D'après
la méthodologie de surface de réponse RSM, les valeurs optimales de MnP, LiP et le Log 10 de
la viabilité of P.chrysosporium dans AP ont été obtenues avec 80 % d'humidité, 3 mmole/kg VA
et 0.5 mmole/kg de sulfate de cuivre. Néanmoins, la production maximale de LiP dans les
déchets de microbrasserie a été obtenue avec 70 % d'humidité, 2 mmole/kg de VA et 1
mmole/kg de sulfate de cuivre. De même, la production maximale de laccase dans apple
pomace et les déchets de microbrasserie a été obtenue avec 80 % (p/p) d'humidité, 3 mmole/kg
de VA et 1.5 mmole/kg de sulfate de cuivre. Aussi, il a été montré que les meilleures conditions
de digestion par microonde obtenues se présentent de la façon suivante : pression = 30 bar,
température = 170 °C, temps = 15 min. L'emploi de la micro-onde a réduit considérablement le
temps nécessaire pour quantifier la lignine dans les déchets et a amélioré la précision de la
méthode de Klason. En second lieu, les résultats de la fermentation d'apple pomace dans un
fermenteur de 12 ont montré que la production d'enzymes a été fortement influencée par le débit
d'aération et le mode d'agitation. Les productions maximales de MnP (1690,3 ± 87,6), LiP (387,9
± 14,3) et de la laccase (898,9 ± 53,3 U /gss) ont été obtenues en utilisant 1,66 VVM comme
débit d'air et une agitation continue pendant la phase de latence, discontinue pendant la phase
exponentielle et continue pendant la phase stationnaire de croissance. En outre, les activités
maximales de MnP, LiP et laccase, obtenues par fermentation en culture liquide de la boue
d'ultrafiltration (220 U / L, 6,5 U / L, 45 U / L) ont été de l'ordre de 10 000 , 40 000 et 6000 fois
plus faibles que les activités obtenues dans une culture de déchets solide de jus de pomme. En
troisième lieu, la formulation des enzymes dans trois structures d'hydrogel à savoir les réseaux
semi-interpénétrés de poly (acrylamide) / gélatine (P (AAM) / Gel), poly (acrylamide) / pectine (P
(AAM) / Pec) et poly (acrylamide)/ CMC (P (AAM) / CMC) a augmenté considérablement la
stabilité thermique des enzymes ligninolytiques et a empêché de leur inactivation. En quatrième
lieu, il a été prouvé que le traitement du jus de grenade et des fruits rouges par des enzymes
ligninolytiques encapsulées, a abouti à une réduction des composés polyphénoliques (plus de
60% dans tous les traitements) et à une amélioration de la clarté plus significatives (p> 0,05)
que celles obtenues par le traitement par des enzymes libres (45%). Il a été aussi démontré
qu'une forte dégradation de BPA (diminution de 90% de la concentration initiale) a été obtenue
après 8 h de traitement d'eau fortifié par BPA (10 ppm) par des enzymes ligninolytiques
encapsulées dans un hydrogel de polyacrylamide et pectine. Par contre, la dégradation du
bisphénol A par les enzymes libres (diminution de 26% de la concentration initiale) était
inférieure à celle obtenue par des enzymes encapsulées. Par la suite, l'encapsulation des
enzymes a permis l'amélioration de la stabilité thermique des enzymes et l'augmentation de
leurs activités dans la bioremédiation et la clarification des jus. En dernier lieu, une comparaison
des émissions de gaz à effet de serre durant la fermentation des déchets solides de jus de
pomme avec celles générés par d'autres types de gestion (l'incinération, l'enfouissement,
alimentation animale et compostage) a été étudiée. Les résultats trouvés dans cette étude ont
montré que la production d'enzymes est un procédé moins polluant pour l'environnement en
termes de rejet de GES (906,81 tonnes de CO₂  éq par année). En comparaison, l'enfouissement
a été trouvé comme le procédé le plus polluant (1841 tonnes de CO₂  éq par année). Ces
résultats incitent l'utilisation des déchets solides de jus de pomme dans la production
d'enzymes, afin de respecter l'environnement et diminuer la production de gaz participant au
réchauffement de la planète. Enfin, il a été prouvé que l'utilisation des déchets solides de jus de
pomme comme substrat de fermentation, réduit le coût de production des enzymes
ligninolytiques de 32,30 % par rapport à celui trouvé en utilisant le milieu synthétique (son de
blé) comme milieu de culture.
Ce projet de recherche a contribué à apporter une solution à la problématique de gestion des
déchets agroindustriels et faire d'eux une matière première pour la production des enzymes
ligninolytiques. Il a permis donc la préparation d'un produit formulé à valeur ajoutée d'enzymes
ligninolytiques qui pourra être utilisé dans la dégradation des contaminants émergeants comme
le BPA et la clarification des jus de fruits.

Abstract

White rot fungi are one group of fungi that produces a family of enzymes called ligninolytic
enzymes which possess extensive biodegradation properties. These enzymes are able to
degrade several persistent toxic pollutants in the environment and these enzymes have been
employed fro their decontamination. However, enzyme production is very expensive due to the
high cost of raw material, which represents 40-60% of the cost of production. In this perspective,
this study aims to use solid and liquid wastea as substratea for the production of ligninolytic
enzymes. Agro-industrial wastes were chosen as growth medium due to their omnipresence,
high biodegradability, and richness in carbon which if left as such would lead to disposal
problems and hence adverse environmental impacts.
This study comprised solid-state fermentation (SSF) to test the production of lignocellulosic
enzymes, namely lignin peroxidase, manganese peroxidase and laccase by Phanerochaete
Chrysosporium using different agro-industrial wastes, such as fishery residues, municipal
dewatered sludge, brewery waste, apple waste (pomace) and pulp and paper industry sludge.
The use of waste as raw material has solved the problem of high cost of raw material(40-60% of
production costs). After the screening of substrates, an optimization of fermentation conditions
(moisture, concentration of veratryl alcohol and copper sulphate) in flasks was performed based
on the response surface methodology. The influence of microwave heating during the mild
acidolysis step to replace traditional refluxing in order to quantify lignin by Klason method was
also investigated to arrive at a simple and rapid analysis method. The enzyme production
process was then scaled up in 12 L fermentor, while optimizing the agitation and aeration
conditions. In addition, liquid culture fermentation using the same strain was carried out to
compare the production of enzymes in liquid culture with that in solid culture. Later, enzymes
were extracted and formulated into microcapsules. Free extract and encapsulated enzymes
were tested in the degradation of an emerging contaminant bisphenol A (BPA) and for the
clarification of juice. An assessment of the environmental and economic impact of the production
process of ligninolytic enzymes by solid state fermentation of apple pomace was alos carried
out.
The results of this study have shown that apple pomace and brewery waste are excellent raw
materials for the production of ligninolytic enzymes. Moreover, it was found that the addition of
inducers (veratryl alcohol, copper sulfate) in the culture enhanced the production of ligninolytic
enzymes and accelerated the growth of P. chrysosporium. According to the response surface
methodology, higher values of manganese peroxidase (MnP), lignin peroxidase (LiP) and
viability of P. chrysosporium on apple pomace (1287.5 U MnP/gds (units/gram dry substrate),
305 U LiP/gds, and 10.38 Log 10 viability) and brewery waste (792 U MnP/gds and 9.83 Log 10
viability) were obtained with 80% moisture, 3 mmol/kg VA, and 0.5 mmol/kg copper. LiP
production in brewery waste (7.87 U/gds) was maximal at 70% moisture, 2 mmol/kg VA, and 1
mmol/kg copper. Higher production of laccase in apple pomace (789 U/gds) and brewery waste
(841 U/gds) were obtained with 80% moisture, 3 mmol/kg VA, and 1.5 mmol/kg copper.
Likewise, the best conditions for microwave digestion to extra ct lignin were obtained as:
Pressure = 30 bar, temperature = 170 ° C, time = 15 min. The use of microwave has significantly
reduced the time needed to quantify the lignin in waste and improved the precision of the Klason
method. The results of solid state fermentation in 12 L fermenter showed that enzyme
production was strongly influenced by the aeration rate and mode of agitation. The maximum
production of MnP (1690.3 ± 87.6), LiP (387.9 ± 14.3) and laccase (898.9 ± 53.3 U / gss) were
obtained using 1.66 VVM as air flow and continuous agitation during the lag phase,
discontinuous during the exponential phase and continuous during the stationary phase of
growth. In addition, the maximal activities of laccase (220 U/L), LiP (6.5 U/L) and laccase (45
U/L) in liquid culture were 10000, 40000 and 6000 -folds lower than the activities obtained in
solid culture of apple pomace waste, respectively. The formulation of the three enzymes in
hydrogel structures, namely semi-interpenetrating networks of poly (acrylamide) / gelatin (P
(MAA) / Gel), poly (acrylamide) / pectin (P (AAM) / Pec) and poly (acrylamide) / CMC (P (AAM) /
CMC) significantly increased the thermal stability of ligninolytic enzymes and prevented their
inactivation. It was also seen that the polyphenolic compound reduction and clarity amelioration
in berry pomegrante juice using encapsulated enzymes treatment (more than 60% in ail
treatment) was highly significant (p> 0.05) as compared to free enzymes used for the treatment
(45 %). Hence, ligninolytic enzymes (LiP, MnP and laccase) were able to clarify the juice and
this method can replace the traditional ultrafiltration method in order to make the clarification
process more economical for the industries. It was shown that higher degradation of SPA (90 %
of initial concentration of 10 ppm) by ligninolytic enzymes encapsulated on polyacrylamide
hydrogel and pectin after 8 hour of contact time. The degradation of Bisphenol A with free
enzyme (26%) was lower when compared with encapsulated enzymes. Thus, the encapsulation
of enzymes has allowed the improvement of thermal stability of enzymes and increased their
activities in bioremediation and the juice clarification of juice. Finally, greenhouse gas (GHG)
emission analysis of apple pomace management strategies, namely incineration, landfill,
composting, solid-state fermentation to produce high-value enzymes and animal feed, using life
cycle assessment (LCA) model was performed. The GHG analysis indicated that, among ail the
apple pomace management sub-models for a functional unit, solid-state fermentation to produce
enzymes was one from the more effective method for reducing GHG emissions and carbon
credit (906.81 tons C02 eq. per year, 27204 $ of carbon credit taking into consideration an
assumption of $30/ton of C02 equivalent), while apple pomace landfill resulted in higher GHG
emissions (1841.00 tons C02 eq. per year, 55230 $ of carbon credit). These results showed
that solid-state fermentation gave positive indications of environmental sustainability for the use
of this strategy to manage apple pomace and other agricultural wastes, particularly in Quebec
and also extended to other countries. Finally, it was shown that the use of apple pomace as raw
material reduced the cost of ligninolytic enzymes production of 32.30% compared with the
synthetic medium (wheat bran).
In this project, an interesting observation that was made was the higher production of valuables
compounds, namely ligninolytic enzymes by the solid state fermentation of pomace which is
otherwise composted or used as animal feed. Moreover, this work is novel in the sense that
there is integrated management of pomace wastes through production of ligninolytic enzymes
that was used in the degradation of emerging contaminants, such as SPA and clarification of
fruit juices, important applications in the field of bioremediation and juice manufacture.


identifier: Gaucher, Marcel  (1986). Acidification et structure des communautés de crustaces eulimnétiques de quatre lacs du Bouclier Canadien de la région de Portneuf (Québec).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 96 p.

subject:
zooplancton eulimnétique
acidité
lac
bouclier canadien
Portneuf


identifier: Gaudreau, Eric  (1997). Développement d'une méthode d'analyse pour mesurer in situ de faibles concentrations d'orthophosphates.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau.

subject:
analyse
concentration
contamination
détection
eau
mesure
métaux traces
naturel
orthophosphate
oxyhydroxyde

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

Dans les vingt dernières années, des progrès considérables ont été faits au regard des
méthodes analytiques et des protocoles de manipulation propres requis pour mesurer les
métaux traces dissous et particulaires à des concentrations subnanomolaires dans les eaux
naturelles [Bruland et al.,1985; Ahlers et al., 1990]. Il en est de même pour les
concentrations d'orthophosphates (o-P04) que l'on veut mesurer à des niveaux très faibles
dans certaines eaux naturelles. Les risques de contamination des échantillons par
l'équipement d'échantillonnage, les instruments de filtration, les réactifs employés et les
contenants utilisés, sont constamment présents lorsque l'on veut mesurer de faibles
concentrations. . Ceci amène la nécessité de développer des méthodes de mesure in situ,
c'est-à-dire sur le terrain même, pour minimiser ces problèmes.
La technique préconisée pour mesurer les concentrations d'orthophosphates dans la présente
étude sera celle du gradient de diffusion dans les films minces d'où l'abréviation DGT
(Diffusionnal Gradient in Thin Films). Cette technique a été récemment développée et
utilisée pour mesurer quantitativement des espèces labiles de métaux traces in situ dans les
eaux douces et marines [Davison et al., 1994]. Le but de cette recherche est donc de
développer et d'appliquer en laboratoire cette technique pour les orthophosphates. Cette
méthode pourra être ensuite employée pour quantifier les orthophosphates dans la colonne
d'eau d'un lac ou à l'interface eau-sédiment où plusieurs réactions diagénétiques
(transformations chimiques et physiques) se produisent.
Le principe de fonctionnement d'un échantillonneur DGT est le suivant. Sur un support
rigide, un piège est déposé pour les phosphates et, par dessus, un gel diffusif de
polyacrylamide qui est en contact avec la solution à analyser. Le gel diffusif sert à contrôler
le transport d'o-P04 par diffusion moléculaire de la solution externe vers le piège où il est fixé.
Si le piège choisi est efficace et si l'épaisseur du gel diffusif est adéquate, la quantité d'o-P0₄
fixée par le piège peut être reliée à la concentration d'o-P04 dans la solution externe. Comme
piège pour les phosphates, les oxyhydroxydes de fer ont été privilégiés en raison de leur capacité
reconnue pour adsorber fortement les phosphates. On a essayé d'associer les oxyhydroxydes de
fer à des supports de diverses façons: précipitation dans des gels ou des filtres de papier,
déposition sur des filtres de papier et incorporation dans un gel de particules de ferrihydrite
fraîche déjà formées. La seule façon qui a donné une relation linéaire entre la masse d'o-P04 fixée et le temps d'exposition de l'échantillonneur DGT à une solution d'o-P04 est la dernière
mentionnée, qui a été adoptée pour les mesures suivantes. Parmi les problèmes rencontrés avec
les autres façons d'associer les oxyhydroxydes de fer à des supports, mentionnons: i) la
contamination des sels de fer avec du phosphate qui devient importante lorsque de fortes
concentrations d'oxyhydroxydes de fer déposées sur des filtres sont utilisées; ii) la cinétique lente
de réaction du phosphate avec l'oxyhydroxyde de fer lorsque celui-ci est à l'intérieur d'une
matrice comme un filtre de papier; iii) et la faible réactivité avec le phosphate des oxyhydroxydes
de fer précipités dans une matrice comme un gel ou un filtre de papier.
Des mesures du coefficient de diffusion de l'o-P04 et du Cl⁻ dans des gels de polyacrylamide à
différentes valeurs de pH ont montré que ce coefficient est plus petit que celui mesuré dans l'eau
pour l'o-P04 et identique à celui mesuré dans l'eau pour le chlorure. D'autres mesures ont
montré que la concentration d'o-P04 dans un gel de polyacrylamide équilibré avec une solution
d'o-P04 est plus faible que la concentration dans la solution; ceci indique une interaction du gel
avec le phosphate. L'accumulation d'o-P04 dans les échantillonneurs DGT ne semble pas
dépendre de la force ionique; une conclusion semblable a été obtenue par Zhang et Davison
(1995) pour des métaux traces.
L'ensemble de ces résultats montre que la technique DGT est prometteuse pour mesurer des
concentrations d'o-P04 in situ. Des calculs simples montrent la limite de détection et les facteurs
de concentration de l' o-P04 qui peuvent être raisonnablement espérés en fonction du temps
d'exposition de l'échantillonneur et de l'épaisseur du gel diffusif.


identifier: Gauthier, Charles  (2010). L'utilisation d'indices biométriques et métaboliques pour une meilleure compréhension de l'impact de la contamination par les métaux sur la santé des perchaudes (Perca flavescens) sauvages.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 289 p.

subject:
contamination
métaux
santé
régime alimentaire
perchaudes
Perca flavescens

abstract:
Cette thèse examine les indicateurs de santé, de stress et de la croissance chez la
perchaude. La perchaude a été choisie car elle est tolérante à la contamination par les métaux,
grandement répandue en Amérique du Nord et représente bien la contamination locale. Afin de
mieux comprendre comment les métaux affectent la perchaude, les facteurs qui peuvent affecter
l’indice d’embonpoint de la perchaude en laboratoire et en milieu sauvage ont été examinés.
L’indice d’embonpoint est un paramètre qui est très utile pour la détection des impacts toxiques
des métaux en milieu sauvage, mais les facteurs qui influencent l’indice d’embonpoint sont peu
connus. En examinant les relations entre plusieurs paramètres physiologiques ou enzymatiques et
l’indice d’embonpoint, cette thèse fournit une meilleure compréhension des paramètres qui
influencent l’indice d’embonpoint.
Au cours d’une expérience en laboratoire, des perchaudes ont été exposées à différentes
rations alimentaires afin de manipuler leur taux de croissance et de faire varier l’indice
d’embonpoint. Cette expérience a démontré que les perchaudes réagissent rapidement à une
augmentation de la ration alimentaire en augmentant leur taux de croissance, leurs réserves
lipidiques et l’indice d’embonpoint. Afin de suffire à cette croissance rapide, une augmentation
des capacités aérobies et anaboliques a été observée. Le poids des cæca pyloriques augmente
aussi avec une augmentation de la ration alimentaire et sa réponse est beaucoup plus grande que
celle des autres paramètres. Après une période à croissance élevée, l’indice d’embonpoint, les
activités enzymatiques et le poids des cæca pyloriques des perchaudes recevant une ration de
maintien ne diminuent pas. Le maintien des activités enzymatiques élevées se fait aux dépens des
réserves lipidiques des perchaudes. Cette expérience de laboratoire démontre comment la
perchaude réagit à des changements de régime alimentaire et a servi de cadre de référence pour
les études de terrain.
Des perchaudes sauvages ont aussi été récoltées pendant trois années consécutives dans la
région de Rouyn-Noranda et deux ans dans la région de Sudbury, ces régions étant contaminées
par les métaux. Un premier constat était que les perchaudes sauvages, même celles des lacs de
référence, étaient soumises à des restrictions d’énergie importantes. Les faibles valeurs pour
l’indice d’embonpoint et l’indice lipidique ainsi qu’une perte de poids pour les caeca pyloriques
entre le printemps et l’été témoignent de cette restriction d’énergie. Un deuxième constat est que
les relations entre les enzymes et les paramètres biométriques sont différentes chez les
perchaudes sauvages des lacs de référence quand on les compare aux perchaudes maintenues en
laboratoire. Des enzymes représentant l’accumulation protéique (LDH et NDPK) semblent de
bons prédicteurs de l’indice d’embonpoint (vs les indicateurs aérobies en laboratoire) tandis que
ces mêmes indicateurs d’anabolisme protéique étaient les meilleurs prédicteurs de l’indice
lipidique. Dans les lacs contaminés, la présence de métaux dans l’environnement semblait avoir
un impact sur les enzymes qui étaient prédicteurs des paramètres physiologiques. Des enzymes
liés aux voies aérobies étaient aussi de bons prédicteurs de l’indice d’embonpoint chez les
perchaudes vivant en milieu contaminé, indiquant que la présence de métaux augmente les
dépenses d’énergie.
Même si ce n’était pas le but de ces études, le fait d’avoir échantillonné les mêmes lacs
pendant plusieurs années et d’avoir fait des échantillonnages durant différentes saisons au cours
d'une même année nous a permis d’examiner la variabilité des paramètres biométriques dans le
temps. Ces études confirment l’importance des variations saisonnières et démontrent que ces
variations sont particulières à chaque lac. L’examen des différences interannuelles a démontré
que la variation des paramètres biométriques dans un même lac peut être plus importante que les
variations observées le long d’un gradient de contamination. Ces importantes variations sont
semblables dans une même année et similaires entres les lacs d’une région et même entre les
deux régions d’études.
En conclusion, ces recherches fournissent une meilleure compréhension de comment
l’indice d’embonpoint des perchaudes réagit en laboratoire et en milieu naturel. Bien plus
complexe qu’une simple relation avec la ration alimentaire, l’indice d’embonpoint des
perchaudes sauvages est affecté par de nombreux autres facteurs naturels et anthropiques ainsi
que par la contamination métallique. Afin de bien interpréter les variations de l’indice
d’embonpoint, il faut parfaire notre connaissance de l’influence de ces facteurs sur la condition
de la perchaude.


identifier: Gauthier, Joël  (1995). Toxicité et bioaccumulation du cadmium chez le saumon atlantique juvénile (Salmo salar) en présence de matière organique dissoute (Mod) synthétique ou naturelle.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 112 p.

subject:
toxicité
bioaccumulation
cadmium
modèle de l'ion libre
matière organique dissoute
saumon
Salmo salar

abstract:
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L'acidification des eaux de surface provoque la mise en circulation de métaux traces (ex.
AI, Cd, Mn, Zn) dans le milieu aquatique. En laboratoire, plusieurs de ces métaux (ex. AI,
Cd) se révèlent toxiques envers les poissons dont le saumon Atlantique (Salmo salar). Il
existe beaucoup d'évidence à l'effet que la réponse biologique d'un métal dissous (toxicité
et bioaccumulation) soit proportionnelle à la concentration de l'aquo ion MZ+ ou ion libre.
Un modèle simple d'interactions métal-organisme a alors été élaboré par Morel (1983): le
modèle de l'ion libre (MIL). D'après celui-ci, l'influence de la matière organique dissoute
(MOD), qu'elle soit naturelle ou synthétique, se limite à une complexation de l'ion libre du
métal d'intérêt, donc à une diminution de toxicité et de bioaccumulation. Toutefois, il est
également possible que la MOD atténue la toxicité du métal par un effet direct à la
membrane biologique, contredisant ainsi le MIL.
La présente étude consistait principalement à valider le MIL en présence de cadmium et
de MOD synthétique (EDTA) ou naturelle (un acide fulvique extrait d'un sol) dans des
conditions se rapprochant de celles rencontrées dans les rivières de la Côte-Nord (pH=
5,50, eau très douce, dominance en anions organiques). Pour ce faire, des saumons
Atlantique juvéniles (Salmo salar, âge 0+ ou 1 +) ont été exposés à des concentrations
constantes de l'ion libre Cd²+ en milieu inorganique ou organique dans des bioessais
statiques ou dynamiques, i.e. à renouvellement continu. Le MIL prédit que la toxicité du
métal et sa bioaccumulation au niveau des branchies devraient demeurer constantes
dans de telles conditions. De plus, deux objectifs secondaires étaient visés: (i) déterminer
la toxicité aiguë du cadmium en milieu inorganique, (ii) évaluer l'accumulation branchiale
du Cd: en fonction de concentrations croissantes de Cd²+ d'un milieu à l'autre et en
fonction du temps (Cinétique).
La toxicité aiguë du Cd a été mesurée par la CL50 exprimée en terme de Cd²+. Les deux
valeurs, calculées pour deux groupes de poissons de provenance différente, sont de 3 et
15±4 nM de Cd²+. Au-delà d'une certaine concentration d'ion libre Cd²+ dans le milieu
d'exposition, un délai constant était visible avant le début de la mortalité étant donné la
saturation des canaux calciques. Toutefois, le cumul de la mortalité n'est pas
complètement indépendant de la concentration de l'ion libre en solution suggérant que
d'autres mécanismes de prise en charge/toxicité entreraient en jeu à de fortes
concentrations de Cd²+.
L'étude de la cinétique d'accumulation branchiale du Cd a, au début, mis en évidence une
accumulation rapide, suivie d'un état stationnaire: cet état persiste à faible concentration
d'ion libre Cd²+ (≈ 1 nM) mais à forte concentration d'ion libre (≈ 16 nM), on note une
seconde augmentation des concentrations branchiales de Cd.
En présence d'EDTA, le MIL prédit relativement bien la biodisponibilité du Cd.
Cependant, l'apparition d'un plateau de bioaccumulation branchiale en fonction de
concentrations croissantes de Cd²+ limite l'applicabilité du modèle. Ce plateau pourrait
être dû à la saturation des canaux calciques. En présence d'acide fulvique, la prédiction
du MIL n'a pas été respectée: la bioaccumulation branchiale du Cd était nettement moins
importante qu'en milieu inorganique malgré le fait que la concentration de l'ion libre Cd²+
était la même. L'explication la plus probable de l'effet protecteur apparent de la MOD
naturelle est son effet direct sur l'organisme. La MOD naturelle diminuerait la réponse
biologique de deux façons: par complexation et par l'action directe à la surface
membranaire. La nature de l'interaction MOD-cellule pourrait être hydrophobe ou encore,
elle pourrait impliquer la formation de liaisons hydrogènes. L'ion libre Cd²+ ne semble
donc pas pouvoir prédire adéquatement la biodisponibilité du cadmium en présence de
MOD naturelle.


identifier: Gauthier, Jean  (1993). Modélisation du transport de chaleur en milieu poreux: application à un système de pompage géothermique avec stockage d'énergie en aquifère.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 142 p.

subject: approvisionnement aquifère bâtiment canada chaleur chauffage énergie géothermique hydrogéothermique milieu phénomène pompe poreux transfert

abstract:
Afin de répondre à leurs besoins énergétiques toujours grandissant, les pays
industrialisés doivent innover en matière d'approvisionnement d'énergie. Les projets sont
confrontés à un contexte nouveau où les objectifs environnementaux et sociaux ont une
importance aussi significative que les objectifs économiques dans l'évaluation des projets.
Dans ce contexte, de nombreux programmes d'économie et d'efficacité énergétique ont
vu le jour ces dernières années et on observe un intérêt pour la diversification
énergétique.
La présente étude s'intéresse au potentiel d'utilisation des pompes géothermiques
couplées au stockage de chaleur en aquifère pour le chauffage des bâtiments. Pour
maîtriser cette technologie, il est important de bien comprendre le comportement
hydrogéothermique des aquifères soumis à ce genre d'exploitation. Cette étude évalue
donc, par des travaux de modélisation, l'influence de certaines caractéristiques physiques
des aquifères sur différents comportements hydrogéothermiques et sur l'efficacité du
stockage d'énergie en aquifère. Trois phénomènes hydrogéothermiques sont étudiés, soit
le temps de perçée de la chaleur entre deux puits, la convection naturelle par différence
de densité des fluides, et finalement les pertes thermiques agissant sur le stock de
chaleur. De plus, l'efficacité du stockage sera évaluée pour deux aquifères représentatifs
du contexte hydrogéologique québécois.
Il est observé que l'épaisseur de l'aquifère est le paramètre physique qui influence
le plus les différents comportements hydrogéothermiques. Les autres paramètres étudiés
ayant une influence significative sur le comportement de la chaleur dans le sol sont:
l'anisotropie du milieu, la stratification de l'aquifère, l'écoulement régional de la nappe,
l'épaisseur et le type d'éponte, et finalement le coefficient de dispersion.
De plus, il est démontré que des travaux de stockage de chaleur pourraient être
efficaces aux Québec. En effet, on observe pour une nappe sans écoulement de la
région de Rougemont un taux de récupération de chaleur de 60% et pour une nappe
avec écoulement de la région de Rivière-Du-Loup, un taux de récupération d'environ
25%. Ces résultats permettent d'espérer l'utilisation de cette technologie comme source
de diversification énergétique là où les conditions hydrogéologiques sont favorables.


identifier: Gélineau, Martine  (1987). Détermination des lieux de transformation des sulfates dans le bassin versant du lac Laflamme (parc des Laurentides, Québec) à l'aide des isotopes stables du soufre et de l'oxygène.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 94 p.

subject:
anthropique
bassin versant
biogéochimie
composition
ferro-humique
isotope stable
lac  Laflamme
oxygène
percolation
podzol
sol
soufre
sulfate

abstract:
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Les apports de soufre imputables aux précipitations acides peuvent influencer
le cycle naturel du soufre de certains écosystèmes forestiers. Parmi
les compartiments de soufre, la végétation joue un rôle important par ses
réactions d'assimilation et de réduction des sulfates. Pour sa part, le sol
est le siège de plusieurs transformations des sulfates, dont les principales'
en milieu aérobique sont les processus de minéralisation-immobilisation et
d'adsorption-désorption. On retrouve de plus, dans les eaux de surface et
les sédiments, les mêmes processus qu'au niveau de la végétation et du sol.
Toutefois, il Y a peu de temps encore, on considérait le sulfate comme un
ion conservateur, ou encore que les quantités de soufre impliquées dans ces
réactions étaient négligeables par rapport aux apports anthropiques. Des
études récentes suggèrent, au contraire, que le sulfate subit une transformation
importante lors de son passage à travers le bassin versant. Afin
d'identifier à quel endroit du bassin se produit la transformation des
sulfates, la composition isotopique du soufre et de l'oxygène des sulfates a
été étudiée dans différents réservoirs de sulfates dissous du bassin versant
du lac Laflamme (Parc des Laurentides, Québec). La précipitation en milieu
découvert et couvert, l'eau de percolation des horizons de sol LFH et Bhf2,
l'eau souterraine, l'eau du tributaire du lac Laflamme, du lac lui-même et
de l'exutoire constituent les huit réservoirs considérés. L'échantillonnage
s'est déroulé du mois de juin au mois d'octobre 1986.
Le δ34S des sulfates est très variable d'un mois à l'autre pour un même
réservoir. Il existe aussi de grandes variations entre les différents
réservoirs. Les variations observées ne sont pas consistantes d'une date à
l'autre ou d'un réservoir à un autre. Elles peuvent difficilement être
reliées a des processus affectant les sulfates en milieu naturel. Un
problème analytique est possiblement la cause de ces résultats incohérents.
Le δ18O des sulfates de la précipitation à découvert varie de 8,6 à
11,9 0/00 pour la durée de l'échantillonnage. On constate une diminution
progressive du δ18O des sulfates entre les quatre compartiments successifs
suivants: la pluie à découvert, la pluie sous couvert forestier, l'eau de
percolation de l'horizon LFH et de l'horizon Bhf2. Cependant, d'un point de
vue statistique, les valeurs de δ18O des sulfates ne deviennent significativement
différentes de celles de la précipitation à découvert que lorsque
l'eau a percolé à travers l'horizon Bhf₂ (0,7 à 4,1 0/00). Pour leur part,
les valeurs de δ18O des sulfates de l'eau souterraine, de l'eau du tributaire,
du lac et de l'exutoire ne sont pas significativent différentes de
celles de l'eau de percolation de l'horizon Bhf2. Cette diminution du δ18O
des sulfates entre la précipitation à découvert et l'eau de percolation de
l'horizon de sol Bhf2,  suivie d'une stabilisation sur le reste du parcours,
semble indiquer que la transformation impliquant les sulfates se produit, en
grande partie, dans les premières couches de sol. Le contact des sulfates
avec le couvert forestier joue possiblement, lui aussi, un rôle dans la
transformation des sulfates, mais son influence n'a pu être mise en évidence
de façon statistique.
L'incorporation des sulfates sous forme organique (esters de sulfates et
liens C-S) pourrait expliquer la modification du δ18O des sulfates dans le
sol. Certains calculs approximatifs laissent croire que près des deux tiers
des sulfates pourraient avoir subi une transformation pendant leur passage à
travers le bassin versant du lac Laf1amme.

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

Acid precipitation is responsible for heavy inputs of sulfur which may
influence the sulfur cycle of forested ecosystems. Among sulfur pools,
vegetation has a major role because it is the site of assimilatory reduction
of sulfate. Many transformations also take place in the soil. In aerobic
soil, mineralization-immobilisation and adsorption-desorption are important :"
components of the sulfur cycle. These processes occurring in vegetation and
soil take place in natural waters and sediments as well.
However, it has long been assumed that sulfate behaves conservatively in
watersheds, the sulfur involved in the processes mentionned above being
considered negligible compared to atmospheric inputs. Some recent studies
suggest that, on the contrary, transformation implying important amounts of
sulfates occurs in some watersheds. In order to identify where in the basin
the transformation of sulfates might occur, the isotopic composition of
sulfur and oxygen of sulfate ion was studied in different pools of the
Laflamme Lake watershed (Laurentides Park, Quebec). Eight reservoirs were
sampled: precipitation, throughfall, soil solution from the LHF and Bhf2
horizons, groundwater, water from Laflamme Lake inlet, lakewater and water
from the outlet stream. The sampling took place from June to October 1986.
Large variations were seen in the δ34S of sulfate from one sampling period
to the other in the same reservoir . There were also large variations
between the different reservoirs. Those changes were inconsistent from one
sampling date to another or from one pool of sulfate to another. It was
impossible to relate the variations of isotopie composition to natural
processes involving sulfates. An analytical problem could explain those
inconsistent results.
The values of δ180 of sulfate in precipitation ranged from 6,6 to 11,9 0/00
during the whole sampling period. There was a progressive decrease of δ180
of sulfate between the four following reservoirs: precipitation, throughfall,
soil solution from LHF horizon and soil solution from Bhf2 horizon.
From a statistical point of view, the δ180 of sulfate of precipitation was
significantly modified after the transit of sulfate through the Bhf2 horizon
only. The values of δ180 of sulfate of groundwater, inlet water, lakewater
and outlet water were not significantly different from those of the soil
solution of the Bhf2 horizon. This decrease of the δ180 of sulfate from
precipitation to the Bhf2 horizon, followed by a stabilization for the rest
of the transit of sulfate through the watershed suggests that the transformation
of sulfate essentially takes place in the first ground strata.
Passage of precipitation through the canopy could also be involved in the
transformation of sulfate although it could not be demonstrated with
statistical criteria.
Incorporation of sulfate into organic forms (ester sulfates and carbon
bonded sulfur) could explain the modification of δ180 of sulfate in the
soil. Some crude estimates suggest that nearly two thirds of deposited
sulfate could have been transformed during its passage through Laflamme lake
watershed.


identifier: Germain, Louis  (1991). Dynamique des composés azotés et activité microbiologique de la neige au cours de la fonte printanière.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 105 p.

subject:
fonte des neiges
polluants
précipitation acide
printemps
simulation

abstract:
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L'objet de cette étude est de mieux comprendre le comportement des formes
d'azote inorganique à l'intérieur de la neige et dans l'écosystème ainsi que
l'influence de l'activité biologique nivéale sur celles-ci au moment de la
fonte printanière.
Dans la première partie de cette étude, trois séries de fontes simulées ont été
réalisées en laboratoire. Les deux premières séries de fonte ont été
effectuées avec une neige propre (i.e. dépourvue ou presque de matière
organique) provenant d'un milieu ouvert. La troisième série de fontes a été
réalisée avec une neige provenant également d'un milieu ouvert mais à laquelle
une quantité connue de matière organique provenant de la litière coniférienne a
été préalablement ajoutée. Pour cette série, un traceur isotopique stable
(K15N03) a été introduit à la neige dans le but de suivre le cheminement de
l'azote dans la colonne de neige.
Les résultats montrent que dans le cas des deux premières séries, les concentrations
des formes N03 et NH4 n'ont pas subi de changement important au
cours des fontes simulées. Par contre, les concentrations des cations K, Ca et
Mg ont augmentées. Dans le cas des fontes de la troisième série, des pertes de
Cl, N03 et NH4 ont été enregistrées alors que des gains importants ont été
notés pour certains cations tel le potassium.
Il ressort que la présence de matière organique à l'intérieur de la neige
semble influencer les concentrations des espèces ioniques qui s'y trouvent
aussi bien à la hausse qu'à la baisse. Les formes d'azote inorganique telles
N03 et NH4 constituent de bonnes sources nutritives pour les micro-organismes
et c'est probablement ce qui explique leur diminution au moment de la fonte.
D'autre part, certains cations semblent originer directement du lessivage de la
matière organique au moment ou celle-ci entre en contact avec l'eau de fonte.
Cela expliquerait l'augmentation de façon marquée des espèces ioniques Na, Mg,
K et Ca.
Dans la seconde partie de cette étude, des échantillons de neige avec et sans
algues nivéales ont été prélevés sur le terrain au printemps et à l'été 1988
dans le but d'en effectuer l'analyse chimique.
Nous avons observé la présence d'algues nivéales chlorophytes du genre
Chloromonas. C'est le premier signalement de cette algue au Québec.
Les analyses chimiques que nous avons menées ont fait ressortir que ces algues
utilisent l'azote inorganique de la neige comme élément nutritif au cours de la
fonte printanière.
Les mécanismes habituels d'assimilation biologique de l'azote par les microorganismes
connus dans les systèmes aquatiques et les sols forestiers semblent
se produire de façon similaire dans la neige, et ce, de façon plus évidente au
moment de la fonte. Les modèles hydrogéochimiques de fonte doivent donc prendre
en considération cet aspect.


identifier: Germain, Michel  (1986). Essais et analyse d'un modèle de prévision de l'érosion des sols.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 218 p.

subject:
agricole
ANSWERS
bassin versant
bilan
déterministe
érosion
hydrologie
masse
modèle
Québec
sédiment
sol
suspension
transport

abstract:
Afin de déterminer s'il y a des problèmes d'érosion des sols agricoles
au Québec, quelques agronomes ont réalisé des études de sensibilité avec
diverses pratiques culturales. Ces études ne portaient que sur quelques
parcelles de terrains et ne visaient qu'un but scientifique ou cognitif.
Cependant, avec le programme d'assainissement des eaux il faut maitriser
des outils assez puissants et pratiques pour déterminer les zones problèmes
à l'échelle du Québec. Il ne faut pas oublier que la qualité des
eaux en milieu agricole est grandement affectée par la présence de sédiments,
d'engrais chimiques, de pesticides et de matière organique provenant
des terres agricoles.
La modélisation déterministe est un outil mathématique qui peut permettre
de simuler les processus physiques connus qui sont à l'origine de l'érosion
et donner éventuellement une image réaliste de la situation.
L'essai d'un de ces modèles sur un bassin versant québécois a été concluant
après calibration. La voie à une campagne québécoise de reconnaissance
de l'état des sols est donc ouverte.


identifier: Gervais, Félix  (2003). Évolution structurale des dômes orthogneissiques du complexe d'Aguanish, province de Grenville orientale.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 89 p.

subject: gneissique dôme structure orthogneissique Aguanish Grenville

abstract:
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Le Complexe d'Aguanish, situé dans la Province de Grenville orientale, est l'un des complexes
gneissiques (1.49-1.50 Ga) bordant la fosse de Davy. Cette dernière est une synforme droite et
serrée, de plus de 100 km d'extension, dont la géométrie est définie par des sills gabbroïques
intercalés et plissés avec les sédiments du Groupe de Wakeham (1,60 - 1,50 Ga). La foliation
régionale et les contacts lithologiques dans le Complexe d'Aguanish définissent des dômes de
dimensions kilométriques formés lors du pic métamorphique régional de faciès amphibolites
supérieur. Ce mémoire présente l'analyse structurale de trois dômes situés dans le mur de la
fosse de Davy, analyse visant à identifier le mécanisme de formation des dômes.
Le dôme de Jalobert est la structure la plus complète et la mieux exposée de la région d'étude.
Sur la carte géologique et les photos aériennes, les trajectoires de foliation définissent une ellipse
sigmoïde alors qu'en coupe, elles adoptent la forme d'un dôme présentant des flancs fortement
inclinés et un coeur sub-horizontal. Des trajectoires de linéations d'étirement sub-horizontales
parallèles à l'axe long du dôme sont bien développées le long des flancs. Par contre, la partie
interne du dôme présente un patron de linéations radial et une foliation sub-horizontale
superposée sur une fabrique antérieure. Des cisaillements d'extension conjugués renfermant du
mobilisat granitique sont omniprésents dans le Complexe d'Aguanish. L'analyse de l'orientation
des axes principaux de la déformation flnie associés à ce,s cisaillements montre que les axes
d'allongement maximum (λ1) sont tangentiels à l'enveloppe du dôme alors que les axes
d'allongement minimum (λ3) forment un patron radial pointant vers le coeur du dôme.
Un patron de déformation similaire semble caractériser la partie affleurante du dôme de
Pontbriand. Cependant, le patron de déformation du coeur du dôme est clairement différent; alors
que les λ1 pointent également vers le centre du dôme, les λ3 montrent une forte plongée parallèle
à celle des tectonites de type L présentes dans le coeur du dôme.
La région située entre le dôme de Pontbriand, la fosse de Davy et le dôme de Watshishou est
caractérisée par une intersection triple des trajectoires de foliation, vers laquelle convergent les
trajectoires de linéations et les axes de plis, qui adoptent une position verticale au coeur de
l'intersection triple.
Parmi les mécanismes couramment invoqués pour expliquer la formation de dômes gneissiques
(ex.: plissement superposé, pli en échelon, pli en fourreau mégascopique, extension crustale
associée à des complexes à noyau métamorphique), le diapirisme à l'état solide est le plus
compatible avec le patron structural du Complexe d'Aguanish. Ainsi, les caractéristiques
structurales du dôme de Jalobert correspondent à celles formées dans la partie sommitale en
expansion d'un diapir, alors que le patron de déformation associé au dôme de Pontbriand reflète
possiblement le fluage vertical caractérisant la déformation dans le tronc du diapir. Enfin,
l'intersection triple verticale est interprètée comme étant le résultat de l'interférence entre la
montée des dômes de Watshishou et de Pontbriand, et l'enfoncement de la fosse de Davy.
La montée diapirique des orthogneiss migmatisés du Complexe d'Aguanish peut s'expliquer dans
un contexte tectonique régional de sagduction (enfoncement gravitaire) d'un lourd assemblage
supracrustal dans la croûte granitique sous-jacente dont la ductilité est fortement augmentée suite
à la fusion partielle. Ainsi, cette croûte de ductilité élevée et de viscosité réduite aurait fluée par
diapirisme sous l'effet de l'enfoncement de l'assemblage gabbro-sédiment qui a donné lieu à la
fosse de Davy. Il est proposé que l'événement thermique majeur à l'origine de ce processus
découle de l'effet couplé d'une couverture thermique créée par la mise en place des sills de
gabbros, et du sous-plaquage magmatique précédant la mise en place de la Suite anorthositique
de Havre-Saint-Pierre, l'une des plus grandes intrusion de type anorthosite-mangéritecharnockite-
granite (AMCG) de la Province de Grenville.


identifier: Giasson, Maude  (2008). Un élément 3D minimal pour les écoulements fluviaux à surface libre.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 136 p.

subject:
écoulements fluviaux
modélisation hydrodynamique numérique
Navier-Stokes
hydrostatique

abstract:
Ce travail se situe dans un contexte de modélisation hydrodynamique numérique.
Après avoir fait le lien entre les équations bidimensionnelles et tridimensionnelles
représentant l'écoulement, l'étude se concentre sur les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles
et hydrostatiques. Dans le cadre d'une discrétisation par élément fini,
un élément tridimensionnel minimal est présenté. Ce dernier est développé mathématiquement
puis implanté au sein de H2D2, une application hydrodynamique. L'élément
présenté est validé sur un canal en courbe et les résultats obtenus sont comparés aux
résultats 2D.


identifier: Benazon, Netta  (1992). Étude expérimentale et modélisation du transport de l'ammonium et de nitrate dans un sol sablonneux: effet d'une contamination par le pétrole.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 182 p.

subject:
ammonium
nitrate
sol sablonneux
contamination
pétrole
kérosène
aquifère
biodégradation
biorestauration
hydrocarbure
modélisation
sable
transport

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
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Après une fuite de réservoir souterrain de stockage, la présence de pétrole en forme résiduelle dans le sol est une source majeure de contamination des eaux souterraines. Donc, cette forme doit être traitée immédiatement afin de minimiser l'étendue de la contamination en forme dissoute. La biodégradation in situ a récemment reçu beaucoup d'attention comme méthode prometteuse pour éliminer une contamination en forme résiduelle. Cependant, l'expérience pratique a montré que l'efficacité de cette méthode peut être limitée par une distribution inadéquate des composés accepteurs d'électrons et des éléments nutritifs lors de l'injection de ceux-ci dans le sous-sol. Afin d'améliorer l'efficacité du procédé de biorestauration, des modèles mathématiques peuvent être utilisés pour prédire le transport et le destin de ces éléments nutritifs suite à l'injection dans la zone contaminée. Des tels modèles pourraient être utilisés, par la suite, comme aides dans la conception d'un système optimal de puits d'injection et de récupération. Plusieurs modèles de transport-biodégradation dans la zone saturée du sol ont été récemment développés. Cependant, ceux-ci n'ont pas examiné l'effet d'une contamination en forme résiduelle sur le transport des éléments nutritifs. Ainsi, l'objectif de cette étude était de déterminer l'effet d'une contamination en forme résiduelle due au kérosène sur le transport d'un composé accepteur d'électrons (NO3?) et d'un élément nutritif (NH4?) dans un sol saturé en eau. À cette fin, un modèle de transport uni-dimensionnel a été utilisé afin de prédire les courbes de fuite de NO3? et NH4? obtenues à partir des expériences de transport en colonnes de sol non contaminé et contaminé par une forme résiduelle de kérosène. À l'exception du coefficient de dispersion hydrodynamique (D) pour le composé NO3? ainsi que des facteurs retard (R) pour les composés NO3? et NH4? qui ont été calculés à partir de l'équation 17, tous les paramètres du modèle de transport ont été déterminés indépendamment par des expériences de laboratoire, et l'effet d'une contamination en forme résiduelle sur les valeurs de ceux-ci a été examiné. Les courbes de fuites simulées ont été comparées à celles obtenues expérimentalement. Il a été trouvé que la présence de kérosène en forme résiduelle n'a pas eu d'effet significatif sur la grandeur de la réaction d'échange d'ions entre NH4? et la Ca²? du sol. Donc, la valeur du coefficient de distribution (Kd) était la même pour les deux sols, non contaminé et contaminé. Également, la présence d'une contamination en forme résiduelle n'a pas eu d'effet significatif sur la valeur de la dispersivité longitudinale (a). Cependant, la présence de kérosène a causé une baisse dans le volume d'eau contenu dans les pores à saturation, ce qui a augmenté la vitesse flux de l'eau dans les pores dans la colonne contaminé. En conséquence, les simulations engendrées par le modèle ont montré NO3?, qui est un ion non échangeable (non retardé), sera transporté plus rapidement dans un sol contaminé que dans un sol non contaminé. Par ailleurs, les simulations du transport pour NH4?, qui est un ion échangeable, ont indiqué que la présence d'une contamination en forme résiduelle aura un effet très faible sur le transport de celui-ci. Ce résultat a été obtenu parce que le changement dans le temps de sortie de la courbe de fuite causé par la présence de kérosène était très faible comparativement au temps de résidence élevé dans le sol de cet ion très réactif. Une comparaison entre les résultats de simulation engendrés par le modèle et ceux obtenus par les expériences de transport en colonnes de sol a confirmé que les prévisions du modèle ont été fiables. Afin de vérifier l'applicabilité des résultats de cette étude, il importe de mener des expériences de transport sur le terrain ou en colonnes de sol non perturbé. si des résultats semblables à ceux constatés dans cette étude sont obtenus, l'effet d'une contamination en forme résiduelle devrait être considéré dans les modèles de biodégradation in situ qui simulent notamment le transport des composés non échangeables tel que NO3-.


identifier: Gignac, Charles  (2012). Utilisation de la télédétection radar haute-résolution pour l'étude du régime glaciel marin au voisinage des infrastructures maritimes du Nunavik.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 122 p.

subject:
télédétection
radar haute-résolution
régime glaciel marin
infrastructure maritime
cartographie
MIRGS
couvert de glace
RADARSAT-2
Nunavik

abstract:
Les glaces de mer sont observées depuis plus de trente ans grâce aux satellites radar (Carsey
et al., 1992). Par contre, malgré les multiples recherches effectuées sur le suivi des glaces
marines grâce au radar, peu de ces dernières portent sur de petits territoires. Avec l'avènement
des effets probants du réchauffement climatique et de ses effets sur le couvert glaciel, des
avenues de recherche visant l'utilisation de l'imagerie radar haute résolution se sont
présentées.
Combinant à la fois une approche de cartographie des glaces de mer au niveau local dans les
communautés nordiques de Quaqtaq et Umiujaq et l'extraction de données de concentrations
pouvant s'avérer utiles aux experts en ingénierie maritime, cette recherche est un premier pas
vers une approche de suivi local des glaces marines.
La réalisation de ce projet a impliqué l'acquisition de plusieurs images du satellite canadien
RADARSAT-2 et l'utilisation de l'algorithme de segmentation d'images MIRGS (Multivariate
Iterative Region Growing Using Semantics) développé à l'Université de Waterloo en Ontario
(Qin et al., 2010). Cette recherche constitue en soi un test pour l'algorithme avec de l'imagerie
haute résolution car il fût originalement conçu pour être utilisé avec de l'imagerie en mode
ScanSAR ayant une résolution spatiale de 250m.
L'objectif principal de ce projet est d'adapter la méthode MIRGS aux images de haute-résolution.
Les objectifs secondaires sont la création d'une cartographie permettant de suivre
l'évolution du couvert de glace autour des infrastructures maritimes au Nunavik et également la
comparaison des concentrations observées avec le radar haute-résolution et celles observées
avec les données NSIDC provenant de micro-ondes passives.
Les résultats montrent le potentiel de MIRGS avec les données radar en haute résolution et
permettent de cerner les forces et faiblesses de l'algorithme. Une base de données, créée à
partir des cartes de glace produites, a été compilée et permet d'observer la dynamique de la
concentration totale de glaces autour des infrastructures. La précision des classifications est de
79 % pour les cartes produites en période de formation du couvert (1 à 4 types de glace) et de
94% pour celles produites en période de fonte (1 à 2 types de glace). Ce résultat est très
acceptable pour suivre le processus d'englacement et estimer les concentrations de glace
autour des infrastructures. Des améliorations au processus de segmentation ont été proposées
et permettront certainement de faire augmenter le niveau de précision. La comparaison inter- échelle n'a permis de dégager aucun lien. Plus forte lors de l'englacement que lors de la fonte,
la corrélation entre les deux échelles n'a toutefois qu'une signification très faible.
Les conclusions apportées par cette étude permettront d'améliorer les performances de MIRGS
et de guider les ingénieurs maritimes en charge des infrastructures dans leurs évaluations de la
vulnérabilité des infrastructures maritimes du Nunavik.