identifier: Giroux, Mélanie  (2004). Étude des mécanismes par lesquels la PKC-a module l’inflammation et la présentation antigénique chez le macrophage murin.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 235 p.

subject: inflammation macrophage immunite t cellule

abstract:
En  participant  à  plusieurs  fonctions  immunitaires,  le  macrophage   occupe  une  place centrale aussi bien dans l'immunité innée que dans l'immunité acquise.   La plupart des fonctions du macrophage  sont inductibles  et son exposition  à divers  stimuli  déclenche une  série  d'évènements intracellulaires  complexes,  incluant  l'activation des  protéines kinases C (PKCs), qui ultimement mèneront à l'expression de différents  gènes impliqués dans la modulation des fonctions du macrophage.

Les résultats obtenus tout au long de ces travaux nous ont conduit  à préciser les mécanismes moléculaires qui mènent à l'expression  de la cyclooxygénase (COX)-2 et du complexe   majeur   d'histocompatibilité  (CMH)   de  classe   II,   nous   permettant   ainsi d'atteindre    l'objectif   général   de   cette   étude   qui   consistait   à   mieux   comprendre l'activation  des fonctions du macrophage, respectivement dans l'inflanunation et la présentation antigénique.   Des clones de la lignée de macrophages murins RAW 264.7 surexprimant  un mutant dominant-négatif  (DN) de l'isoenzyme a de PKC se sont avérés des outils indispensables afin de mettre en évidence, dans un premier temps, le rôle de cet isoenzyme dans la régulation de l'expression  de la cyclooxygénase  (COX)-2  en réponse au LPS et à l'IFN-y.  Plus précisément, en réponse au LPS, la surexpression  du mutant DN  de  PKC-a  engendre  une diminution  de  l'expression   de  COX-2  sans  pour  autant diminuer la sécrétion des PGE2, tandis qu'en réponse à l'IFN-y, on observe plutôt une augmentation  de l'expression  de COX-2 ainsi que de la sécrétion  des  PGEz. Dans un deuxième  temps,  nos  résultats  indiquent  qu'en   agissant  sur  la  transcription   du  gène CIITA dépendante de l'activation du facteur de transcription IRF-1, PKC-a contribue également à moduler l'expression du CMH II en réponse à l'IFN-y.

Afin d'échapper à la reconnaissance  par les cellules T et ainsi promouvoir  leur survie à l'intérieur de l'hôte, plusieurs microorganismes  inhibent 1'expression  du CMH II par des mécanismes  qui restent  encore mal connus. Par conséquent,  les expériences  proposées dans la dernière partie de cette étude avaient pour but de mieux comprendre  la stratégie qu'utilise le parasite intracellulaire obligatoire Leishmania donovani pour mener à l'inhibition de l'expression du CMH Il.


identifier: Jouve, Guillaume  (2013). Caractérisation microsédimentologique et géochimique des sédiments lacustres de la Laguna Potrok Aike, dans la province de Santa Cruz en Patagonie argentine: implications paléoenvironnementales et paléoclimatiques.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 202 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
microsédimentologie
µ-XRF
lames minces
granulométrie
MEB
EDS
analyse d'image
Tardiglaciaire
Antarctic Warm Event
microponces
calcite
monohydrocalcite

abstract:
Cette thèse a pour but de comprendre comment les propriétés sédimentaires sont
influencées par le climat et l'environnement au cours du temps. Nous avons donc étudié l'aspect
sédimentologique et géochimique à l'échelle microscopique (µ-XRF, MEB-EDS, granulométrie
laser et par analyse d'image) des sédiments lacustres d'un lac de maar situé aux moyennes à
hautes latitudes de l'Hémisphère Sud en Patagonie argentine, dans la province de Santa Cruz.
Nous nous sommes intéressés à plusieurs thèmes de recherche: (1) les changements abrupts du
climat en Patagonie et ses relations avec les signaux antarctiques, région qui entretient des
relations étroites avec notre site d'étude en raison de leur proximité; (2) les relations entre la
nature du sédiment (composition et granulométrie) et son signal géochimique ; (3) les résultats µ-XRF
en tant qu'indicateur des changements environnementaux et climatiques.
Les analyses microsédimentologiques lors du Tardiglaciaire, entre 10500 et 15500 ans BP
âges calibrés, ont permis de mettre en lumière l'impact géochimique d'une multitude de
fragments de ponces au sein des sédiments. De ce fait, les interprétations des signaux XRF ont
été revues et une nouvelle interprétation a pu ainsi être proposée pour cette période, en accord
avec les autres proxies développés dans le projet P ASADO. Ainsi, contrairement à ce qui avait
été proposé précédemment, il semblerait que cette période soit caractérisée par des vents d'est
dominant et un climat relativement froid avec des étés doux. Ensuite, nous nous sommes
intéressés à l'Holocène, vers 8400 ans BP âges calibrés; l'étude à très haute résolution de six
lames minces nous a permis de montrer que le plus fort taux de sédimentation enregistré dans
notre séquence sédimentaire est due autant à la précipitation de calcite et de monohydrocalcite in
situ qu'à l'apport hydrologique ou éolien. Par conséquent, cet épisode peut être aussi bien relié à
des variations de température qu'à des variations de régime des vents, eux-mêmes en relation
avec les régimes de précipitations. Enfin, nous avons montré que sur de longues séquences
sédimentaires lacustres, l'étendue des variations des microfacies peut être très importante, que
des microfacies similaires peuvent avoir des signaux géochimiques différents et inversement. Par
conséquent, rares sont les proxies µ-XRF qui peuvent être utilisées pour notre séquence
sédimentaire lacustre au complet, ce qui met en avant l'idée que l'utilisation d'une proxy µ-XRF
développé pour un site d'étude ne peut pas être automatiquement appliquée à un autre.

Abstract

This thesis aims to understand how sedimentary properties are influenced by climatic and
environmental changes over time. We analyzed the sedimentological and geochemical aspect in
microscopie scale (µ-XRF, SEM-EDS, grain size characterization using laser diffraction and
image analysis) from lacustrine sediments of a maar lake situated in the mid- to high-Iatitudes of
the Southern Hemisphere in the Argentinean Patagonia, in the province of Santa Cruz. We were
interested in several research topics: (1) abrupt climate changes in Patagonia and Antarctica, area
that are in close relation with our study site because of their proximity, (2) the relationship
between the nature of sediment (composition and grain size) and the geochemical signal, (3) and
XRF ratios as proxies of environmental and climate change.
Microsedimentological analyses during the Late Glacial (between 10 500 and 15 500 cal.
BP) highlighted the geochemical impact of a multitude of pumice fragments (micropumices) in
the sediments. Therefore, interpretations of XRF signaIs were reviewed and a new interpretation
has been proposed for this period, in agreement with other proxies developed in the PASADO
project. Then, contrary to what had been suggested earlier, it seems that this period is
characterized by dominant easterly winds and a relatively cool climate with mild summers. High-resolution
studies of six thin-sections during the beginning of the Holocene climate period,
around 8400 years BP calibrated age, showed that the highest sedimentation rate recorded in our
entire sedimentary sequence is due to autochthonous calcite and monohydrocalcite precipitation
as well as detrital input (either wind or precipitation). Therefore, this episode cannot he assigned
to precipitation variations anymore than it can be to temperature variation. Finally, comparing
SEM-EDS analyses, grain size and µ-XRF along Last Glacial sediments, we have shown that
1 . many µ-XRF proxies cannot be used for an entire long lacustrine sedimentary sequence. This
warns against their use from one site to another.


identifier: Millet, Emmanuelle  (2013). Modélisation de l'hétérogénéité de l'aquifère deltaïque de Valcartier et son impact sur la dispersivité et l'âge de l'eau souterraine.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 106 p.

subject:
hétérogénéité
conductivité hydraulique
aquifère pro-deltaïque
âge
eau souterraine
modélisation
numérique
k homogène
k krigé
géostatistique
Valcartier

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

L'objectif principal de ce travail était d'étudier l'impact de l'hétérogénéité de la conductivité
hydraulique (K) sur la dispersion dans le cas d'un aquifère pro-deltaïque ayant déjà été
intensivement caractérisé. En particulier, on se propose ici d'utiliser un estimateur in situ de
l'âge de l'eau souterraine comme indicateur de la dispersion. Le présent mémoire est composé de
deux chapitres complémentaires. Le premier chapitre présente les principes de la modélisation
numérique de l'âge de l'eau souterraine par l'entremise de simulations numériques. Notamment,
les effets des différentes conditions qui peuvent être présentes dans des aquifères ont été analysés
en fonction des résultats de la modélisation numérique. Le transport d'âge étant influencé par
deux grands processus: l'écoulement (advection) et le mélange (dispersion). Les deux ont été
testés lors de simulation d'âge (par advection et par advection-dispersion) pour différents
modèles d'aquifères 2D verticaux, homogènes ou hétérogènes. Les résultats ont permis de mettre
en évidence un effet de la dispersion qui lisse les âges obtenus en réduisant les maximums; les
âges obtenus par advection étant supérieurs à ceux obtenus par advection-dispersion. La
modélisation d'âges advectifs-dispersifs, sur plusieurs aquifères synthétiques, a également
permis de simuler l'effet de la structure de l'aquifère sur les âges, avec la présence
d'hétérogénéité pouvant induire localement un rajeunissement ou un vieillessement des eaux.
La deuxième partie de ce mémoire, sous forme d'article, est une étude sur l'impact de trois
niveaux d'hétérogénéité sur la dispersion et la simulation d'âge au sein de l'aquifère deltaïque de
Valcartier. Il est reconnu que l'hétérogénéité spatiale de la conductivité hydraulique (K) joue un
rôle majeur sur les écoulements et le transport de masse. Cette étude propose de quantifier ces
effets sur l'aquifère deltaic de Valcartier qui s'étend sur 15 km². En raison d'une contamination
dissoute de tricloroéthène (TCE), le site a été largement caractérisé et inclus de l'information
hydrostratigraphique issus de descriptions de forage (7000 m à 430 localisations). Cette
caractérisation inclus également des mesures d'âges isotopiques obtenues avec la méthode
tritium-hélium. Les âges observés et simulés ainsi que l'étendu du panache de TCE ont été
utilisés, au sein d'un modèle numérique d'écoulement, comme indicateurs des effets dispersifs
de différents niveaux d'hétérogénéité. La première partie de cette étude présente la définition des
champs de K avec trois niveaux d'hétérogénéité. Un champ de K homogène utilise les valeurs
horizontale (Kh) et verticale (Kv) de K qui fournissent le meilleur calage des charges avec le
modèle numérique. Le deuxième niveau d'hétérogénéité est issu des travaux de Ouellon et al.
(2008) qui ont krigé les proportions de quatre hydrofaciès (HF) en se basant sur les descriptions
de forage et en dérivant les valeurs de Kh et Kv de formules de moyenne généralisée dans un
milieu stratifié. Le troisième niveau d'hétérogénéité de K a été obtenu grâce à l'utilisation
conjointe de deux méthodes stochastiques. Premièrement, la méthode de simulation multipoints a
permis de définir la distribution spatiale des HFs tout en reproduisant les HFs identifiés sur les
descriptions de forage mais aussi en se basant sur l'utilisation d'une image d'entraînnement,
permettant d'intégrer une information sur la distribution spatiale des textures des HFs.
Deuxièmement, par le biais des simulations séquentielles Gaussiennes, la distribution spatiale de
l'hétérogénéité de K a été générée au sein de chaque HF pour chaque réalisation d'HF. Cette
méthodologie a aboutit à la création de 60 réalisations de K reproduisant ainsi deux niveaux
d'hétérogénéité géologique. Dans la seconde partie de cette étude, l'âge advectif obtenu par
traçage de particule a été comparé pour les trois niveaux d'hétérogénéité. Le transport de masse
(TCE) et d'âge a également été comparé pour les deux modèles déterministes. Les résultats ont
montré que les modèles hétérogènes possédaient des effets dispersifs, même avec un traçage de
particule contrôlé par l'advection, induisant une bonne correspondance avec les âges mesurés.
De faibles valeurs de dispersivité ont toutefois dues être utilisées pour le transport de masse de
TCE et d'âge pour égaler les mesures et les résultats du traçage de particule. Les modèles
hétérogènes ont donc montré une intégration des effets dipersifs causés par l'hétérogénéité du
champ de K, permettant ainsi de limiter les effets d'échelle de dispersivité dont souffre les
modèles numériques homogènes. Le potentiel de l'âge a également été montré en tant
qu'indicateur de la dispersivité transversale, mais ne fournit pas de contrainte sur la dispersivité
longitudinale. Globalement, le modèle de K krigé restitue de manière plus adéquate les âges
mesurés ainsi que la forme du panache, montrant que les modèles stochastiques tels qu'ils ont été
produits pourraient exagérer le niveau d'hétérogénéité des HFs, et donc de K. Cette étude fournit
un aperçu sur l'impact que peuvent avoir differentes représentations de l'hétérogénéité d'un
aquifère sur la dispersion et le transport de masse (représenté par l'âge et le TCE), et illustre
l'utilisation potentielle de l'âge comme indicateur de la dispersion.

Abstract

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.
The main objective of this study was to evaluate the impact of the heterogeneity of hydraulic
conductivity (K) on the dispersion effect in a deltaic aquifer. We propose here to use in situ
groundwater age as an indicator of the dispersion. This thesis includes two complementary
chapters. The first chapter presents the theory of numerical groundwater age modeling. Two
methods of age simulations (advective and advective-dispersive age simulations) were compared
on different homogeneous or heterogenous 2D aquifer numerical models. Groundwater age
distribution being influenced by two processes: advective and dispersive transport, we analysed
the impact of low or high hydraulic conductivity heterogeneity on age distribution. It was also
shown how that dispersion smoothes simulated ages by reducing extreme values. Then,
advective-dispersive age simulations on different aquifer models also illustrated the impact of
aquifer structure on age simulations, causing either locally younger or older ages.
The second chapter is a study on the impact of three heterogeneity levels on dispersion and age
simulations of the deltaic Va1cartier aquifer. It is recognized that the spatial heterogeneity of
hydraulic conductivity (K) plays a major role in groundwater flow and mass transport. This study
proposes to quantify these effects at the scale of a 15 km2 study area within the unconfined
Val cartier deltaic sand aquifer. As a consequence of a dissolved trichloroethene (TCE) plume,
the site has been extensively characterized, including hydrostratigraphic information from
borehole logs (7000 m logged from 430 locations). The characterization also involved
groundwater dating using the tritium-helium method. Observed and simulated groundwater age
and the extent of the TCE plume were used as indicators of the dispersive effect of different
levels of heterogeneity in a numerical groundwater flow model. The first part of the study
involved the definition of K fields with three different levels of heterogeneity. A homogeneous K
field used the horizontal (Kh) and vertical (Kv) values of K that provided the best calibration of
the numerical model to hydraulic heads. The second level of heterogeneity was taken from
Ouellon et al. (2008) who krigged the proportions of four hydrofacies (HF) based on borehole
log descriptions and derived Kh and Kv values using generalized means for layered media. The
third level of K heterogeneity was obtained from a two-step stochastic modeling process. First,
HF distributions were obtained by multiple point geostatistics based on the HF units identified
from borehole logs and a training image providing structural information on the spatial HF
distribution. The second step involved the simulation of the K heterogeneity within each HF
using sequential Gaussian simulations for each HF simulation obtained in the first step. This
procedure lead to the creation of several realizations reproducing the two levels of spatial
heterogeneity. In the. second part of the study, advective groundwater ages obtained from particle
tracking were compared for the models with the three levels of heterogeneity. Mass (TCE) and
age transport were also compared for the two deterministic K models. Results show that
heterogeneous K models have .dispersive effects, even on purely advective particle tracking that
matches measured groundwater ages. Quite small dispersivity values had to be used in mass
transport of TCE and age to match observations and particle tracking results. Heterogeneous
models were thus shown to embed dispersive effects related to their heterogeneous K fields,
which may limit dispersivity scale effects plaguing homogeneous numerical models.
Groundwater age was also shown to have the potential to be used as a transverse dispersivity
indicator, but it did not provide constraints on longitudinal dispersivity. Overall, the kriged K
model reproduced observed age data and the shape of the plume more accurately, showing that
stochastic simulations in the way they were used may exaggerate the level of HF and K
heterogeneity. This work provides insights into how different representations of aquifer
heterogeneity can affect dispersion and mass transport (as represented by age and TCE), and it
illustrates the potential use of groundwater age as an indicator of dispersion.


identifier: Modarres, Reza  (2013). Modélisation GARCH multivariée pour les variables climatiques et hydrologiques.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 408 p.

subject:
ACHG
GARCH
modélisation non linéaire
hydrologie
climat

abstract:
Hydrologic time series modeling usually includes linear approaches which model the
time varying mean or the conditional mean of the hydrologic variables. However, most of
the hydrologic variables show nonlinear variations through time. The nonlinear modeling
of hydrologic variables has received considerable attentions in recent decades. Although
a number of nonlinear models have been presented in the literature, the nonlinear time
series models have not been sufficiently applied in hydrology and climatology. As the
hydroclimatic variables change and influence each other within a temporal and spatial
scale, it is essential to apply the appropriate multivariate models which take into account
the nonlinear relationships between hydrologic variables through space and time.
The main goal of this study is to propose and develop a class of multivariate time series
models called 'Multivariate Generalized Autoregressive Conditional Heteroscedasticity'
(MGARCH) model, usually applied in financial time series modeling, for different
hydrologic and climatic variables. The MGARCH modeling approach is used to model
the conditional variance-covariance or volatility-covolatility of hydroclimatic variables.
This study presents different types of univariate asymmetric GARCH models such as
EGARCH, PGARCH and TGARCH models and multivariate GARCH models such as
VECH, BEKK, CCC and DCC models to consider this time varying conditional variance-
Covariance relationship between different hydrologic variables. Moreover, different
stationarity and nonlinearity tests are also applied in this study to test and compare
different hydrologic and climatic variables and their variance-covariance structure.
The asymmetric GARCH models for streamflow heteroscedastict modeling indicate a
better performance for exponential GARCH (EGARCH) model than the ARIMA models
while other asymmetric models (PGARCH, TGARCH) did not show a better
performance. However, it is also observed that the adding a GARCH model to the
SARIMA model for rainfall time series modeling does not improve the accuracy of
estimation, especially when the Box-Cox transformation is applied on rainfall time series.
The univariate GARCH model for testing the volatility change of SOI shows a
remarkable change in the short run persistency of the conditional variance of SOI and
shows more extreme conditional variances in recent decades.
The diagonal VECH and CCC models adapted and developed to investigate the effect of
the variance of rainfall on the streamflow show that rainfall has a strong conditional
variance while runoff shows a short run conditional variance. The covariance between
rainfall and runoff shows a long run characteristic and a high degree of nonlinearity. This
characteristic may be due to the effect of physical catchment features on rainfall-runoff
process. It seems that the CCC model which assumes a constant rainfall-runoff
correlation is not valid for rainfall-runoff process. It is also observed that the
MGARCH(l,l) model is sufficient for conditional variance-covariance modeling
comparing to higher order models, i.e MGARCH(2,2) model.
The advantage of developing the MGARCH approach for drought analysis is also
investigated in this research. Drought is a climate phenomenon usually related to large
atmospheric circulations. The diagonal VECH and BEKK approaches showed that the
covariance structure between drought and atmospheric oscillations (NAO and SOI) is not
strong and mostly related to the cross products of shocks rather than the covariances at
the previous time steps. The time varying conditional correlation between drought and
atmospheric indices do not show a significant change and trend during 1954-2010.
The MGARCH approach is also adapted for modeling the variance-covariance structure
between temperature and output of GCM models which are applied for downscaling. The
diagonal VECH and DCC model indicate short run persistence between GCM predictors
and temperature time series. Except some GCMs such as specific humidity and 2m
temperature, which have a strong covariance association with maximum and minimum
temperature, other GCMs do not influence the variance of temperature data. The
conditional correlation between GCMs and temperature time series do not show a
significant upward or downward trend during 1980 to 2000.
In the field of social and public health and medical treatment, hip fracture is assumed to
be largely related to different climate conditions. Adapting the CCC MGARCH method
in the present study show a high impact of severe weather condition on hip fracture rate
in Montreal region. It is observed that the snow depth, minimum temperature and day
length are the most effective weather factors on hip fracture. It can be observed that the
association between hip fracture incidence and climate variables is very weak or linear
for small numbers of hip fracture incidences while this association (climate effect on hip
fracture rate) increases exponentially and in a nonlinear fashion for the higher hip fracture
rate values and harsh weather conditions.This research also shows that the hydrologic and climatologic variables exhibit nonlinear
temporal variation which the MGARCR model seems to be an interesting approach to be
developed, investigated and applied in order to capture this nonlinear characteristic of
hydrologic and climatic variables. We can see that daily time series show a higher degree
of nonlinearity and the rainfall-runoff process indicates the highest nonlinearity among all
hydroclimatic process in this study. In addition, the conditional variance-covariance
structures show stationarity for all process. However, some trend nonstationarity is
observed for sometime series such as temperature and their association to other
variables.
Finally, the proposed methods in this study give us the opportunity to have a closer look
at the time varying second order moment of different hydrologic and climatic variables
and to develop our understanding of their relationship. However, the univariate GARCR
models show both advantage and disadvantage over univariate linear models such as
ARIMA and SARIMA models. A high number of parameters also remains the main
disadvantage of multivariate GARCR models.


identifier: Mohapatra, Dipti Prakash  (2013). Prétraitements physico-chimiques et biotransformation des eaux usées et des boues d'épuration: devenir des perturbateurs endocriniens (EDCs) et des composes pharmaceutiquement actifs (PhACS).  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 462 p.

subject:
physico-chimie
biotransformation
eaux usées
boues d'épuration
EDCs
PhACS
bisphénol A
métaux lourds
rhéologie
thermodynamique
carbamazepine
oxydation

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

La croissance de la population et l'urbanisation ont conduit à la libération de composés
perturbateurs endocriniens (EDCs) et des composés pharmaceutiquement actifs (PhACs) dans
l'environnement. Ces composés sont détectés dans les eaux usées (WW) et dans des boues
d'épuration (WWS) à travers le Canada.
Le problème majeur avec ces composés est celui de leur détection (ng ou pg) principalement
dans les milieux ayant des matrices complexes tels que les WW et les WWS. De plus,
l'élimination des WW et des WWS constitue un problème global inévitable à cause de la
présence des composés organiques tels que les EDCs et les PhACs. En outre, l'axe de
recherche actuel met l'accent sur une approche de valeur ajoutée (VAP) plutôt que sur une
approche d'élimination. En effet, au cours du traitement des WW et des WWS, une possibilité de
dégradation concomitante de ces composés organiques serait envisageable et nécessite de ce
fait une investigation. Ainsi, la présence des composés organiques toxiques et leur dégradation
par des traitements physico-chimiques et biologiques devraient faire l'objet d'une attention
particulière. Cependant, ces traitements peuvent parfois conduire à la formation des métabolites
plus toxiques que les composés parents. Les problématiques soulevées par la présence des
composés organiques toxiques dans les WW et les WWS, à savoir leur détection, leur
mécanisme de dégradation et la formation des sous produits, nécessite une uchuche.
Le bisphénol A (BPA) est un perturbateur endocrinien largement utilisé dans les industries de
plastique et des pates à papier. À côté des autres sources de production, le BPA est relargué
dans les systèmes aquatiques par l'intermédiaire des stations d'épuration (WWTP). Plus encore,
d'autres composés pharmaceutiquement actifs, tel que la carbamazepine (CBZ) y sont détectés.
La CBZ est le composé pharmaceutique le plus persistant et qui est détecté à une fréquence
élevée dans les différents milieux environnementaux. Afin d'évaluer la toxicité des effluents
traités et rejetés dans l'environnement, l'identification et la quantification du BPA et du CBZ dans
les WW et les WWS seraient d'un intérêt majeur.
Le BPA a été mesuré, dans les échantillons provenant des stations d'épuration de la
communauté urbaine de la ville de Québec (Canada), avec la méthode du LC-MS/MS. Les
résultats montrent que le BPA est présent à des quantités significatives (0.07 µg L-1 à 1.68 µg L-
1 dans les WW et 0.104 µg g-1 à 0.312 µg g-1 dans les WWS) dans les effluents de ces stations
d'épuration. L'efficacité d'élimination du BPA dans le circuit a été de 76%. Cependant, des
concentrations environementalement significatives de 0.41 µg L-1 demeurent présentes dans les
effluents traités. En ce qui concerne l'analyse des CBZ dans les WW et les WWS, une méthode
rapide et fiable permettant d'analyser des échantillons à haut débit pour générer de manière
plus rapide les données, les détecter et les surveiller a été mise au point et valide. Le procédé
ultrarapide (15s/échantillon) est basé sur l'utilisation de la désorption thermique induite par
diode laser avec ionisation chimique à pression atmosphérique (LDTD-APCI) couplée à la
spectrométrie de masse en tandem (MS/MS). La limite de détection de la méthode a été de 12
ng L-1 dans les WW et de 3.4 ng g-1 dans les WWS. Par ailleurs, trois méthodes d'extraction à
savoir l'extraction par ultrasons (USE), l'extraction par micro ondes (MAE) et l'extraction
accélérée par solvant (ASE) avec trois conditions différentes de solvant tel que le méthanol,
l'acétone, et l'acétonitrile: éthyle acétate (5: 1, v/v) ont été comparées sur la base des
procédures de blanc et de la méthode de récupération. En général, et comparativement à la
USE et la MAE, l'ASE a montré la meilleure efficacité d'extraction avec du méthanol. En outre, la
quantification de la CBZ dans les échantillons de WW et WWS a révélé la présence des
contaminants dans toutes les étapes d'épuration.
Plusieurs technologies de traitement incluant diverses méthodes de prétraitement, telles que
l'hydrolyse, l'oxydation Fenton, l'ultra-sonication et la ferro-sonication ont été développées dans
le but de dégrader le BPA et la CBZ dans les WW et WWS et pour la production de produits à
valeur ajouté (VAPs) a'basé WWS. Les effets de différentes méthodes de prétraitements,
comme par exemple l'hydrolyse alcaline (AH), l'hydrolyse thermique (TH), l'hydrolyse alcaline
thermique (TAH), l'oxydation thermique (TO) et l'oxydation alcaline thermique (TAO), sur la
solubilisation des WWS et la dégradation simultanée du BPA ont été étudiés. Les résultats
indiquent que parmi les différentes méthodes de prétraitements AH, TH et TAH, cette dernière a
amélioré de façon significative la solubilisation des WWS (41.6% de solide en suspension (SS),
70.7% de solides en suspension volatile (VSS) et de 48.5% de demande chimique en oxygène
(COD» avec une dégradation élevée de 38.4% de BPA. La solubilisation des SS, des VSS et
des COD s'est avérée basse dans les prétraitements TO et TAO, comparativement au
prétraitement TAH. Cependant, en raison des processus d'oxydation, une dégradation plus
élevée de BPA (75.0% et 78.9%) a été observe respectivement dans les procédés de
prétraitements TO et TAO. Parmi les autres méthodes de prétraitement, à savoir l'ultra-
sonication (US), l'oxydation Fenton (FO) et la ferro-sonication (FS), une solubilisation élevée
(39.7%, 51.2%, 64.5% et 17.6%), respectivement pour les SS, VSS, COD et du carbone
organique soluble (SOC), a été observe pendant les processus de prétraitement de ferro-
sonication durant 180 minutes résultant ainsi à une forte dégradation de 82.7% de BPA. Pour ce
qui est de la CBZ, parmi les diverses méthodes de prétraitement utilisées (US, FO et FS), une
hausse de la demande chimique en oxygène soluble (SCOD) et du carbone organique soluble
(SOC) correspondant respectivement à une augmentation de 63 à 86% et 21 à 34% a été
observe pendant les processus de prétraitement au FO. Ce processus a permis d'obtenir un fort
taux de rabattement du CBZ dans les WW (84 à 100%). Par ailleurs, ce travail a conduit à une
investigation de la dégradation photocatalytique de la CBZ présent dans les WW avec de
nanoparticules de Ti02 et ZnO. L'utilisation des nanoparticules de Ti02 et ZnO, a permis
respectivement une dégradation de 100% et 92% de la CBZ dans les eaux usées pendant une
période d'irradiation de 120 min. Ceci pourrait être attribué à la dégradation oxydative de la CBZ
par le Ti02 et le ZnO en tant qu'une bande directe d'excitation des semi-conduits résultant en
une séparation des trous électroniques.
De plus, l'identification des différents sous-produits formés durant les prétraitements de US, FO
et FS pour la dégradation du BPA des WWS et de la CBZ des eaux usées a été analysée. Des
sous-produits similaires ont été observés dans tous les trois processus d'oxydation avancés
(AOPs). La formation des sous produits à savoir le 3-hydroxybisphenol A, l'hydroquinone et la 4-
hydroxyacetophenone, a été rendue possible par les réactions des radicaux d'OH• avec le BPA,
l'époxycarbamazepine et l'hydroxycarbamazepine pendant la dégradation de la CBZ. En outre,
l'activité oestrogénique des échantillons prétraités aux US, FO et FS avec la CBZ et ses sous
produits a été mesurée avec la méthode du Yeast Estrogen Screen (YES). Les résultats issus
du YES test indiquent qu'aucun échantillon prétraité ne montre une activité oestrogénique. De
plus, la dégradation du BPA par des enzymes laccases produits par Sinorhizobium meliloti dans
les boues brutes et prétraitées a aussi été déterminée. Le résultat indique une forte activité
des laccases (230.9 U L-1) dans les boues prétraitées au TAH résultant de la dégradation du
BPA (21.9%). Ceci suggère une dégradation biologique concomitante du BPA. Parmi les
méthodes de prétraitement du WWS aux US, FO et FS, une forte activité de la laccase (207.9 U
L-1) a été observée dans les boues ayant subit un prétraitement à la ferro-sonication pendant
180 minutes résultant à une hausse du taux de rabattement du BPA de 16.2%.
Dans une autre mesure, l'application du modèle de surface de réponse dans la prédiction et
l'optimisation de la ferro-sonication et l'ozonation partielle de prétraitement de la dégradation du
BPA à partir du WWS a été analysée. Ce processus d'optimisation a permis de conclure qu'une
dégradation maximum de BPA correspondant à 88% pourrait être obtenue avec 163 minutes de
temps d'ultrasonication, une concentration de 2.71 mg L-1 FeS04, et un pH de 2.81 avec 22 g L-1
de concentration de solides en suspension (SS). Pour ce qui est du processus d'ozonation, les conditions optimales pour une dégradation de 100% du BPA ont été de: 24 g L-1 SS, pour un
pH de 6.23 avec une dose d'ozone de 26.1 mg g-1 SS pour un temps d'ozonation de 16.5
minutes. De plus, l'effet de la ferro-sonication (FS) et de l'ozonation partielle (OZ) dans les
conditions optimales de la rhéologie du WWS a été étudié. De tous les modèles rhéologiques
étudiés, la loi de puissance a été la plus marquée avec une confiance d'ajustement de 90% à
97% en décrivant la rhéologie des boues brutes et prétraitées. Les résultats issus de cette
expérimentation montrent aussi une réduction de la viscosité et de la taille de particules en
combinaison avec une hausse de la dégradation du BPA de WWS.
Ainsi, d'une part, le prétraitement des WW et des WWS suivi d'une valeur ajoutée (prétraitement
physico-chimique combiné avec un traitement biologique) indique une diminution significative de
la concentration du BPA et de la CBZ. D'autre part, la méthode développée pour l'analyse des
CBZ dans les WW et dans les WWS par la technique du LDTD/APCI-MS/MS pourrait être
appliquée pour l'analyse à haut débit d'une grande variété de composés organiques dans les
WW et dans les WWS ceci sans faire appel aux solvants (c.à.d. pas de phase mobile) pendant
la quantification, respectant les principes de la chimie verte.


identifier: Pham, Thai Nam  (2013). Modélisation de l'érosion et du transport sédimentaire sur les bassins versants soumis à un régime de mousson dans un contexte de gestion intégrée des ressources en eau = Modeling of erosion and transportation of sediment on the basins influenced by the monsoon regime, in a context of integrated management of water resources.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 278 p.

subject:
gestion intégrée
bassin versant
GIBSI
MODEROSS
ROTO
érosion
transport
sédiment
mousson
sol
rivière Câù
Vietnam

abstract:
Le bassin versant de la rivière Cau, caractérisé par des conditions climatiques de type
mousson et par le manque de données, a été choisi comme cas d'étude pour
l'application du système de gestion intégrée par bassin versant GIBSI. L'objectif principal
de cette étude est de développer des méthodologies pour l'application des modèles
d'érosion des sols et du transport de sédiments à l'échelle du bassin versant et de
proposer des modifications à ces modèles afin qu'ils soient applicables au bassin
versant à l'étude dont (1) les conditions topographiques et climatiques sont largement
différentes de celles du bassin versant pour lequel les modèles ont été conçus à
l'origine, et (2) le manque de données d'observation rend difficile l'étalonnage des
paramètres et la validation des modèles.
Les contributions de cette étude sont axées sur:
(1) l'analyse et l'identification des problèmes posés par l'application des modèles
d'érosion des sols et de transport de sédiments dans le bassin de la rivière Cau;
(2) les solutions à apporter pour l'obtention des paramètres d'entrée, dont les valeurs ne
sont pas disponibles dans le bassin versant, afin de calculer l'érosion des sols;
(3) la mise en oeuvre de méthodes pour adapter, modifier et réécrire les codes pour le
calcul de facteurs associés au modèle d'érosion des sols (MODEROSS) et à celui du
transport de sédiments (ROTO);
(4) l'apport de solutions pour améliorer la sensibilité des quantités de sédiments simulés
et transportés aux conditions climatiques de type mousson, en général, et du bassin
versant de la rivière Cau, en particulier;
(5) l'analyse de sensibilité et l'analyse de performance des paramètres qui permettront
de mettre en place des procédures et des lignes directrices pour réaliser un étalonnage
efficace des modèles adaptés;
(6) le souci de s'assurer que le système GIBSI est applicable aux régions climatiques
tropicales, telles que le bassin versant de la rivière Cau, dans un contexte de limitation
de données grâce notamment aux adaptations et modifications apportées.
Les résultats de cette étude ont confirmé l'applicabilité des modèles hydrologique, de
l'érosion des sols et du transport de sédiments dans un contexte de climat tropical de
type mousson où les données sont rares. Ce travail de recherche est une contribution
importante à la mise en place d'un outil pratique de gestion intégrée du bassin versant
de la rivière Cau. Il offre ainsi des possibilités pour modéliser la qualité de l'eau afin de
mieux planifier l'utilisation du territoire et d'analyser l'impact de divers scénarios
d'intervention.

Abstract

The Cau River watershed, with monsoon climate conditions and constrains of data availability
was selected as a case study for the application of the integrated watershed management
system GIBSI. The principle objective of this study is to develop methodologies for the
application of erosion and sediment transport models at the catchment scale and suggest
modifications to the models for watershed where (1) topographic and climatic conditions are
largely different from the watersheds where the models were originally designed, and (2)
there is a limitation of observation data which makes difficulties for calibration of parameters
and validation of the models.
The contributions of this study are focussed on: (1) Analyse and identify problems posed by
the application of soil erosion and sediment transportation models into the Cau River
watershed. (2) Provide solutions to obtain input parameters which values are not available in
the watershed, in order to calculate soil erosion. (3) Provide methods to adapt, modify, and
re-write codes for calculations of factors in the soil erosion model MODEROSS and the
transportation model ROTO, in Cau River basin. (4) Provide solutions to improve the
sensitivity of simulated sedimentation and transportation quantities to the specific seasonal
behaviour of sediment processes in monsoon climatic areas, particularly for the Cau River
basin. (5) Through analyses of sensitivity and performances of parameters, set up
procedures and provide guidelines to achieve an effective calibration the applied models. (6)
Ensure that the GIBSI system is applicable to tropical climate regions, such as the Cau River
basin, in a context of data limitation while keeping certainty of the applied adaption and
modifications.
Results of this study have confirmed the applicability of the models, with the proposed
adaptations and modifications, enabling the applicability of hydrological models, erosion and
sediment transport as a support for integrated watershed management in an area where
observation data are scarce and where climatic conditions are different from those of the
watershed where the models were first developed. This research work is a significant step
towards providing a practical tool to users, setting up possibilities for quantitative studies of
water quality modeling, land use planning and integrated management scenarios in the Cau
River watershed.


identifier: Roberge, Sophie  (2013). Développement d'un algorithme satellitaire à seuils évolutifs pour le suivi de l'étendue spatiale du couvert nival au Québec-Labrador et son adaptation à l'estimation d'ensemble.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 122 p.

subject:
couvert nival
neige
algorithme de cartographie
seuils évolutifs
NOAA-AVHRR
Québec
Labrador
estimation d'ensemble

abstract:
Le couvert nival joue un rôle important dans le cycle hydrologique du Québec. Par conséquent,
l'évaluation de son étendue spatiale intéresse au plus haut point les autorités responsables de
la gestion des ressources en eau, en particulier Hydro-Québec. L'objectif de la présente étude
est le développement d'un algorithme satellitaire à seuils évolutifs pour le suivi de l'étendue
spatiale du couvert nival au Québec-Labrador et son adaptation à l'approche de l'estimation
d'ensemble. Cet algorithme est spécifique à la météorologie et à l'occupation du sol prévalant
sur ce territoire. Il est constitué de six seuils hiérarchiques, appliqués de façon séquentielle pour
la détection de la neige, de la non-neige et des nuages sur les images AVHRR-KLM (1 km)
acquises durant les périodes transitoires d'établissement et de fonte printanière du couvert nival
pour la période 1988 à 2011. Les sorties cartographiques des approches classique et
d'estimation d'ensemble ont été validées à partir des observations locales de neige au sol à 20
stations météorologiques et sept stations GMON pour déterminer la performance de l'algorithme
de cartographie. Le taux de succès global de l'algorithme classique est supérieur à 95%. Le
taux de détection de la neige est supérieur à 90%. Il chute toutefois à 65% en zone forestière.
L'approche d'estimation d'ensemble possède une performance inférieure à celle de l'algorithme
classique. Cette performance plus faible en zone forestière par les deux approches s'explique
par le fait que les seuils empiriques de l'algorithme ont été calculés sur l'ensemble des
conditions historiques du Québec-Labrador sans toutefois faire une distinction entre les
différentes occupations du sol ni les conditions météorologiques actuelles. Ce calcul cause donc
une omission de la neige dans certaines régions que sont les zones forestières du sud du
Québec. Cet effet est exacerbé dans l'estimation d'ensemble en raison du déplacement des
frontières de délimitation entre la neige, la non-neige et les nuages. Il est recommandé
d'adapter les seuils de l'algorithme en fonction de l'occupation du sol et des conditions
météorologiques actuelles afin d'améliorer la qualité des sorties cartographiques pour le suivi du
couvert nival en temps réel.


identifier: Tremblay Simard, Patrick  (2013). Modélisation paramétrique multi-échelle et multi-dimensionnelle des textures visuelles et son application à l'imagerie géophysique et biomédicale.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 197 p.

subject:
porosité des hydrofaciès
morphométrie osseuse
transformée
d'ondelette
modèle de texture paramétrique
simulation séquentielle bayesienne

abstract:
Nous développons une approche novatrice de modélisation conditonnelle d'hydrofaciès
hétérogènes et de leur porosité intrinsèque. Notre démarche consiste à étalonner les
mesures géophysiques de larges échelles telles qu'obtenues d'un modèle pétro-physique
analogue à l'aide d'un modèle paramétrique de textures visuelles. Pour ce faire, nous
modélisons par simulation séquentielle bayesienne les coefficients d'approximation d'ondelette
des hydrofaciès synthétiques à partir des densités de probabilité conjointes entre
les coefficients d'approximation des images du modèle analogue d'une part, et de la
variabilité spatiale des coefficients d'approximation d'un modèle synthétique de terrain,
d'autre part. Ensuite, les coefficients d'approximation simulés servent à synthétiser
les textures de porosité des hydrofaciès en tenant compte des données conditionnantes
en forages. Nous développons l'approche pour un dépôt sédimentaire hétérogène bidimensionnelle
et l'appliquons à une étude de cas en imagerie biomédical homogène. Tel
qu'attendu, les modèles de porosité réalisés reproduisent les structures de larges échelles
du modèle synthétique ainsi que les textures de courtes échelles connues du modèle analogue.
La méthode proposée est facile d'utilisation, flexible et efficace. Cette approche
est néanmoins limitée par le modèle analogue, qui réduit l'existence de toutes textures
de courtes échelles, à l'expression de son unique contenu.

We develop a novel conditionning approach to modelize heterogeneous hydrofacies
and their intrinsic porosity. Our method consists to calibrate large-sc ale geophysical
measurements as obtained from a petro-physical analogue model, using a parametric
texture model. To do so, we simulate using Bayesian sequential approach wavelet approximation
coefficients of synthetic hydrofacies from joint probability density function
between approximation coefficients of the analogue model images on one hand, and from
spatial variability of the approximation coefficients of a geophysical synthetic model on
the other hand. Simulated approximation coefficients are used to synthetic hydrofacies
porosity textures taking into account borehole conditionning hard data. We develop
the approach for a heterogeneous sedimentary deposit and apply it to a homogeneous
biomedical case study. As expected, simulated porosity models reproduce large-scale
structures of the synthetic geophysical model as weIl as small-scale textures of the analogue
porosity model. The proposed approach is easy to use, flexible, and efficient. This
approach is however limited by the analogue model, which reduces the existence of aIl
small-scale textures, to the expression of its own content.


identifier: Thériault, Amélie  (2013). Quantification des apports en coliformes fécaux en milieu urbain par modélisation hydrologique/hydraulique: le cas du bassin versant de la rivière Beauport.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 152 p.

subject:
coliformes fécaux
bassin versant
modélisation
hydrologie
hydraulique
statistique
rivière Beauport

abstract:
Les concentrations en coliformes fécaux mesurées à la plage de la Baie de Beauport en période
estivale dépassent souvent le critère du MDDEFP (Ministère du Développement durable, de
l'Environnement, de la Faune et des Parcs) pour les activités de contact primaire telles que la
baignade (200 UFC/100 ml). Une étude antérieure (Duchesne et al., 2011) a démontré que les
principales sources de contamination pouvant affecter la qualité de l'eau à cet endroit sont les
débordements des réseaux d'égout sanitaires et unitaires (causés par des dysfonctionnements
ou par la pluie) ainsi que les rejets des réseaux d'égout pluviaux. Cette étude avait été réalisée
à macroéchelle à l'aide d'analyses globales et d'équations simplifiées. Une analyse plus
détaillée, qui reposerait notamment sur la simulation hydrologique/hydraulique et de la qualité
de l'eau sur les sous-bassins de drainage des affluents à la Baie de Beauport, permettrait
d'identifier de façon plus précise les principales sources de contamination et aiderait à identifier
les actions à mettre en oeuvre en priorité pour améliorer la qualité de l'eau à la plage de la Baie
de Beauport. Dans ce mémoire, le bassin versant choisi pour effectuer ce type d'étude est le
bassin versant de la rivière Beauport (29,2 km²) situé majoritairement dans un milieu urbain,
dont l'exutoire se situe dans la Baie de Beauport.
Plus précisément, les objectifs de l'étude faisant l'objet de ce mémoire sont de : 1) quantifier les
apports en coliformes fécaux d'un bassin versant urbanisé par modélisation; 2) analyser les
liens statistiques entre les concentrations en coliformes fécaux dans la rivière Beauport et
diverses variables potentiellement explicatives; 3) comparer les résultats de méthodes
d'estimation existantes pour quantifier les apports en coliformes fécaux, soit la méthode par
modélisation hydrologique/hydraulique avec le modèle SWMM (Huber et Dickinson, 1988) et la
méthode simple de Schueler (1987); et 4) proposer des solutions afin de réduire les
concentrations en coliformes fécaux dans la rivière Beauport.
Les données de concentrations en coliformes fécaux utilisées pour cette étude proviennent de la
Ville de Québec et couvrent les années 2008 à 2011, pour la période du 1er mai au 31 août. Les
différentes analyses à l'aide de ces données ont permis de constater que la pluie influence
fortement les concentrations en coliformes fécaux observées, et ce, jusqu'à une journée après
l'évènement de pluie, dans la rivière Beauport comme à la plage de la Baie de Beauport. De
plus, les débordements de réseau unitaire ayant lieu dans la rivière Beauport sont une source
de coliformes fécaux majeure et influencent à la hausse les concentrations observées dans la
rivière Beauport. Cependant, les débordements ayant lieu dans la rivière Beauport semblent
avoir peu d'impacts sur les concentrations en coliformes fécaux observées à la plage de la Baie
de Beauport.
La quantification des apports en coliformes fécaux par modélisation hydrologique/hydraulique a
été réalisée à l'aide du logiciel SWMM. Le modèle de qualité d'eau intégré au modèle est celui
de la concentration moyenne par évènement (CME), faute de mesures adéquates de
concentrations en coliformes fécaux sur le terrain pour l'utilisation d'un modèle plus complexe.
Les valeurs de CME utilisées sont issues d'une revue de la littérature, principalement du Guide
de gestion des eaux pluviales du Québec (MDDEFP et MAMROT, 2011). Les simulations
hydrologiques/hydrauliques ont permis d'estimer que les apports saisonniers en coliformes
fécaux dus aux débordements du réseau unitaire sont jusqu'à 100 fois supérieurs à ceux du
réseau séparé (pluvial). Aussi, 88 % des sources du réseau séparé proviennent du drainage en
conduite, situé principalement dans les zones résidentielle, commerciale et industrielle, la
portion restante provenant du drainage de surface des zones agricole et non développée.
L'utilisation de la méthode simple, bien qu'elle ne puisse estimer les apports en provenance du
secteur unitaire, donne sensiblement le même ordre de grandeur des apports saisonniers que la
modélisation détaillée, soit autour de 10¹³ et 10¹⁴ unités formatrices de colonies (UFC)
provenant du réseau séparé pour la période du 1er mai au 31 août.
Finalement, une analyse de scénarios, modélisés avec SWMM sur un seul évènement de pluie
(33,4 mm sur 24 heures), a été réalisée afin de déterminer la pratique de gestion
optimale (PGO) pour laquelle la diminution des charges en coliformes fécaux est la plus
importante. Les scénarios pris en compte dans cette analyse sont la construction de réservoirs
de rétention pour contenir les débordements du réseau unitaire, la rétention des eaux pluviales
dans les bassins existants avant leur rejet au milieu récepteur, la réduction de l'imperméabilité et
une meilleure gestion des eaux pluviales. Mis à part l'élimination des débordements du réseau
unitaire en temps de pluie, la PGO la plus efficace parmi celles considérées est celle d'une
gestion exemplaire des eaux pluviales. Cependant, c'est en appliquant plusieurs PGO qu'il est
possible d'atteindre la norme de qualité de l'eau pour les contacts secondaires
(1 000 UFC/100 ml) en tout temps dans la rivière Beauport.


identifier: Thériault, Rachel  (2013). Identification des sources de nitrate et des facteurs contrôlant sa distribution dans les sols agricoles et les eaux souterraines des bassins versants Ewing et Walbridge (Montérégie est).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 179 p.

subject:
nitrate
zone vadose
aquifère
eaux de surface
sol
agriculture
eau souterraine
bassin versant
isotopes stables
azote
oxygène
contamination
Erwing
Walbridge

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF. La problématique du nitrate, principal contaminant azoté issu de la fertilisation, a été identifiée
dans de nombreux aquifères situés dans toutes les régions agricoles du monde. L'agriculture
occupe la moitié du territoire de la Montérégie Est et l'utilisation intensive des engrais se
répercute sur la mauvaise qualité de l'eau de surface de cette région. Toutefois, l'eau
souterraine semble beaucoup moins affectée par cette contamination. Le présent travail
s'intéresse au secteur sud de la Montérégie Est, plus précisément aux bassins versants des
ruisseaux Ewing et Walbridge, tributaires de la rivière aux Brochets. Cette étude vise donc à
apporter une meilleure compréhension des flux de nitrate entre la zone vadose et l'aquifère
dans le but de comprendre les processus qui contribuent aux faibles concentrations en nitrate
dans l'eau souterraine de la région. C'est également la première étude qui fait usage des
isotopes stables du nitrate dans cette région dans un but d'identification des sources et de
caractérisation des processus.
Les travaux de terrain réalisés dans le cadre de ce projet incluent neuf sondages qui ont permis
d'établir la stratigraphie des dépôts quaternaires du secteur à l'étude et l'installation de neuf
piézomètres. Ces derniers ont été utilisés pour l'échantillonnage de l'eau de l'aquifère
granulaire, pour l'exécution d'essais de perméabilité et pour la mesure du niveau d'eau. Par
ailleurs, les sols ont été échantillonnés à 30, 60 et 90 cm de profondeur à proximité de ces
piézomètres lors de trois campagnes d'échantillonnage (octobre et décembre 2010 et mai
2011). L'eau de surface a été prélevée dans de petits ruisseaux ou fossés de drainage à
proximité de trois de ces sites lors des campagnes d'échantillonnage des sols. De plus, 18 puits
appartenant à des résidents du secteur ont été échantillonnés en juillet et août 2010. Au
laboratoire, la concentration de nitrate a été déterminée pour tous ces échantillons et les
rapports 815N et 8180 ont été déterminés pour tous ceux dont la concentration permettait
l'analyse isotopique. Enfin, le simulateur numérique Agriflux a été utilisé afin d'évaluer les
magnitudes et distributions temporelles des flux d'eau et de la charge de nitrate susceptibles
d'être transportés par lessivage et ruissellement.
Les résultats montrent que le nitrate n'est présent que dans quelques puits du secteur et les
valeurs isotopiques obtenues montrent des disparités importantes, ce qui peut indiquer des
points de contamination isolés dans l'espace et découlant possiblement d'un substrat plus
perméable localement. Dans les ruisseaux, les valeurs isotopiques ainsi que les concentrations
sont très variables. Les valeurs isotopiques plus basses et les concentrations élevées sont
associées aux périodes de dormance des plantes lors desquelles l'évapotranspiration est
négligeable. Dans les sols, les valeurs 015N s'éloignent des valeurs associées aux fertilisants
utilisés et les valeurs 0180 ont tendance à être nettement inférieures aux valeurs attendues en
fonction de la nitrification microbienne dans le sol. Les résultats de modélisation obtenus avec
Agriflux indiquent quant à eux que 15 % du nitrate est pris en charge par le ruissellement en
surface, alors que 85 % du nitrate est transporté soit par le réseau de drainage des sols, soit par
infiltration jusqu'à l'aquifère.
Les concentrations de nitrate élevées dans les ruisseaux lors de la crue printanière ou en
réponse à des précipitations soulignent l'importance des apports d'eau chargée en nitrate
provenant des sols et probablement transportée par les drains agricoles. La présence de dépôts
meubles peu perméables contribue également à la protection de l'eau souterraine car ils
favorisent des écoulements latéraux en surface ou en sous-surface. Par ailleurs, les valeurs
015N et 0180 dans les sols au drainage modéré ou mauvais montrent que ceux-ci peuvent être le
siège de dénitrification, ce qui atténue la charge de nitrate.
L'identification des sources de nitrate par le biais des isotopes stables est possible dans les
eaux souterraines et dans les eaux de surface, mais exige de tenir compte du cycle hydrique.
Par contre, dans les sols, les valeurs isotopiques peuvent subir de nombreuses modifications, et
ce, de façon plus accentuée dans les zones de drainage modéré ou mauvais, ce qui empêche
souvent l'identification des principales sources de nitrate. Cependant, les isotopes offrent la
possibilité de déduire les processus biogéochimiques à l'origine de ces transformations et
d'améliorer la compréhension du cycle de l'azote dans les sols agricoles.


identifier: Sinotte, Marc  (1988). L'incertitude en matière de contrôle des substances toxiques.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 97 p.

subject: écotoxicité incertitude qualité quantité substance toxicité

abstract:
Le mémoire vise l'élaboration d'une procédure permettant
l'estimation de l'incertitude quantitative et qualitative liée aux
cas les plus simples de définition d'objectifs de traitement.
Cette procédure permettra d'apprécier la possibilité de sous-évaluer
ou de surévaluer l'effet d'un rejet sur le milieu récepteur,
de vérifier l'ampleur du respect ou du dépassement des recommandations
une fois les mécanismes correctifs mis en place ou encore,
d'orienter les programmes de suivi environnemental après intervention.
L'obtention de moyennes, variances et limites de confiance
tout au long du processus pourrait également permettre d'associer
une mesure de probabilité ou de risque aux bénéfices et aux coûts
des diverses alternatives.
Le premier chapitre de ce mémoire traitera des théories, concepts
d'application et méthodes employées dans l'élaboration des
objectifs de traitement, ainsi que des hypothèses qui leur sont
sous-jacentes. La procédure d'évaluation de l'incertitude sera
par la suite traitée au chapitre 2. Cette dernière procédure sera
appliquée à quelques cas au troisième chapitre. Enfin, les implications
d'une telle méthode seront revues à l'étape de discussion
du 4e chapitre.


identifier: Langis, René  (1989). Effet de la matière organique dissoute sur la biodisponibilité du fer pour l'algue verte selenastrum capricornutum.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 168 p.

subject:
algue vert
biodisponibilité
chimie
fer
matériel
matière organique
méthode
phytoplancton
Selenastrum capricornutum

abstract:
Les agents chélateurs organiques sont soupçonnés d'affecter
la biodisponibilité du fer en milieu aquatique en maintenant des
quantités suffisantes de fer non sédimentable dans la colonne
d'eau pour permettre la croissance du phytoplancton. Plusieurs
substances organiques non caractérisées, couramment rejetées
dans les eaux naturelles ont des propriétés chélatrices et
pourraient stimuler la biodisponibilité du fer.
Dans cette thèse, sont présentés les résultats de trois
séries d'expériences dont l'objectif général était de démontrer
que la matière organique dissoute (MOD) résiduaire d'un
traitement secondaire d'eaux usées domestiques était capable de
faciliter la biodisponibilité du fer pour l'algue verte
Selenastrum capricornutum.
La première série d'expériences avait pour but de montrer
que la stimulation de la croissance du phytoplancton observée en
présence de MOD était en grande partie le résultat de son
influence sur la biodisponibilité du Fe. Les travaux, réalisés
avec une fraction de MOD de poids moléculaire de 1000-10 000
daltons, ont montré que celle-ci pouvait stimuler la
biodisponibilité du fer pour S. capricornutum, sans pour autant
favoriser la biodisponibilité du manganèse ou autres métaux
traces.
Dans une deuxième série d'expériences on cherchait à savoir
si une fraction de poids moléculaire 10 000 à 100 000 daltons
était également capable de stimuler la biodisponibilité du fer
en comparant son effet à celui de la fraction 1000-10 000
daltons extraite du même effluent secondaire. Les résultats des
expériences de croissance réalisées avec des cultures de S.
capricornutum, ont montré que la biodisponibilité du fer était
significativement stimulée en présence de chacune des deux
fractions, mais qu'elle était davantage favorisée par la
fraction de MOD de faible poids moléculaire (1000 à 10 000
daltons).
Ces derniers résultats ont pu être approfondis par les
travaux réalisés dans le cadre de la dernière série
d'expériences. Une expérience de croissance et de prise en
charge réalisée à l'aide de 59Fe a montré d'une manière directe
que la biodisponibilité d'oxyhydroxydes ferriques était
significativement affectée par la fraction de MOD de faible
poids moléculaire. Des incubations abiotiques réalisées
parallèlement à ces bioessais ont, de plus, montré que la
dissolution des particules de Fe était aussi plus importante en
présence de MOD qu'en son absence. Ces résultats ont permis
d'inférer que la meilleure disponibilité du fer pour S.
capricornutum en présence de MOD peut être associée à l'effet de
la MOD sur la labilité des oxyhydroxydes ferriques.
L'ensemble des résultats permet de suggérer que la MOD
résiduaire d'un traitement secondaire d'eaux usées municipales
peut stimuler la productivité phytoplanctonique dans les eaux naturelles pauvres en matière organique.


identifier: Racine, Marie-Josée  (2005). Évaluation d'images RADARSAT-1 acquises en mode fin pour l'étude de tourbières boréales: application aux tourbières du bassin versant de la rivière La Grande, Québec, Canada.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 121 p.

subject:
RADARSAT-1
tourbière boréale
bassin versant
carbone
mare
image radar
hydrologie
télédétection
rivière La Grande

abstract:
Dans le cadre d'un projet de recherche sur le cycle du carbone dans les tourbières
boréales, la télédétection radar a été utilisée avec l'objectif d'obtenir différentes
informations sur ces milieux encore mal connus. Ce mémoire présente une étude pilote
réalisée sur trois tourbières du bassin versant de la rivière La Grande (Québec,
Canada). Sept images multi-temporelles acquises en mode Fin ont été analysées et
comparées avec des données de terrain recueillies simultanément, dans le but de
vérifier si la hauteur de la nappe phréatique et le contenu en eau volumique de la tourbe
influencent le coefficient de rétrodiffusion. Un changement significatif de la hauteur de la
nappe phréatique est observé pour les trois tourbières. Ce changement se reflète sur les
images radar, là où les arbres sont petits et se trouvent en faible densité. Toutefois, un
nombre plus important d'images en mode Fin devront être acquises afin de couvrir une
plus grande variété de conditions hydrologiques et de mieux comprendre comment elles
influencent le signal radar dans les tourbières. Une classification du maximum de
vraisemblance basée sur les patrons morphologiques de surface des tourbières a
également été réalisée à partir des images en mode Fin (filtrées et textures), puis
comparée à une classification similaire effectuée à partir d'images (textures) multi-temporelles
acquises en mode Standard. Les résultats de classification obtenus à partir
des images en mode Fin, qui ont pourtant une meilleure résolution, sont moins bons que
ceux d'une classification utilisant les images en mode Standard (35% vs. 59% de
précision totale utilisant 10 classes et 37% vs. 74% de précision totale avec 4 classes).
Plusieurs facteurs peuvent expliquer ces résultats: (1) la plus grande quantité de
chatoiement des images en mode Fin due au plus petit nombre de visée du capteur; (2)
les images en mode Fin ont été acquises à des moments où les conditions au sol étaient
similaires, ce qui n'était pas le cas pour les images en mode Standard; (3) les images en
mode Fin n'avaient qu'une seule gamme d'angles d'incidence alors que celles en mode
Standard en avaient deux et (4) les moins bons résultats de classification obtenus avec
les textures qu'avec les images filtrées suggèrent que la meilleure combinaison de
texture n'a pu être identifiée à l'aide des méthodes utilisées.


identifier: Maranda, Yvon  (1996). Défaillance administrative du contrôle de la pollution de l'eau : Le cas de la rivière Chaudière (1981-1992).  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 219 p.

subject:
administration
eau
gouvernement
pollution
rivière Chaudière

abstract:
La prise en charge collective des problèmes de pollution de l'eau vise à arbitrer les conflits
d'usages relativement à la gestion de la ressource-eau. Pour ce faire, l'État a élaboré un
ensemble de solutions pour amener et maintenir la pollution à des niveaux acceptables par
les usagers de la ressource.
Toutefois, ces solutions n'ont pas produit les résultats attendus par les objectifs de la politique
et du programme relativement à la restauration des niveaux d'usages de la ressource.
Sur la base de la théorie économique du contrôle de la pollution, nous expliquons la défaillance
administrative de l'intervention par la difficulté du programme de contrôle de
rencontrer certains critères de performance relatifs à l'établissement d'un niveau de contrôle
souhaitable à appliquer, à l'absence d'instruments permettant l'internalisation des
coûts des dommages, à la difficulté pour le programme de contrôle de maximiser les relations
coûts-efficacité des instruments d'intervention, à la difficulté de favoriser un optimal
sectoriel entre le contrôle de la pollution d'origine agricole et la pollution d'origine urbaine
et enfin à l'amélioration partielle de la qualité de l'eau en dépit des efforts consentis.
Nous avons avancé l'hypothèse que la défaillance de l'intervention proviendrait de la rationalité
des acteurs intervenant en marché politique, à tous les niveaux de la formulation à
la mise en oeuvre de la politique de contrôle. Chacun des acteurs au contrôle de la pollution
serait motivé par la recherche de sa propre utilité, elle-même encadrée par la
rationalité de l'organisation.
En l'absence de la connaissance des bénéfices sociaux provenant de l'amélioration de la
qualité de l'eau et de façon générale afin de permettre au programme de contrôle de tendre
vers l'atteinte des critères de performance, nous proposons un processus formel de conciliation
comme une alternative. Cette dernière serait socialement performante pour déterminer un niveau de contrôle optimal sur un bassin versant, en permettant aux intervenants
privilégiés de la ressource de faire valoir leurs préférences en vue de déterminer des objectifs
de récupération de la ressource, le niveau de contrôle souhaitable à affecter au contrôle de
la pollution, leur propension (de ces mêmes intervenants) à contribuer à la conservation ou la
restauration de la ressource ainsi que le choix du ou des moyens d'intervention à privilégier
pour y parvenir.


identifier: Guenier, Anne-Sophie  (2004). Évaluation du pouvoir antibactérien et de la stabilité d’une boisson enrichie en micronutriments destinée aux pays en voie de développement.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 196 p.

subject: carence micronutriment encapsulation

abstract:
Les carences en micronutriments sont un problème de santé majeur dans les pays en voies de  développement.   La  majorité  des  produits  enrichis  en  vitamines  et  minéraux  sont présentés  sous  forme  de  poudre  à  reconstituer  avec  de  1 'eau.   Le séchage  permet  de stabiliser  les nutriments, cependant  les conditions  climatiques  (température  et  humidité relative élévées) rendent nécessaires l'emballage  inerte de ces micronutriments.  De plus, la tàible qualité microbiologique de l'eau peut créer des problèmes de contamination responsables de maladies alimentaires tel que les salmonelloses. Afin d'optimiser un programme de fortification  basé sur une boisson en poudre enrichie  en micronutriments. trois axes de recherches ont été explorés : 1- L'évaluation  du pouvoir antibactérien  des acides  organiques  présents  dans  la  boisson  a  d'abord  été  réalisée.  L'inhibition   de  la croissance  des  bactéries  pathogènes  dépend  du  genre  bactérien  et  de  sa  concentration initiale dans l'eau.  Un effet bactéricide total a été observé chez Serratia liquefaciens alors qu ' une inhibition  partielle de la croissance d 'Escherichia coli a été enregistrée  dans nos conditions expérimentales, 2- L'étude de la stabilité des vitamines sous des conditions normales d'entreposage (23°C et 56 % d'humidité  relative) et tropicales (45°C et 100 % d'humidité  relative) a été effectuée. Les résultats obtenus confirment  la forte sensibilité de  certaines  vitamines  déjà  connue  (notamment  la  vitamine  C  et  l'acide   folique)  et mettent en évidence l'augmentation  de cette sensibilité due aux interactions entre les micronutriments  (notamment  l'oxydation   de  la  vitamine  C  par  le  fer  ionique),  et  ) L'évaluation   d 'une  méthode  d'encapsulation  a  été  développée  afin  de  préserver  les micronutriments   des   interactions   avec   les   autres   micronutriments,    des   conditions d 'entreposage  et  des  conditions  rencontrées  lors  du  passage  dans  le  tractus  gastro intestinal.  La stabilité des micronutriments  au cours de l'entreposage a grandement  été améliorée grâce à la séparation physique des micronutriments  mais également  grâce à la bonne résistance des billes en présence d'enzymes  digestives et face aux conditions de température, d'humidité  relative, d'acidité  extrêmes.

Les résultats microbiologiques  montrent les limites d'efficacité de la boisson et pourrait ouvrir  la  porte  à  une  amélioration  de  la  formulation  afin  d'en   améliorer   les  effets bactéricides.   L'encapsulation   des   micronutriments   a   permis  de  démontrer   que   les polymères  utilisés  pourraient avoir des  applications  commerciales  afin  de  préserver  le contenu nutritionnel au cours de l'entreposage et permettent d'envisager de nombreuses applications  pour  cette  méthode,  aussi  bien  dans  le domaine  alimentaire  que  dans  le domaine pharmaceutique.


identifier: Robin, Marc-André  (2011). Impacts de la récolte forestière sur la physico-chimie et le régime hydrologique des lacs alcalins de la réserve faunique des Chic-Chocs.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 172 p.

subject:
récolte forestière
hydrologie
lacs alcalins
réserve faunique
omble de fontaine
épinoche
potentiel hydrogène
Chic-Chocs

abstract:
La région des Chic-Chocs est caractérisée par des sols de nature calcaire. Cette condition
naturelle explique le pH élevé des lacs de cette région. Ainsi à leur état naturel, le pH de ces
lacs peut se situer près de la limite supérieure de survie de la faune aquatique. Tout
changement à l'échelle du bassin versant de ces lacs pouvant modifier à la hausse le pH
pourrait être néfaste à la survie des poissons et aux activités qui en découlent. Il a été avancé
que la récolte forestière, en modifiant le régime hydrologique des bassins versant traités,
pourrait produire une hausse de pH. Ce souci ainsi que le faible niveau de connaissances en
hydrologie forestière sous les conditions singulières rencontrées dans les Chic-Chocs ont
donné naissance à ce projet de recherche scientifique. Dans le but d'établir l'impact de la
diminution du couvert forestier sur la physico-chimie et le régime hydrologique des lacs
alcalins des Chic-Chocs, une étude par bassins jumelés avec période de calibration a été
conduite sur une période de quatre ans (2007-2010). Trois paires de lacs étaient considérées
dans le cadre de cette étude, une paire étant constituée d'un lac témoin et d'un lac traité dont
la récolte forestière était pratiquée sur une certaine proportion de son bassin versant (entre 7 et
30 % de la superficie). L'étude du régime hydrologique a nécessité le développement d'une
méthode permettant de faire le suivi du volume des lacs à l'étude. Ce suivi indique que la
sensibilité d'un lac à une hausse de volume suite à la diminution du couvert forestier est reliée
à un rapport de drainage (RDvolume = aire du bassin versant / volume du lac). Ainsi, le lac
traité ayant le rapport de drainage le plus élevé a enregistré une augmentation significative de
volume tandis que les deux autres lacs traités n'ont connu aucun changement significatif de
volume. Le suivi des paramètres physico-chimiques a démontré que, dans les conditions
étudiées, la récolte forestière n'entraîne pas de changement significatif dans les paramètres de
qualité d'eau étudiés, dont le pH. Il apparaît donc que la récolte forestière, dans les trois cas
étudiés, n'entraîne pas de changement au régime hydrologique assez important pour induire
une modification des paramètres physico-chimiques, dont le pH, des lacs alcalins des Chic-Chocs.
Étant donné que les conditions expérimentales sont représentatives des conditions
d'exploitation forestière normales (ex. : proportion de superficie du bassin versant récolté
inférieure à 30 %), il semble peu probable que les opérations forestières effectuées selon les
méthodes actuelles puissent mener à des modifications significatives de la composition
physico-chimique des lacs alcalins des Chic-Chocs.


identifier: Laporte-Saumure, Mathieu  (2010). Caractérisation de sites de tir à l'arme légère militaires canadiens, enlèvement des métaux et suivi hydrogéologique des contaminants.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 290 p.

subject:
sol
environnement
métaux
granulométrie
lixiviation
sites de tir
arme légère
hydrogéologie
contaminant

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 thèse se concentre sur l'étude de sites de tir à l'arme légère militaires canadiens. Il existe un grand nombre de sites de tir à l'arme légère dans les différentes bases militaires à
travers le canada, qui sont utilisés par les militaires pour les exercices de tir au petit calibre
(arme légère). Dans ces sites de tir, les balles se concentrent dans des buttes d'arrêt, situées
derrière les cibles. Les balles utilisées étant composées d'un coeur en alliage de plomb (Pb) et
antimoine (Sb), et d'un revêtement externe en alliage de cuivre (Cu) et zinc (Zn), les sols des
buttes contiennent des concentrations très élevées en ces métaux. L'étude se divise en trois
principaux aspects: (1) la caractérisation de la contamination des sols des buttes d'arrêt et la
disponibilité des métaux; (2) la réalisation d'essais de traitement physico-chimique pour
l'enlèvement des métaux; et (3) un suivi hydrogéologique des contaminants par une
évaluation de la qualité de l'eau interstitielle dans la zone non-saturée sous une butte de tir en
opération, et dans une butte de tir expérimentale.
Les sols des buttes d'arrêt de sites de tir à l'arme légère provenant de quatre Bases des Forces
Canadiennes (BFC) soit les BFC Wainwright (Alberta), Shilo (Manitoba), Valcartier
(Québec) et Gagetown (Nouveau-Brunswick) ont été caractérisés selon différents aspects: les
concentrations des sols en Cu, Pb, Sb et Zn, la distribution granulométrique, leur minéralogie,
la distribution verticale en profondeur de la contamination (BFC Valcartier), et une
caractérisation au microscope électronique à balayage (SEM-EDS). La disponibilité des
métaux dans les sols a également été évaluée à l'aide de trois tests de lixiviation: le toxicity
characteristics leaching procedure (TCLP), qui représente le lixiviat d'un site
d'enfouissement sanitaire; le synthetic precipitation leaching procedure (SPLP) qui
représente des conditions de terrain; et le test de simulation du suc gastrique (TSSG), qui
représente le lixiviat de l'estomac humain au cours du processus de digestion, donc le
transfert potentiel de métaux dans l'organisme en cas d'ingestion de sols. Les concentrations
en métaux des sols totaux des différentes buttes de tir atteignent 27 100 mg Pb/kg, de 7 720
mg/kg Cu/kg, de 1080 mg Zn/kg et de 570 mg Sb /kg. Les résultats de l'échantillonnage des
sols en profondeur (0 à 90 cm) démontrent que la contamination se concentre principalement
dans les 30 premiers cm sous la surface pour le Pb et le Cu, et dans les 15 premiers cm dans
le cas du Sb et du Zn. L'étude des sols au SEM-EDS a montré la présence de quantités
significatives de carbonates de Pb résultant de l'altération des particules initiales de Pb
métallique. L'évaluation de la disponibilité des métaux à l'aide des tests de lixiviation a
démontré que les critères du TCLP pour le Pb et le Sb ont été dépassés. Pour le SPLP et le
TSSG, les critères de l'eau potable du Ministère du Développement durable, de
l'Environnement et des Parcs du Québec (MDDEP) ont été dépassés pour le Pb et le Sb. La
caractérisation de la disponibilité des métaux montre que les buttes d'arrêt des sites de tir à
l'arme légère posent un risque potentiel pour l'environnement, l'eau souterraine et les
humains; et a des conséquences sur la gestion de ces sols dans le but de minimiser la
dispersion potentielle des métaux dans l'environnement.
Pour les essais de traitement physico-chimiques des sols, deux filières de traitement (FT-1 et
FT-2) ont été évaluées. La FT-1 consiste en des essais de jig et de table de Wilfley (TW)
respectivement sur les fractions granulométriques (FG) 0,5-3 mm et 53-500 µm, des essais de
lixiviation chimique sur la FG <53 µm. La FT-2 a consisté en des essais de jig sur la FG 1-4
mm, de spirale et de TW sur la FG 250 µm-1 mm, et enfin des essais de Kelsey jig sur la FG
<250 µm. L'objectif des essais de traitement était l'atteinte du critère commercial C du
MDDEP, ou de façon plus réaliste d'atteindre des concentrations inférieures au critère de
l'enfouissement D du MDDEP. Pour les deux FT, les FG non-traitées (>3 mm pour la FT-1 et
>4 mm pour la FT-2), ainsi que les concentrés de séparation gravimétrique pourraient être
recyclés dans des fonderies. Les résultats montrent que les FG fines ont été très difficiles à
traiter. Même avec des proportions massiques de métaux enlevées atteignant 78% pour le Pb,
les concentrations dans la FG <53 µm étaient encore très élevées suite à la lixiviation
chimique. Le Kelsey jig sur la FG <250 µm a montré des résultats des proportions
d'enlèvement massiques des métaux décevantes, atteignant 47% pour le Pb. Pour les deux
FT, le jig et la TW, les proportions massiques de métaux enlevées ont atteint 98% pour le Pb,
alors que jusqu'à 77% de la masse initiale des FG respectives a été traitée. Les calculs de
l'efficacité de tout le procédé dans les sols traités ont démontré que la FT-1 a permis de
traiter 65% de la masse initiale de sol contaminé et la FT-2, 36%. Les FT 1 et 2 ont démontré
que la TW a été efficace pour traiter des sols de FG variant de 53 µm à 1 mm, et jig pour les
sols de FG variant de 1-4 mm. Les essais de traitement ont démontré que les techniques de
concentration gravimétrique sont prometteuses pour le traitement des sols des buttes; et que
d'avantage de recherches devraient être faites concernant le traitement des FG inférieures à
53 µm.
Pour l'étude de la qualité de l'eau interstitielle dans la zone non-saturée, des instruments
d'échantillonnage (lysimètres cylindriques de Teflon®) et de mesure de l'infiltration
(lysimètres passifs) ont été installés sur deux sites de la BFC Valcartier: la butte d'arrêt du
site de tir en opération Nicosie et une butte de tir expérimentale, construite avec du sable
propre dans laquelle 2 000 balles ont été tirées. Dans la zone non-saturée des buttes Nicosie
et expérimentale, trois lysimètres cylindriques et deux lysimètres passifs ont été installés. Les
concentrations en métaux de l'eau interstitielle étaient sous les critères pour l'eau potable du
MDDEP pour le Cu et le Zn, tandis que les concentrations en Pb et Sb étaient supérieures aux
critères dans de nombreux cas; ce qui indiquerait une migration verticale de ces métaux dans
la zone non-saturée. Les résultats pour la butte expérimentale montraient la présence de
concentrations en Pb et en Sb supérieures critères pour l'eau potable du MDDEP après 6
mois, ce qui indique que ces métaux sont rapidement disponibles dans l'eau interstitielle. Les
concentrations des métaux observées dans l'eau interstitielle, en ordre croissant, était
Zn>Sb>Pb>Cu pour la butte en opération de Nicosie et Pb>Sb>Cu>Zn pour la butte
expérimentale, qui indiquerait une augmentation des concentrations en Zn avec le temps. Les
taux de dissolution annuels de métaux calculés pour les essais ont démontré que seulement
une petite portion des métaux des sols étaient solubilisés dans la zone non-saturée et que les
métaux étaient une source potentielle de pollution pour une très longue période de temps; ce
qui souligne l'importance de trouver des façons de réhabiliter les sols des butte d'arrêt des
sites de tir à l'arme légère, ou de trouver des façons de limiter la mobilité potentielle des
métaux. De la modélisation de l'équilibre chimique a été faite sur trois échantillons d'eau
interstitielle de la butte Nicosie dans le but d'établir la spéciation aqueuse des métaux, et
démontre que ces derniers étaient principalement sous forme de Pb2+, de Cu2+ et de Zn2+,
avec de petites quantités de complexes de sulfates et d'hydroxydes solubles de Pb, Cu et Zn.
Le Sb était sous forme de Sb03 -. Le pH de l'eau interstitielle s'est montré un paramètre qui a
influencé de façon très importante la spéciation aqueuse du Pb, Cu et du Zn.


identifier: Lamarche, Lise  (2011). Évolution paléoenvironnementale de la dynamique quaternaire dans la région de Québec: Application en modélisation tridimensionnelle et hydrogéologique.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 222 p.

subject:
paléoenvironnementale
quaternaire
modélisation tridimensionnelle
géochronologie
stratigraphie
hydrogéologie
géologie
Québec

abstract:
L’architecture des sédiments quaternaires dans la région de Québec résulte de l’évolution complexe
d’un système d’érosion-sédimentation glaciaire, marine, estuarienne et fluviale. Élément charnière
dans l’évolution quaternaire du Québec méridional, la compréhension des événements marquants
survenus dans la région de Québec revêt une importance cruciale en ce qui concerne tout le cycle
d’invasion marine dans les Basses-Terres du Saint-Laurent suite à la dernière glaciation. En effet,
l’épisode de la Mer de Champlain résulte de l’effet combiné de la hausse du niveau marin global suite
à la déglaciation wisconsinienne et de l’enfoncement glacio-isostatique de toute la vallée du Saint-
Laurent. Le seuil de Québec, quant à lui, contrôlait les échanges d’eau entre cette mer presque fermée
et le milieu glaciomarin ouvert de la Mer de Goldthwait.
La réalisation d’un modèle géologique 3D a permis de reconstituer de façon cohérente les différentes
combinaisons d’unités géologiques quaternaires dans la région d’étude. L’intégration de données
archivées et de nouvelles données a permis d’élucider la complexité architecturale des sédiments dans
la vallée enfouie de la basse ville et dans les terrains adjacents. Au cours de cette étude, une
réinterprétation des différentes cartes géologiques des dépôts de surface a été réalisée, de même que
l’élaboration d’un modèle géologique conceptuel. La réalisation de forages, de levés géophysiques, de
coupes géologiques, ainsi que celle d’analyses paléoécologiques, sédimentologiques et
géochronologiques ont permis d’élaborer un cadre stratigraphique et par le fait même l’évolution
paléoenvironnementale dans le secteur de Québec, et de poser de meilleurs diagnostics sur les
conditions d’érosion-sédimentation dans les différents milieux observés.
La base de la séquence stratigraphique observée est constituée d’un till inférieur que l’on peut
attribuer à une avancée glaciaire régionale, mais dont l’âge n’a pu être établi. Par contre, le sable
marin inférieur surmontant ce till a été déposé dans un environnement glaciomarin proximal associé
vraisemblablement au Wisconsinien moyen. Toutefois, l’âge de cette unité n’est pas connu et pourrait
être plus vieux qu’attendu, puisque la datation IRSL (Infra-Red Simulation Luminescence) de ces
sables n’est que préliminaire. Le till supérieur surmontant ces sables marins représente la phase
principale de la glaciation laurentienne dans le secteur de Québec, de même que l’épisode de courant
glaciaire qui l’a suivie dans la région. Sur ce till reposent des silts argileux marins concentrés
principalement dans les diverses dépressions topographiques, ainsi que de grands complexes
deltaïques à l’embouchure des principales rivières. Dans la basse ville, un delta tardif, mis en place
par le Proto-Saint-Laurent dans la Mer de Goldthwait, a fait l’objet d’une analyse hydrogéologique
préliminaire. En effet, l’épaisseur et l’étendue de ce delta en font un important aquifère, susceptible
d’être exploité tant sur le plan hydrique que géothermique. Les silts estuariens recouvrant ces sables
deltaïques avaient jusqu’à présent été confondus avec les silts marins francs, ce qui explique
l’absence du delta dans les interprétations et modèles géologiques antérieurs. Deux oscillations du
niveau marin relatif ont été identifiées dans la basse ville de Québec. La plus ancienne, associée à la
Transgression laurentienne vers 6 000 ans, a atteint environ le niveau de 15 m et a donné lieu à la
mise en place des silts estuariens mentionnés ci-haut. La plus récente, associée à la phase de Mitis (de
2500 à 1000 ans), a été d’amplitude plus modeste, atteignant la cote de 8 m dans la basse ville.
Les divers scénarios stratigraphiques et paléogéographiques postulés sont directement liés à
l’architecture et aux séquences de faciès sédimentaires observés dans le paléodelta de sorte que cela
affecte même notre compréhension de la distribution des propriétés hydrauliques du système. Ainsi,
la modélisation géologique 3D a comme but premier de définir les limites spatiales des différentes
unités hydrostatigraphiques dans le contexte d’une étude hydrogéologique préliminaire, notamment
celle du delta de la basse ville de Québec. Ce travail permet d’identifier et de caractériser une série
représentative d’hydrofaciès. L’aquifère de la basse ville peut être divisé en deux sous-unités : soit
celle à la base caractérisée par des faciès plus perméables et une autre au sommet caractérisée par des
faciès de perméabilité très variable. Il a été établi selon les caractéristiques physico-chimiques de
l’eau de même que les propriétés hydrauliques des unités identifiées dans le modèle géologique 3D
que la recharge provient majoritairement des unités latérales plus perméables et que l’écoulement de
l’eau dans l’aquifère est plutôt rapide.
La modélisation géologique tridimensionnelle permet de contraindre l’interpolation des propriétés
hydrauliques à l’intérieur des différents hydrofaciès. La réalisation du modèle géologique 3D requiert
une méthodologie standardisée d’intégration des données de différentes sources, le premier filtre étant
la classification des données en fonction de leur degré de fiabilité. En effet, seules des données de
haute qualité doivent être utilisées dans la modélisation géologique 3D afin de produire un modèle
cohérent. Toutefois, lorsque localement les données sont éparses et de faible qualité, la réalisation
d’un modèle géologique conceptuel s’avère important afin de respecter les connaissances des divers
milieux de sédimentation et des hiatus et discordances affectant la série sédimentaire visée. Ainsi, 14
unités hydrostratigraphiques ont pu être identifiées dans le secteur de Québec et leurs propriétés ont
été distribuées dans un maillage tridimensionnel. Dans la perspective d’une étude
hydrostratigraphique, la réalisation d’un modèle géologique tridimensionnel, de même que l’analyse
paléoenvironnementale sont des outils conceptuels essentiels pour la réalisation d’un modèle
hydrostratigraphique robuste et cohérent.


identifier: Johnston, Patricia  (2011). Utilisation des transpondeurs passifs dans l'étude du comportement spatial et de la dynamique énergétique des saumons atlantique juvéniles (Salmo salar) le long de tronçons sédimentaires.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 224 p.

subject:
saumon atlantique
Salmo salar
habitat
microhabitat
rivière
déplacement
transpondeur passif

abstract:
Les processus écologiques qui gouvernent la dynamique des populations animales sont influencés
de façon importante par les patrons spatiaux de la répartition des ressources dans le paysage. En
effet, la localisation de ces dernières sur un territoire, leur position relative (ex. refuges à
proximité d'une source de nourriture), ainsi que leur variabilité à différentes échelles de temps et
d'espace déterminent les déplacements que les organismes doivent effectuer afin d'atteindre les
ressources essentielles à la réalisation de leur cycle vital. La réponse de ces derniers face aux
différentes échelles d'hétérogénéité intrinsèques à leur milieu est une question pourtant rarement
explicitement abordée en écologie, possiblement dû à la difficulté de caractériser à la fois la
dynamique de l'habitat et la dynamique des organismes vivants. La meilleure façon d'évaluer à
quelle échelle un organisme répond à son environnement est sûrement l'étude du comportement
spatial de celui-ci à travers la mosaïque des habitats disponibles dans son milieu.
L'objectif général de cette thèse consiste à déterminer l'influence des patrons spatiaux des
habitats sur le comportement spatial et la dynamique énergétique des saumons atlantique (Salma
salar) juvéniles. Le saumon atlantique constitue un bon modèle écologique car il utilise une
variété d'habitats localisés à des distances variables au cours de son cycle de vie. Par conséquent,
plusieurs échelles spatio-temporelles ont été considérées dans la réalisation des trois objectifs
spécifiques de la thèse. Ces derniers sont 1) d'étudier l'effet des caractéristiques de l'habitat sur
le comportement spatial des saumons juvéniles, 2) de caractériser leur dynamique énergétique en
lien avec la structure de l'habitat et 3) de développer et d'améliorer les méthodes de suivi des
déplacements de poissons en milieu naturel.
L'effet des caractéristiques de l'habitat sur le comportement spatial des saumons juvéniles a été
étudié le long de tronçons sédimentaires, où on retrouve des séquences d'habitats crées par
l'affinement longitudinal du substrat. Cette unité géomorphologique d'échelle spatiale
intermédiaire est considérée comme particulièrement importante puisque la qualité et la quantité
d'habitat pour les saumons atlantique et autres organismes lotiques sont liées en grande partie à la
granulométrie. Les déplacements journaliers entre les microhabitats de jour et de nuit des
saumons juvéniles ont été évalués à l'aide d'individus marqués avec des transpondeurs passifs et
suivis avec un système d'antenne portable. Il a été observé que les distances journalières de
déplacements ainsi que leur étendue augmentaient de l'amont vers l'aval des tronçons
sédimentaires, soit des habitats composés de blocs jusqu'aux habitats plus homogènes composés
de graviers. Malgré cela, l'écart entre les valeurs jour/nuit des caractéristiques d'habitats
(substrat, vitesses, profondeur) n'a pas varié. Ainsi, comparativement aux sites amont, des plus
longues distances de déplacements sont requises en aval des tronçons sédimentaires pour
atteindre les différents microhabitats associés à l'alimentation et aux refuges. Ces résultats
mettent non seulement en valeur les liens existants entre la composition de l'habitat et les
déplacements journaliers mais aussi l'ensemble de la dynamique des déplacements dans la
succession longitudinale des habitats des tronçons sédimentaires.
Le deuxième objectif de la thèse consistait à caractériser la dynamique énergétique des saumons
juvéniles le long des tronçons sédimentaires. La composition corporelle des poissons en termes
de lipides et de protéines est liée directement au métabolisme, à leur activité (i.e. leurs
déplacements), à leur stratégie de vie et aux variations de leur environnement. La composition
corporelle des saumons juvéniles a été documentée le long des mêmes tronçons sédimentaires
que ceux étudiés lors de la réalisation de l'objectif précédent. Les résultats n'ont pas permis de
vérifier l'hypothèse à l'effet que les poissons vivant en amont, dans les habitats hétérogènes, ont
un contenu énergétique plus élevé que les individus des sites plus en aval. En contrepartie, il a été
observé que les variations des différentes composantes corporelles augmentaient vers l'aval, ce
qui semble indiquer une variété croissante de stratégies. De plus, il est intéressant de constater
que ces résultats concordent avec ce qui a été observé au niveau des déplacements journaliers des
saumons juvéniles, étudiés dans le premier objectif de la thèse.
Le dernier objectif consistait à développer et à améliorer les méthodes de suivi des déplacements
de poissons en milieu naturel. En effet, le suivi des déplacements de poissons de petite taille en
rivière constitue un défi car peu de méthodes sont utilisables. La technologie des transpondeurs
passifs offre depuis peu l'opportunité d'étudier ces derniers mais la résolution temporelle des
systèmes disponibles est encore limitative. Nous avons par conséquent développé un nouveau
système d'antennes fixes multiples afin d'augmenter la résolution temporelle des suivis de
l'utilisation de l'habitat par les poissons. Ce nouveau système a été comparé à la méthode
existante de suivi qui consiste en l'utilisation d'une antenne portable. Il a été démontré que
l'efficacité des deux types de systèmes dépend de l'intervalle de temps sur lequel les données
sont analysées et du comportement spatial des poissons. Le système d'antennes fixes multiples
offre une grande résolution temporelle mais une moins grande résolution spatiale
comparativement au système d'antenne portable. Il apparaît que l'utilisation conjointe des deux
systèmes offre un potentiel important dans l'acquisition de connaissances plus poussées de
l'utilisation des habitats de rivière par les poissons.