identifier: Bouchard, Frédéric  (2012). Mares de thermokarst au Québec subarctique: Processus limnologiques et sédimentaires actuels et passés.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 248 p.

subject:
thermokarst
pergélisol
palses
lithalses
diatomées
carbone organique dissous
COD
paléolimnologie
subarctique
Québec

abstract:
Cette thèse a pour objet l'étude de l'évolution et de la dynamique sédimentaire de mares de
thermokarst au Québec subarctique. Le site d'étude, situé près de Kuujjuarapik-Whapmagoostui
en zone de pergélisol discontinu, renferme plusieurs mares de thermokarst
ayant des propriétés limnologiques contrastées (exprimées notamment par la couleur). La
recherche comporte trois axes méthodologiques: 1) lithostratigraphie et chronologie de
sédiments de mares de thermokarst à l'aide d'analyses sédimentologiques, géochimiques et
radiochronologiques; 2) biostratigraphie et reconstructions paléolimnologiques à l'aide de
l'analyse des diatomées fossiles et des propriétés spectrales des sédiments; 3) dynamique
géomorphologique et sédimentaire récente des mares par télédétection et piégeage des
sédiments.
Les analyses lithostratigraphiques et biostratigraphiques, jumelées aux résultats des datations,
ont révélé la présence de trois faciès sédimentaires distincts, généralement les mêmes d'une
mare à l'autre: 1) un faciès inférieur (LF, "Iower facies") d'origine marine postglaciaire
(~ 7900 cal. a BP), subséquemment affecté par le développement du pergélisol; 2) une zone
de transition organique/tourbeuse (TZ, "transition zone"), représentant les vestiges d'anciens
sommets tourbeux des buttes de pergélisol; 3) un faciès supérieur lacustre (UF, "upper facies"),
déposé depuis la fonte de ces buttes « 200 cal. a BP) et l'affaissement de la surface du sol qui
en a résulté. L'analyse des diatomées a montré l'influence majeure de la présence de couches
de tourbe (TZ) lors du développement initial des mares sur, d'une part les premiers
assemblages d'espèces de diatomées (majoritairement benthiques et bryophiles), et d'autre
part la source interne (in situ) de carbone organique dissous (COD), qui a progressivement
diminué lors du développement des mares suite à son adsorption par les silts et argiles en
suspension dans la colonne d'eau. Par ailleurs, il est démontré que la quasi-disparition (> 95 %)
du pergélisol au cours des cinquante dernières années n'a pas été compensée par un
développement équivalent des mares de thermokarst, mais plutôt par l'augmentation
remarquable (> 300 %) du couvert de végétation. Enfin, l'influence directe de la stratification
thermique/oxygénique de la colonne d'eau sur la sédimentologie des mares a été démontrée en
étudiant les contrastes géochimiques entre l'épilimnion et l'hypolimnion.

Abstract

The research topic of this thesis is the evolution and sedimentological dynamics of thermokarst
ponds in subarctic Québec. The study site, located near Kuujjuarapik-Whapmagoostui in the
discontinuous permafrost zone, contains many thermokarst ponds showing contrasting
limnological properties (including color). The research methodology is based on a threefold
approach: 1) lithostratigraphy and chronology of thermokarst pond sediments by
sedimentological, geochemical and chronological analyses; 2) biostratigraphy and
paleolimnological reconstructions by fossil diatom analysis and spectral properties of these
sediments; 3) recent geomorphological and sedimentological dynamics of the ponds by remote
sensing and sediment trap techniques.
Lithostratigraphic and biostratigraphic analyses, in conjunction with dating results, revealed the
occurrence of three distinct sedimentary facies broadly identical among ponds: 1) a lower facies
(LF) of postglacial marine origin (~ 7 900 cal. a BP), subsequently atfected by permafrost
inception and growth; 2) a peatlorganic transition zone (TZ), representing former peaty surfaces
of permafrost mounds; 3) an upper lacustrine facies (UF), deposited since the thawing of these
mounds « 200 cal. a BP) and the resulting subsidence of the ground surface. Diatom analysis
showed the major impact of peat layers (TZ) during initial pond development stages, both by
strongly controlling diatom species assemblages (mostly benthic and bryophilous life forms) and
by providing an internai (in situ) source of dissolved organic carbon (DOC), which progressively
decreased during pond development as it was adsorbed onto settling silts and clays in the water
column. Moreover, it was shown that the strong decrease (> 95 %) in permafrost extent was not
primarily compensated by thermokarst pond development, but rather by a remarkable increase
(> 300 %) in vegetation cover. Finally, the direct influence of thermal/oxigenic stratification of the
water column on pond sedimentology was demonstrated by investigating the geochemical
contrasts between the epilimnion and the hypolimnion.


identifier: Boucher, Sylvie  (1985). Étude des précipitations horaires au Québec méridional.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 228 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
précipitations horaires
distribution
épisode
fréquence
heure
hydrologie
mois
pluie
pluviométrie
répartition
statistique
Québec

abstract: Le phénomène des précipitations est extrêmement complexe et les informations concernant le régime pluviométrique du Québec, qu'il est possible de tirer d'atlas climatologiques ne sont pas suffisantes pour répondre adéquatement au besoin de la recherche touchant les phénomènes hydrologiques et le problème des pluies acides, pour ne nommer que ces deux domaines. Dans l'évolution actue11e de la recherche liée au cycle de l'eau, les études pluviométriques se veulent de plus en plus précises à l'échelle régionale et de plus, doivent correspondre à un pas de temps plus adéquat, c'est-à-dire l'heure et non seulement au niveau journalier ou mensuel. Cette première étude des précipitations horaires à l'échelle du Québec méridional, vient donc compléter et préciser la connaissance des variations spatiales et temporelles de la pluviométrie pour les mois de mai à octobre. En plus de constituer une ouverture vers une intégration meilleure et rapide de l'information pluviométrique horaire, elle apporte au niveau de la climatologie, une meilleure compréhension de l'évolution dynamique, spatiale et temporelle des précipitations au Québec. Cette analyse traite de deux thèmes principaux soit l'analyse proprement dite des précipitations horaires et celle des épisodes pluvieux. Dans un premier temps, l'ajustement statistique aux hauteurs mensuelles de précipitations horaires de certaines des lois dérivées de la loi gamma, démontre que la loi gamma à deux paramètres est la plus apte à représenter l'ensemble des distributions mensuelles. Pour 10 stations pluviographiques jugées représentatives du Québec méridional, la répartition des contributions mensuelles en pourcentage de la pluie saisonnière et les fréquences de pluie horaire sont présentées. Les résultats démontrent la tendance générale à l'augmentation des valeurs du pourcentage de la pluie saisonnière de mai à juillet suivie d'une diminution de ces valeurs jusqu'en octobre. Les schémas mensuels des fréquences de précipitations horaires varient généralement de façon inverse aux pourcentages; les fréquences sont élevées au mois de mai et décroissent jusqu’en juillet pour ensuite subir une nouvelle augmentation d’août à octobre. Pour 70 stations pluviographiques du Québec méridional, les cartes mensuelles (mai à octobre) du taux moyen horaire de précipitations et des fréquences des précipitations horaires sont présentées. Les fluctuations saisonnières du taux moyen horaire et des fréquences de précipitations ont respectivement les mêmes tendances mensuelles que le pourcentage de la pluie saisonnière et des fréquences des précipitations horaires. Différents facteurs physiographiques et météorologiques influençant les variations spatiales des deux paramètres pluviométriques cartographiés ont été mis en évidence à partir de l’interprétation des cartes. Ainsi, la valeur du taux moyen horaire de pluie semble fortement liée l’été, à la température maximale moyenne mensuelle choisie comme indice de l’effet convectif. Par contre, la fréquence des précipitations horaires semble surtout influencée par la position en latitude et en altitude de chaque station. L’étude des répartitions horaires des fréquences moyennes des précipitations pour trois stations continentales et une station côtière du Québec, a révélé des fréquences maximales de pluie durant la nuit à la station côtière, tandis que les stations continentales présentent généralement des maxima en fin d’après-midi et en fin de soirée. Le test de Student portant sur l’égalité des valeurs minimales et maximal es des répartitions horaires du nombre moyen d’occurrences de pluie mesurable a été utilisé dans le but de déterminer s’il existe un cycle diurne de la pluie. En dernier lieu, on a procédé à l’analyse des épisodes pluvieux à 10 stations sélectionnées. Cette analyse porte sur les répartitions mensuelles des fréquences, les intensités moyennes et les durées ainsi que les distributions mensuelles des fréquences de différentes classes de durées et d’intensités moyennes. Les contributions de la pluie mensuelle totale de chacune des classes de durée d’épisodes pluvieux sont présentées dans cette section. Ce dernier chapitre a permis de constater les variations spatiales et saisonnières des différents types d’épisodes pluvieux au Québec méridional


identifier: Boudreau, Jocelyne  (1981). Évaluation de la biodisponibilité de certains métaux traces lors des opérations de dragage et de disposition des résidus de dragage.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 110 p.

subject:
biodisponibilité
métaux traces
dragage
résidus
sédiment
environnement
ligands inorganiques
élutriation
dépôt
complexation cationique


identifier: Boudreau, Paul  (1990). Modélisation des écoulements à surface libre par élément finis avec discrétisation variable (1D-2D).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 80 p.

subject:
modèle 1-D
écoulements
surface libre
environnement
MEF
modèle
MEFLU
mathématique
élément finis
chute

abstract:
Cette thèse consiste à développer un élément de jonction pouvant coupler un modèle unidimensionnel
(l-D) à un modèle bidimensionnel (2-D) afin de créer un modèle à degrés de
discrétisation variable servant à modéliser les écoulements à surface libre. L'objectif visé par
cette jonction est de pouvoir choisir le degré de discrétisation voulu au sein d'un même
domaine en fonction de la précision requise et des ressources informatiques disponibles. A
l'aide de l'élément de jonction, le modèle I-D peut être utilisé afin de faciliter la prise en
compte des conditions limites se trouvant au loin pour le cas d'un domaine à traiter en 2-D.
Le modèle I-D est développé en utilisant une description trapézoïdale pour décrire la géométrie
de la section d'écoulement. La formulation obtenue introduit de nombreux termes
non-linéaires, y compris dans la matrice-masse. Tous ces termes sont pris en considération
dans la méthode de Newton-Raphson. Le programme MEFLU déjà existant est utilisé comme
modèle 2-D.
L'algorithme utilisé pour assurer la connectivité des modèles I-D et 2-D est la "méthode des
contraintes multiples". Cette méthode intervient dans l'espace d'accroissement des variables
afin d'y introduire les contraintes nécessaires à la conservation de la quantité de mouvement
et de la masse. L'algorithme est simple à implanter et ne demande pas de restructuration de
la matrice tangente. Cette méthode est aussi très efficace au point de vue informatique. La
méthode des contraintes multiples peut aussi être utilisée afin de faciliter la prise en compte
des conditions limites; soit par l'imposition d'un débit sur une frontière ouverte ou par une
relation niveau-débit.
L'étude de plusieurs cas théoriques a permis de vérifier les diverses fonctionnalité offertes
par le modèle I-D. Le modèle à degré de discrétisation variable a également donné des
résultats satisfaisant lors des différents tests.


identifier: Boudreault, Paul  (1986). Utilité des modèles mathématiques de qualité en rivière: cas d'application du modèle d'oxygène dissous Qual-2 à la rivière Yamaska-Nord.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 208 p.

subject:
modèles mathématiques
qualité
rivière
oxygène dissous
QUAL-2
environnement
variables environnementales
transport
rivière Yamaska

abstract:
Cette étude s'insère dans le cadre de travaux visant à définir une
problématique d'assainissement des eaux à l'échelle de bassin hydrographique,
notamment pour la rivière Yamaska au Québec. Dans le contexte d'intervention
en rivière, les aspects relatifs à la pollution organique constituent
des éléments décisionnels majeurs. En ce sens, le caractère endémique
et la nature de l'expression des impacts environnementaux associés à ce type
de pollution ont donné lieu à l'élaboration de modèles de qualité de l'eau
qui simulent les conditions d'oxygène dissous résultant de l'introduction de
charges organiques en rivière. Ces modèles basés sur la description des
relations de cause à effet représentent des outils de gestion intéressants
de par l'opportunité qu'il s offrent à quantifier des processus complexes.
L'objectif principal de la présente étude est d'investiguer les aptitudes
d'un tel modèle à rationaliser les décisions d'intervention d'assainissement
relatives aux impacts de la pollution organique en milieu québécois.
Une analyse comparative des caractéristiques de transférabilité des
principaux modèles déterministes existants a mené à la sélection du modèle
de simulation de la qualité de l'eau nommé QUAL-2. Ce dernier représente
mathématiquement les effets des principaux processus bio-physico-chimiques
pouvant influencer le contenu en oxygène dissous d'une rivière. Ce sont:
la demande biochimique en oxygène (DBO), la nitrification, la photosyntnèse,
la réaération atmosphérique et enfin la demande benthique. Disponible sur
support informatique, il bénéficie d'une documentation détaillée facilitant
son utilisation.
Le principe de discrétisation employé constituant la dimension physique
du système rivière permet de représenter un réseau hydrographique complexe
avec ses tributaires et ses sources de rejet ponctuel ou diffus. Comme dans
la plupart des cas d’application de modèles d’oxygène dissous en rivière,
QUAL-2 assume une variation spatiale des concentrations dans l'axe longitudi
nal seulement pour des conditions d’écoulement en régime permanent-varié
et des réactions bio-physico-chimiques à l'équilibre. Compte tenu des conditions réelles de mélange en milieu naturel, l’hypothèse simplificatrice de
"mélange complet instantané" confère au modèle certaines limites d'application
associées à l'étendue des zones de mélange. Bien qu’ayant une influence
négligeable sur le résultat final, le calcul automatique du coefficient
de dispersion longitudinale dans un système Eulérien tel que représenté par
QUAL-2 constitue une erreur conceptuelle.
Bien que reflétant un niveau élevé d'empirisme, les représentations
mathématiques des processus bio-physico-chimiques simulés par QUAL-2 correspondent à l'état actuel des connaissances.
Pour l'application du modèle au tronçon de la rivière Yamaska-Nord en
aval de la municipalité de Granby, la procédure de calibration a mis en
évidence l’inadéquation des données de base historiques quant aux besoins de
la modélisation. La cueillette in situ d'informations essentielles nous
permet tout au moins d'illustrer plus adéquatement diverses possibilités du
modèle. L'absence d'une validation de l'algorithme de calcul définit lors
de la calibration confère évidemment une portée restreinte à la signification
des simulations. On a pu tout de même constater la grande influence
de la nitrification sur ce cours d'eau et l'importance de considérer ce
processus dans l'établissement d'une politique d'intervention d'assainissement
des eaux plutôt que de centrer cette dernière uniquement sur l'enlèvement
de la DBO comme c'est généralement le cas.
QUAL-2 est muni de facilités très pratiques pour réaliser une analyse
de sensibilité sur la majorité des paramètres et coefficients du modèle. En
plus d'une sensibilité élevée du modèle aux paramètres hydrauliques (vitesse,
profondeur), on a observé une sensibilité significative du modèle à la
variation des valeurs des paramètres de cinétique des réactions bio-
physico-chimiques simulées. Ceci attribue directement à l'utilisateur une
large part des responsabilités quant aux performances de prédiction du modèle
et rappelle l'importance des étapes de calibration et validation pour
l'utilisation du modèle à des fins prédictives.
La forme détaillée du fichier d'entrée des données, jointe à la structure
modulaire des arrangements possibles de combinaison des principaux processus
pouvant être simulés par QUAL-2, permettent d'effectuer rapidement et
à faible coût des scénarios de simulation diversifiés. Cette grande versatilité
du modèle QUAL-2 en fait un outil puissant de rationalisation à des
fins cognitives ou de gestion à condition de toujours s'assurer du respect
des hypothèses de base du modèle et de sa conformité au système réel.


identifier: Boulanger, Philippe  (2011). Effets d'un changement de régime nivéoéolien sur une forêt insulaire du réservoir Robert-Bourassa, Québec Nordique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 76 p.

subject:
régime nivéoéolien
forêt insulaire
cernes
épinette
réservoir Robert-Bourassa
île aux Neiges

abstract:
L'impact de la mise en eau du réservoir Robert-Bourassa en 1979 sur l'écologie
riveraine des milieux insulaires a été étudié à l'île aux Neiges. La création d'une
vaste étendue d'eau a transformé d'anciens sommets de colline en îles et a modifié
la dynamique nivéoéolienne locale. En hiver, le réservoir gelé capte la neige qui est
ensuite prise en charge par le vent. Celui-ci profite de larges espaces dégagés pour
transporter les cristaux en suspension jusqu'aux pieds des premiers obstacles qu'il
rencontre, i.e. les forêts riveraines.
Un transect d'échantillonnage a été tracé sur la rive sud-ouest de l'île aux Neiges.
Une section transversale a été récoltée à la base de chacune des 415 épinettes ayant
une hauteur supérieure à 1 m afin d'en dénombrer les cernes diagnostiques. Les
dommages mécaniques ont également été récoltés sur 83 épinettes. Une épinette a
été sélectionnée à chaque mètre à partir du début du transect pour en mesurer la
croissance radiale. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus sur d'autres îles.
L'histoire du peuplement forestier de l'île aux Neiges a pu être divisée en trois
périodes. Entre 1850 et 1920, la forêt a repeuplé le sommet de colline suite au
passage d'un incendie forestier. Sur le flanc sud-ouest, la croissance a été ralentie
par un sol peu épais et des dépressions dans le socle rocheux qui empêchaient
l'évacuation de l'eau. Entre 1920 et 1980, la croissance des arbres sur l'ensemble de
la colline a chuté sous la moyenne régionale. L'entourbement graduel du sommet
pourrait en avoir été la cause. Suite à la mise en eau en 1979, une baisse de
croissance marquée est survenue chez tous les peuplements insulaires étudiés. À
l'île aux Neiges, l'ouverture du paysage suite à la mort de 14,5% des arbres en 30
ans a engendré une détente de croissance à partir de 1982. Les arbres ont enregistré
un grand nombre de cernes diagnostiques et plusieurs d'entres eux ont subi des bris
ou des ploiements d'organes. Les chionoturbations ont créé plusieurs formes de
croissance exprimant un gradient d'exposition nivéoéolienne. Ces phénomènes sont
similaires à ceux des îles des grands lacs nordiques.


identifier: Bourret, Denis et Thibault, Gleason  (1978). Application du graphe de cohérence, et description des impacts socio-économiques et environnementaux, suite à l'implantation du complexe forestier intégré (St-Félicien).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 187 p.

creator:
Bourret, Denis
Thibault, Gleason

subject:
impacts socio-économiques
environnement
écologie
graphe de cohérence
implantation
complexe forestier intégré
Salmo salar
Ouananiche
St-Félicien

abstract:
Depuis environ une décennie, avec la célèbre expression "Halte à La
Croissance", la conscientisation des gens a amené dans le processus de décision
un nouveau concept: "L'amélioration de la Qualité de Vie". De là, découle
la nécessité d'intégration des trois composantes de la "Qualité de Vie"
(l'économique, l'environnement et le social) et le passage dans la réalisation
des projets à but unique aux projets à buts multiples. A la suite d'une
revue de la littérature, nous choisissons la méthode des graphes de cohérence
comme outil descriptif des impacts et comme outil d'interrelation. Dans
le but d'appliquer cet outil dans un cadre pratique, nous avons choisi celui
de l'implantation d'un complexe forestier intégré, à St-Félicien (Québec), où
le développement économique vient en conflit avec la survie d'une espèce de
poisson (SALMO SALAR "OUANANICHE"). Enfin, après l'élaboration d'un modèle
évolutif de "Qualité de Vie", nous relions à ce modèle les indicateurs développés
à l'intérieur des deux graphes de cohérence sectoriels; ceci pour connaître
l'ampleur de la réalisation d'un complexe forestier intégré sur la
"Qualité de Vie" des gens de la région.


identifier: Bourret, Vincent  (2007). Écotoxicologie évolutive des populations de perchaude (Perca flavescens) exposées de façon chronique à des gradients polymétalliques en milieu naturel.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 77 p.

subject:
écotoxicologie
perchaude
Perca flavescens
gradients polymétalliques
contamination
métaux
Sudbury
Rouyn-Noranda

abstract:
Dans les régions de Sudbury en Ontario et de Rouyn-Noranda au Québec, l'exploitation
minière est considérable depuis des décennies et les effets de ces industries se sont fait
sentir sur les écosystèmes aquatiques. De nombreuses études suggèrent que l'exposition
chronique aux métaux exercerait une pression de sélection amenant des différences au
niveau de la tolérance aux métaux et de la capacité à gérer les concentrations internes de
métaux. L'écotoxicologie évolutive est un domaine d'étude ayant récemment émergé de
l'association entre la génétique des populations et de l'écotoxicologie, mais ce type
d'approche n'a pas encore été appliqué régulièrement aux populations naturelles et
spécialement chez les poissons. En utilisant des marqueurs microsatellites, nous avons pu
examiner le rôle de la contamination métallique en tant que force sélective causant des
changements évolutifs importants au niveau de la diversité génétique de 20 populations
naturelles de perchaudes distribuées également entre les deux régions minières mentionnées
ci-dessus. Nous avons examiné les relations entre la diversité génétique et la contamination
des métaux et nous avons trouvé des corrélations significatives au niveau populationnel et
individuel (globale et intra-population). Au niveau des populations, leur diversité génétique
était corrélée négativement avec la contamination au cadmium (P < 0,001; r² = 0,47)
suggérant que des baisses démographiques auraient pu survenir à différentes intensités
parmis ces populations. Nous avons observé la même corrélation entre la diversité
génétique au locus Pfla LI et la contamination au cuivre (P = 0,005; r²  = 0,33) suggérant
plutôt un effet localisé et ainsi une association possible entre ce locus et un gène impliqué
dans la tolérance au cuivre. Nous avons également observé que le degré «d'apparentement
interne », un indice de diversité génétique individuel, présentait la tendance opposée alors
que les individus les plus contaminés au cadmium étaient plus diversifiés que les moins
contaminés dans des populations références et contaminées. Nos résultats révèlent donc que
quelques décennies de contamination par les métaux ont significativement modifié les
patrons de diversité génétique observés chez des populations naturelles de perchaudes
vivant en régions minières.


identifier: Brar, Satinder Kaur  (2006). Effets des propriétés rhéologiques sur la fermentation des eaux usées et des boues d'épuration par Bacillus thuringiensis var. kurstaki et sur le développement de biopesticides en suspensions aqueuses concentrées.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 682 p.

subject:
propriétés rhéologiques
fermentation
eaux usées
boues d'épuration
bacillus thuringiensis
biopesticides
environnement

abstract:
Ce projet de recherche Vise à évaluer les possibilités de développer des procédés de
production par fermentation de biopesticides à base de Bacillus thuringiensis var. kurstaki
HD-l (Bt) et ce, en utilisant des eaux usées et/ou des boues d'épuration comme milieux de
culture. Ces substrats alternatifs sont de riches sources de nutriments qui peuvent être
exploités pour cultiver Bt et produire des biopesticides à haute valeur ajoutée.
Les propriétés rhéologiques des bouillons constituent un élément clé devant être pris en
considération lors de la fermentation des boues et de la formulation des biopesticides. Les
études rhéologiques (viscosité et taille des particules) réalisées avec plusieurs types de
substrats de fermentation (boues primaires, secondaires et mixtes, eaux usées de l'industrie
de l'amidon, boues pré-traitées par hydrolyse ou par stérilisation) ont permis de mettre en
évidence que des lois exponentielles et de puissance étaient préférentiellement suivies par les
boues hydrolysées fermentées en comparaison avec les boues brutes fermentées, alors qu'une
augmentation exponentielle de la viscosité a été observée avec la hausse de la concentration
en solides. Les tests ont démontré que les boues secondaires contenant 25 g/L de solides et
les eaux usées d'amidon sont rhéologiquement compatibles pour la fermentation et le
développement de la formulation.
Les milieux alternatifs fermentés ont montré un comportement pseudoplastique (ayant une
viscosité diminuant avec la vitesse de l'écoulement ou le taux de cisaillement) et un
comportement thixotropique (présentant une viscosité diminuant avec la durée de
l’écoulement ou la durée d'application de la contrainte de cisaillement). Parallèlement, les
boues secondaires hydrolysées ont montré un profil rhéologique amélioré par rapport aux
boues non hydrolysées, résultant en un bouillon de fermentation avec une forte
entomotoxicité et une formulation stable. Quant aux boues non hydrolysées, suite à l'addition
de Tween 80, elles ont aussi présenté des profils rhéologiques mieux adaptés pour les
fermentations de substrats à des concentrations de 25 à 30 g solides totaux par litre.
D'ailleurs, pour les boues hydrolysées, la diminution de la taille des particules présentait une
bonne corrélation avec l'augmentation de l'entomotoxicité, alors que la distribution de la
taille des particules se situait dans la région inférieure de 0,2 à 12 µm. En fait, la courbe de
distribution de la taille des particules des formulations faites à partir de la fermentation de
boues hydrolysées était comparable à celle de la formulation commerciale.[O]
Des études complémentaires ont été réalisées sur les récoltes des bouillons fermentés de Bt,
le traitement en aval et la formulation. Des valeurs de pH de 4 et 5 et une température de
20°C sont optimales pour la récolte de tous les bouillons: soya, eaux usées d'amidon, boues
non hydrolysées et boues hydrolysées à pH alcalin et température élevée. Après
centrifugation, une concentration de 10% en solides dans le bouillon produit une biomasse
utilisable pour le développement de la formulation. Le pourcentage d'entomotoxicité décroît
avec la vitesse de centrifugation, alors qu'une récupération maximale est obtenue à
48 000 x g. Une récupération de 70% de l'entomotoxicité est obtenue avec une centrifugeuse
commerciale opérant à 9000 x g. Les calculs de vitesse de sédimentation pour les différents
bouillons fermentés ont permis de calculer le facteur ∑ pour la centrifugeuse commerciale qui
était plus élevé pour le milieu à base de soya. De plus, la puissance requise pour la
récupération d'entomotoxicité était plus élevée pour le milieu conventionnel à base de soya
par rapport aux bouillons fermentés basés sur des eaux usées ou des boues d'épuration.
Différents adjuvants, à savoir, des agents de suspension (20% p/v), des phagostimulants
(0,5% p/v), des agents adhésifs (0,2% p/v), des agents antimicrobiens (0,5% p/v) et des
agents protecteurs contre les rayons UV (0,2% p/v) ont été testés afin de développer des
suspensions aqueuses de biopesticides. Ces essais ont permis de définir une formulation
comportant :du sorbitol, du monophosphate de sodium, du métabisulfite de sodium comme
agents de suspension ; de la mélasse et de la farine de soya comme phagostimulants ; de la
mélasse et du lait écrémé en poudre comme adhésifs; de l'acide sorbique et de l'acide
propionique comme agents antimicrobiens et, finalement, du lignosulfate de sodium, de la
mélasse et du rouge Congo comme écrans protecteurs contre les rayons UV. Les formulations
liquides pour les boues non hydrolysées ou des boues hydrolysées comprenant du sorbitol, du
monophosphate de sodium et du métabisulfite de sodium donnent de meilleures
caractéristiques physiques (viscosité, taille des particules et potentiel de suspension) et
biologiques (entomotoxicité et comptes de spores viables) à des pH de 4 et 5 et à des
températures entre 4 et 20°C. De la même façon, les formulations stables des eaux usées
d'amidon et du soya comportaient du sorbitol, du monophosphate de sodium, et du
métabisulfite de sodium en tant qu'agents de suspension. Un effet minime a été observé sur
l’entomoxicité et sur la concentration des spores après 120 jours à pH 6 et 6,5 et à des
températures de 40 à 50°C, alors que de faibles changements dans la viscosité pouvaient être
observés. Les acides sorbique et propionique ont montré un effet anti-microbien plus
important et cela est essentiel pour garantir la pureté de la formulation.
L'entomotoxicité de la formulation se manifeste par la présence d'enzymes (protéases et
chitinases) mélangées à des protéines insecticides. Les chitinases de Bt issues de la
fermentation des boues d'épuration ont été caractérisées: une stabilité optimale a été
observée à un pH de 4 et à une température de 50°C. Les poids moléculaires des chitinases
variaient entre 35 et 45 kDa. Les tests d'exposition aux rayons UV ont permis de mettre en
évidence des demi-vies plus longues pour les boues fermentées par rapport au milieu
conventionnel: boues non-hydrolysées (11,14 jours) > boues hydrolysées (9,51 jours) > eaux
usées de l'amidon (9,02 jours) > soya (2,8 jours). Ces résultats démontrent la faisabilité de
produire une formulation stable aqueuse à partir d'eaux usées ou de boues d'épuration
fermentées par Bt. Ces résultats serviront de référence pour le développement de
formulations sous d'autres formes, comme de la poudre humide ou des capsules qui
représentent un grand intérêt en agriculture.
Enfin, une étude technico-économique détaillée a été effectuée sur le procédé de production
de biopesticides à base de Bt en tenant compte de sept scénarios pour quatre substrats de
fermentation, c'est-à-dire: 1) les boues non hydrolysées, 2) les boues hydrolysées, 3) les
eaux usées d'amidon et 4) le milieu à base de soya. Il s'agissait de la première étude technico-économique intégrant les résultats des études sur la rhéologie, le traitement en aval et la
formulation du présent projet. Les sept scénarios étaient les suivants : 1) les formulations
liquides (récolte du bouillon par centrifugation à 9000 x g) ; 2) les formulations liquides
(récolte du bouillon par centrifugation à 9000 x g et ultrafiltration par membrane de taille
5 kDa) ; 3) les formulations sèches (récolte du bouillon par centrifugation à 9000 x g) ; 4) les
formulations sèches (récolte du bouillon par centrifugation à 9000 x g et ultrafiltration par
membrane de taille 5 kDa ); 5) l'ajout de mélasse (phagostimulant à 0,5% p/v dans les
formulations); 6) l'ajout de Tween-80 (comme modificateur de la rhéologie à 0,2% p/v
pendant la fermentation, seulement pour les boues non hydrolysées) et; 7) procédé de
croissance «Fed-Batch» (seulement pour les boues non hydrolysées). Les boues
hydrolysées ont donné le plus faible coût de production, soit 0,228 $CAN par milliard
d'unités internationales (ou 0,228 $/MUI) pour une capacité en usine de 3 x 10⁷  MIU
(3 x 10⁷ MUI/an). Le taux escompté du rendement sur l'investissement était jugé acceptable
(supérieur à 40%) pour les matières premières alternatives. L'impact du niveau de production
sur les coûts de production n'est pas très significatif ($Can/MUI) : à un niveau de production
de 3 x 10⁷ MUI/an, les coûts de production étaient 30 à 45% des coûts de production pour un
niveau de production de 7,5 x 10⁶ MUI/an. Les calculs élaborés dans cette étude pourraient
éventuellement être appliqués à d'autres procédés de fermentation utilisant des eaux usées et
des boues d'épuration comme substrat, tels la production de biopolymères ou de
biofertilisants.

Abstract

The present project deals with the feasibility of development of formulations of Bacillus
thuringiensis ssp. kurstaki HD-l (Bt) biopesticides ("value added product") by utilizing
wastewater and wastewater sludge as a growth medium. The biopesticide development from
alternative raw materials forms a part of the sustainable effort to manage wastewater sludge
in an eco-friendly manner. To ascertain the possibility of development of formulations of Bt
fermented sludge, detailed rheology studies (viscosity and particle size) of different types of
media, namely, primary, secondary and mixed sludge and starch industry wastewater were
carried out. Viscosity studies were also carried out on raw, pre-treated (sterilized and thermal
alkaline hydrolyzed or both types of treatment) and Bt fermented sludges at different solids
concentration (10-40 g/L). Exponential and power laws were preferentially followed by
hydrolyzed fermented compared to raw fermented sludge as well as there was an exponential
increase in viscosity with solids concentration. The results showed secondary sludge (25 g/L)
and starch wastewater to be rheologically compatible for fermentation and formulation
development. The alternative fermented media showed pseudoplastic and thixotropic
behaviour. Similarly, hydrolyzed secondary sludge showed an improved rheological profile
resulting in fermentation broth with higher entomotoxicity and stable formulation. Non-hydrolyzed sludge rheology was also improved by addition of Tween-80 due to improved
physical properties of fermentation medium at 25 and higher (30 g/L) total solids
concentration. Moreover, the decrease in particle size correlated well with the increase in
entomotoxicity and volume distribution of particles was in the lower particle size region of
0.2-12 µm for hydrolyzed sludge. In fact, the particle size distribution pattern of hydrolyzed
sludge formulation overlapped with that of commercial formulation.
Harvesting pH and temperature for all broths (soya, starch industry wastewater, non-
hydrolyzed and thermal alkaline hydrolyzed sludge) were found to be 4-5 and 20°C,
respectively. Concentration of broth to 10 % solids produced usable slurry for formulation
development. Percent entomotoxicity losses decreased with centrifugal force with maximum
Tx recovery at 48 000 g and specific recovery at commercial centrifugal force of 9000 g. The
settling velocity calculations for different fermented broths led to the calculation of ∑ factor
for continuous commercial centrifuge which was higher for soya medium. Furthermore,
power requirements for a given entomotoxicity recovery efficiency were highest for
conventional medium (soya) in comparison to wastewater and wastewater sludge based
fermented broths.
The screening of different adjuvants, namely, suspending agents (20% w/v), phagostimulants
(0.5% w/v), stickers (0.2% w/v), anti-microbial agents (0.5% w/v) and UV screens
(0.2% w/v) was carried out to develop aqueous biopesticidal suspensions. The screening
yielded a formulation which will comprise sorbitol, sodium monophosphate, sodium
metabisulphite (suspending agents); molasses, soya flour (phagostimulants); molasses and
skimmed milk powder (rainfasteners); sorbic and propionic acids (anti-microbial agents) and
sodium lignosulphate; molasses and Congo red (UV screens). Liquid formulations for non-hydrolyzed and hydrolyzed sludge containing sorbitol, sodium monophosphate and sodium
metabisulphite yielded improved physical (viscosity, particle size and suspendibility) and
biological (spore count and entomotoxicity) characteristics at pH 4-5 and temperatures
4-20°C. Likewise, stable formulations of starch industry wastewater and soya comprised
sorbitol and sodium monophosphate as suspending agents. A small effect on entomotoxicity
and spore concentration was observed after 120 days at pH 6, 6.5 and temperatures 40 and
50°C and likewise a small viscosity change was also reported. Sorbic and propionic acid
provided better anti-microbial properties - mandatory adjuvant of formulation to retain its
purity.
The entomotoxicity of formulations was a manifestation of presence of enzymes (proteases
and chitinases) along with insecticidal proteins. Chitinases originating from Bt based sludge
fermentation were characterized and were found to be optimally stable at pH 4.0 and
temperature 50°C. The chitinases were found to lie in the 35-45 kDa weight range. UV
studies reflected better half-life of formulations vis-à-vis fermented sludges. Half-life of
formulations (in days) was found to be in the order: non-hydrolyzed sludge > Thermal
alkaline hydrolyzed sludge > starch industry wastewater > soya as 11.14>9.51>9.02>2.8. The
formulations were prone to washout during rainfastness studies and this warranted addition of
stickers. These results show the probability of forming stable Bt based sludge formulations in
the aqueous suspension form. This will lay foundation to develop formulations in other forms
like powder and encapsulations to be used in agricultural sector.
Further, detailed techno-economic study was carried out on the Bt biopesticides production
process taking into account seven scenarios for all the four raw materials, namely, non-hydrolyzed wastewater sludge, hydrolyzed wastewater sludge, starch industry wastewater
and soya. The seven scenarios included: a) liquid formulations (harvesting by centrifugation);
b) liquid formulations (harvesting by centrifugation and ultrafiltration); c) dry formulations
(harvesting by centrifugation); d) dry formulations (harvesting by centrifugation and
ultrafiltration); e) Molasses (phagostimulant in formulations); f) Tween-80 (rheology
modifier during formulation, only NH sludge) and; g) Fed-batch process (only NH sludge).
The hydrolyzed sludge gave the lowest product cost of $Can 0.228/BIU for a Bt plant
production capacity of 3 x 10⁷ BIU/year. The discounted cash flow return rate (measure of
profitability) was in the acceptable range (» 40 %) for alternative raw materials. The
production scale had a large impact on the total per-unit operating cost ($Can/BIU), which at
3 x 10⁷ BIU/year was 30-45% of that at 7.5 x 10⁶ BIU/year. Moreover, the capital and
product cost calculations developed in this study can be further extended to the techno-
economics of other fermentation technologies to develop value-added products from
wastewater/wastewater sludge.


identifier: Brassard, Pierre  (1987). La disponibilité du phosphore dans deux lacs du Bouclier canadien.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 98 p.

subject:
phosphore
seston
algue
PO₄
orthophosphate
phytoplancton
Bouclier Canadien
croissance
CVIP
isotopique
lac Laflamme
matière organique
rétention
traceur

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.

Même si les relations empiriques indiquent que la biomasse d'un lac
est gouvernée par l'apport initial de phosphore (P) total, il est difficile
durant la saison de déterminer la biodisponibilité des différentes formes de
P et d'en établir la dynamique parce que ces formes ne font l'objet que
d'une classification fonctionnelle par le poids moléculaire. La voie qui
apparaît prometteuse est de suivre l'orthophosphate (P04), une forme
facilement biodisponible qui s'échange rapidement entre le ses ton et le
milieu. En outre, sous l'action des phosphatases et des rayons ultraviolets
(U.V.), le P04 est un produit de l'hydrolyse de P organiques naturels. En
supposant que le P04 joue un rôle central dans l'assimilation du P par le
seston et que toutes les autres formes de P s'échangent avec lui, l'ensemble
de la dynamique du P devrait se déduire de celle du P04. Cependant. lors
d'incubations avec le traceur 32P04. une grande partie du P total (80%)
demeure inaccessible au traceur. ce qui le rend difficilement mesurable.
Sauf pour le P04' on ne sait pas si les formes marquées qui restent sont
biodisponibles parce qu'on ne peut rigoureusement établir s'il y a ou non
6quilibre isotopique, condition essentielle d'un 6change complet du traceur
entre toutes les formes de P. S'il y a vraiment un 6quilibre isotopique, le
P non marqué est réfractaire et alors tous les échanges du traceur avec le
20% résiduel se font en circuit fermé, sans apport extérieur. Autrement le
P non marqué est biodisponible et le déséquilibre isotopique résulte d'un
transfert de P de cette source vers le seston, en passant par le P04. Il
est également possible qu'une partie seulement du P non marqué soit
biodisponible et l'autre réfractaire. Il s'agit ici de déterminer si ce P
"invisible" est disponible au seston.
De par sa nature même, le P invisible ne se prête pas à l'analyse
directe, mais à l'effet qu'il cause sur des mécanismes mesurables. Si le P
invisible est biodisponible, un changement dans sa concentration devrait
altérer la dynamique du P et. selon la prémisse de départ, changer celle du
P04. De tels effets ont été examinés à l'aide de deux expériences, l'une à
court terme (10 min.), l'autre à moyen terme (> 7 jours). Dans les deux
cas, le ses ton d'un lac fut exposé à la matière organique naturelle obtenue
par ultrafiltration des eaux du même lac. L'expérience à court terme montre
que la vi tes se d'incorporation du P04 est modulée par l'ajout de matière
organique. L'expérience à long terme indique cependant que durant la
période estivale le phytoplancton subit une baisse de croissance, ce qui
indique que la matière organique d'un poids moléculaire apparent (PMA) de 2
X 103 à 104 n'est pas source de P. Dans cette situation, au moins 80% du P
total demeure réfractaire au seston alors que les vitesses d'incorporation
du P04 sont élevées et principalement attribuables aux bactéries. Ces
résultats indiquent que malgré les relations empiriques, il existe des
périodes durant l'été où la dynamique du P04 est découplée de l'assimilation
nette de P par les algues. A moins d'être perçue comme un gaspillage d'une
ressource en P rare, la recirculation vive du P04 doit servir un but autre
que le transport et l'assimilation de P dans la cellule.
Puisque la dynamique du P04 s'ajuste bien sur un modèle général l
trois compartiments, il devrait être possible de prédire la partie des
échanges du P total attribuable au P04. Mais parce qu’i1 se limite aux
seuls systèmes fermés, le modèle l trois compartiments de Rigler (1974) et
de Lean et Nalewajko (1979) ne peut expliquer qu'une partie des quatre types
de prof ils d'incorporation observables. Les raisons qui ont amené un tel
choix préalable dans ce modèle sont discutables parce qu'elles impliquent ~
priori que le P04 est toujours découplé de l'assimilation nette en P. Même
si c'est vrai durant l'été, la disponibilité de P organique, surtout au
printemps, ainsi que l'absence d'équilibre isotopique au cours d'incubations
avec traceur, suggèrent qu'à d'autre moments une partie du P assimilable
passe par le P04, ce que le modèle fermé ne peut pas couvrir. Un modèle
ouvert à deux compartiments peut par contre prédire ce double rôle du P04 et
expliquer les quatre profils de la solution générale par une combinaison de
trois mécanismes: l'assimilation nette de P en passant par le P04, l'échange
en circuit fermé ou Quixotic Behaviour (Lean, 1973a), et la compétition
algue-bactérie. D'après ce modèle, les profils d'incorporation ne résultent
pas principalement d'une limitation en P, mais de l'usage que le ses ton fait
du PO4.


identifier: Brassard, Sylvie  (1993). Évaluation du potentiel acidogène de divers rejets miniers par une méthode bio-cinétique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 134 p.

subject:
acidogène
rejet minier
méthode cinétique
substance oxydable
résidu
toxique
tests statiques
drainage minier acide

abstract:
L'acidification des cours d'eau et la libération massive de métaux lourds dans le
milieu récepteur occasionnée par le drainage minier acide sont d'une gravité indéniable et
remontent aux prémisses de l'exploitation minière dès l'Antiquité. Le développement de
chaînes complètes de recyclage de résidus miniers sulfureux doit nécessairement tenir
compte des impacts environnementaux pouvant résulter de la disposition finale des rejets
produits dans le procédé.
Le but de cette étude est de déterminer les paramètres qui permettront d'évaluer et
éventuellement de réduire les risques pouvant résulter de la présence résiduelle de
substances oxydables et toxiques dans les résidus de deuxième génération, dans un
contexte de stabilité des différents déchets produits. De plus, cette recherche s'est
penchée sur l'élaboration d'une procédure cinétique d'évaluation du potentiel acidogène
de quatre types de rejets miniers que sont le résidu brut, le rejet de première flottation, le
concentré de sulfures issu de cette première flottation et le concentré de sulfures ayant
subi une première étape de lixiviation biologique en réacteur.
Les sujets élaborés dans ce mémoire traitent principalement des tests statiques et
cinétiques de prédiction du drainage minier acide, avec l'emphase sur les améliorations
apportées au test cinétique en colonnes de percolation afin de vérifier la stabilité
environnementale des quatre types de déchets miniers cités ci-avant.
Les conclusions auxquelles ont mené cette maîtrise sont que la méthode cinétique
de prédiction en colonnes de percolation s'avère très efficace lorsqu'on utilise une
première étape de "lavage" du substrat à analyser, que l'ajout de nutriments à la solution
lixiviante augmente de beaucoup les cinétiques chimiques et biologiques de libération des
métaux, augmentant ainsi la fiabilité et la rapidité de la méthode analytique, et que
l'inoculation à l'aide d'une culture bactérienne mixte du substrat à l'étude permet de
s'assurer d'une action bactérienne efficace. Les tests statique et cinétique ont mis en
évidence le caractère acidogène du résidu brut, ainsi que celui du rejet de flottation. Il
appert selon la balance chimique qu'un rendement de désulfuration supérieur à 98.3%
serait nécessaire afin d'obtenir un potentiel net nul de production d'acide dans ce rejet.
L'étape de séparation des phases oxyde et sulfureuse (par flottation et/ou séparation
gravimétrique) serait donc une étape clé concernant la qualité des déchets produits,
directement relié à leur pouvoir de génération d'acide. Le concentré de sulfures,
considéré comme fortement générateur d'acide selon sa composition chimique pourrait
s'avérer inoffensif avec une disposition adéquate dû à sa faible granulométrie d'où une
faible porosité, empêchant l'intrant d'oxygène, donc limitant très fortement l'oxydation
des sulfures. Mêmes conclusions pour le concentré biolixivié, sauf que le processus de
biolixiviation rehausserait la perméabilité de ce substrat, ce qui pourrait représenter un
désavantage dans le cas d'une future disposition de ces déchets dans le milieu récepteur


identifier: Breton, Gilles  (1981). L'internalisation des evaluations environnementales a la gestion des projets.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 248 p.

subject:
environnement
gestion des projets
citoyen
évaluation
gestion
impact
participation
public
Québec
répercussion

abstract:
Il devient de plus en plus nécessaire, pour les initiateurs des projets
de développement, de réaliser des évaluations des répercussions environnementales
de leurs projets; d'ailleurs, le règlement général relatif à
l'évaluation et à l'examen des impacts sur l'environnement, récemment promulgué, l'exige pour certains projets importants. Dans ce contexte, 11 internalisation
des évaluations environnementales à la gestion des projets
permet d'adapter ceux-ci aux contraintes issues de l'environnement de ces
projets et, conséquemment, d'augmenter l'efficience de leur réalisation. A
cette fin, nous présentons, dans un premier chapitre, les principaux concepts
et techniques utilisés par la gestion de projet; discipline administrative
s'intéressant à la prise en charge cohérente des divers aspects d'un
projet. Ensuite, dans le deuxième chapitre, nous examinons, d'abord, le
concept "projet" pour en dégager une compréhension systémique puis on propose,
successivement, un modèle conceptuel de la dynamique et de l’ évolution
d’un projet en relation avec son environnement et un guide méthodologique
permettant une approche gestionnaire globale et intégrée des projets. Ce
guide repose sur l'internalisation méthodologique des évaluations environnementales
à la gestion des projets. Finalement, nous montrons, dans un dernier
chapitre, comment l’initiateur d'un projet peut intégrer à sa gestion
un processus structuré d'évaluation tel le processus québécois d'examen et
d 'éva1uation des impacts sur l'environnement.


identifier: Breton, Julie  (2007). Caractérisation limnologique et réactivité de la matière organique dissoute des mares de thermokarst.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 180 p.

subject:
limnologie
matière organique dissoute
mares de thermokarst
carbone
milieu aquatique
pergélisol
physicochimie
biologie

abstract:
Les sols pergélisolés arctique et subarctique contiennent de grandes quantités de matière
organique. La fonte accélérée de ces sols aux hautes latitudes nordiques est préoccupante
quant au potentiel de transport et de recirculation et de libération de carbone vers
l'atmosphère sous forme de gaz à effet de serre qui pourrait s'en suivre. Les mares
thermokarstiques formées par l'érosion locale du pergélisol peuvent favoriser la
mobilisation de la matière organique dissoute (MOD) et sa dégradation et sont communes
dans le paysage nordique. Dans cette étude, nous avons examiné les caractéristiques
physicochimiques et biologiques de 57 mares de thermokarst distribuées entre 55 et
73°N. Les mares observées prenaient naissance dans une dépression sur le dessus d'une
forme périglaciaire ou à sa périphérie, en présence de pergélisol continu ou discontinu et
de différentes densités et dominances de végétation. Nous avons observé que la
composition du sol différait d'un site à l'autre, principalement par la présence ou non de
tourbe. Les résultats montrent que les mares de thermokarst sont des environnements
aquatiques qui présentent une grande diversité, tant dans les propriétés physiques,
chimiques que biologiques. Les mares thermokarstiques font contraste avec le reste du
paysage aquatique des hautes latitudes majoritairement composé de lacs oligotrophes,
alors qu'elles présentent des concentrations en nutriments relativement élevées et un
réseau alimentaire microbien actif. Cependant, les concentrations en Chla indiquent une
production primaire planctonique réduite dans cet environnement où la lumière est
rapidement atténuée. Les résultats montrent que le potentiel de libération de CO₂ et de
CH₄ vers l'atmosphère semble lié de façon quantitative et qualitative avec la MOD
disponible dans le plan d'eau. La réalisation d'expériences de dégradation microbienne
et photochimiques a permis de mieux comprendre les transformations que subit la matière
organique une fois mobilisée dans la mare. Les expériences de dégradation de la MOD
ainsi que la forte productivité biologique hétérotrophe observée démontrent que le
turnover du carbone dans les mares est relativement rapide et encore probablement sous-
estimé, particulièrement dans les mares avec une forte turbidité inorganique. Le rôle de
ces mares dans le cycle du carbone a ainsi été abordé et des suggestions sont présentées
pour la tenue de futures études dans l'Est du Canada.


identifier: Brouard, Nicole  (1992). Enlèvement des matières en suspension et évolution des pertes de charge en biofiltration des eaux usées domestiques: application sur lit ruissellant.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 150 p.

subject:
matières en suspension
biofiltration
eaux usées
domestiques
biodégradation
biofiltre
biologie
épuration
filtration granulaire
pollution

abstract:
Parmi les procédés d'épuration des eaux usées domestiques, la biofiltration aérobie sur
médium granulaire fin est nouvellement utilisée au Québec et ailleurs. En traitement
secondaire, ce procédé permet l'enlèvement de la pollution soluble biodégradable et
l'enlèvement des matières en suspension (MES). Afin d'optimiser l'opération et le
contrôle des ouvrages d'assainissement, il devient primordial de connaître les facteurs
qui influenceront la performance des unités de traitement.
Dans le présent travail, nous nous intéressons au volet mécanique de la biofiltration.
L'objectif consiste à étudier l'aspect filtration granulaire du procédé de biofiltration à
travers ses deux mécanismes principaux, soit: l'enlèvement des MES et l'évolution
temporelle des pertes de charge à travers le médium filtrant. Pour ce faire, des essais
ont été effectués (en conditions de fonctionnement particulièrement critiques) dans le
but de cerner l'influence de certains facteurs, dont le débit au biofiltre, le débit au
décanteur et la concentration en MES à l'affluent du biofiltre, sur ces deux mécanismes.
Ces essais ont été réalisés sur une unité pilote (décanteur lamellaire et biofiltre
ruisselant) alimentée en continu par des eaux usées domestiques (réseau unitaire). La
particularité de ces essais repose sur la mesure en continu des données suivantes:
concentration en MES à l'entrée et à la sortie du biofiltre (par des turbidimètres), débits
acheminés sur les procédés de décantation et de biofiltration, et la perte de charge à
travers le lit filtrant.
A l'aide des relations concentration en MES-turbidité, obtenues lors des essais, les
données d'une quinzaine de cycles de biofiltration (de durée allant de 3.5 à 44 heures)
ont été analysées en regard de l'enlèvement des MES et de l'évolution des pertes de
charge. L'interprétation des résultats a permis d'une part de vérifier certains faits
concernant l'influence du débit au décanteur, du débit au biofiltre et de la concentration
en MES à l'affluent du biofiltre, et d'autre part d'émettre certaines hypothèses quant au
rôle de l'âge du cycle et de la nature des particules présentes dans les eaux usées, sur
la performance du procédé de biofiltration.


identifier: Bruneau, Pierre  (1979). Application de l'analyse en série de Fourier à l'étude de l'activité circadienne des poissons du lac Cromwell (Québec).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 150 p.

subject:
série de Fourier
poisson
activité circadienne
biologie
chronobiologie
mathématique
statistique
lac Cromwell

abstract:
Les résultats de quatorze jours de captures à la nasse, comptabilisées
à toutes les deux heures, ont été analysés par décomposition
en série de Fourier. L'étude portait sur cinq espèces: le Notropis cornutus,
le Semotilus atromaculatus, le Catostomus commersoni, le Chrosomus sp. et l'Exoglossum maxilingua.
Le traitement en série de Fourier a permis de déterminer avec
précision l'amplitude relative et la position de chacun des pics d'activité
de ces espèces.


identifier: Brunet, Gilles et St-Pierre, Nicole  (1983). Développement du graphe de cohérence et application au projet de harnachement de la rivière Chamouchouane.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 185 p.

creator:
Brunet, Gilles
St-Pierre, Nicole

subject:
graphe de cohérence
harnachement
mathématique
hydro-électriques
évaluation
impact
matrice
rivière Chamouchouane

abstract:
Suite à une revue de la littérature, nous avons identifié un grand
nombre de méthodes d'évaluation d'impact. Cependant, notre intérêt s’est
porté plus spécifiquement sur la méthode du graphe de cohérence. Son application,
dans le cadre de l'identification et de l'évaluation des impacts
d'un projet, s’est toutefois avérée problématique. En effet, les notions de
cohérence et d'indépendance simultanées des éléments d'un même niveau, sont
apparues limitantes en ce qui a trait à la quantité d'information transmise
par le graphe. Une modification d'ordre structurel du graphe nous a permis
d'éliminer ce problème et de faciliter la consultation du graphe.
Nous avons également établi, à l'aide des langages graphique et
matriciel, des règles mathématiques fixes afin de bien définir le graphe de
cohérence. Ces règles nous ont permi la création d'algorithmes afin de
faciliter l'interprétation du graphe de cohérence (ex.: la méthode de la
dynamique polyhédrale).
Finalement, nous avons appliqué la méthode du graphe de cohérence
ainsi modifiée à un cas concret, en l'occurence, le projet d'harnachement de
la rivière Chamouchouane à des fins de production hydro-électrique. À ce
niveau, nous avons toutefois limité 1'identification des impacts aux composantes
de la faune aquatique de la rivière Chamouchouane.


identifier: Bujold, Jean-Nicolas  (2010). Utilisation de la technologie des transpondeurs passifs (pit-tags) pour l'étude du comportement spatial des salmonidés dans un tributaire de la rivière Ste-Marguerite (Saguenay, Québec).  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 113 p.

subject:
transpondeurs passifs
PIT-tags
comportement spatial
marquage
Iocalisation
saumon atlantique
Salmo salar
ombles fontaine
Salvelinus fontinalis
rivière Ste-Marguerite

abstract:
Selon le paradigme du déplacement restreint qui a été remis en question par
Gowan et al. (1994), les salmonidés qui résident dans les cours d'eau sont sédentaires
et demeurent la majorité du temps dans des sections restreintes de 20 à 50 m de
longueur. Plusieurs études ont supporté le paradigme au cours des dernières décennies,
toutefois celles-ci ont utilisé pour la plupart la méthode de marquage-recapture qui
présente des lacunes pour détecter les déplacements. Dans la présente étude, les
méthodes de marquage-localisation et de marquage-suivi en continu ont été utilisées
pour étudier le comportement spatial des saumons atlantiques juvéniles (Salmo salar) et
des ombles de fontaine (Salvelinus fantinalis) dans un tributaire de la rivière Ste-
Marguerite Nord-est (Saguenay, Québec). Ces deux nouvelles méthodes de suivi
utilisent de récents développements dans la technologie des transpondeurs passifs (PIT-
tag) pour corriger les lacunes reliées à la méthode de marquage-recapture. Les résultats
de l'étude montrent que les individus se sont grandement déplacés durant les deux
périodes de suivi (i.e. estivale et automnale) et plus étonnamment en période estivale.
40 % des individus détectés ont effectué des déplacements (≥50 m) durant la période
estivale. De plus, 71 % de tous les déplacements observés ont eu lieu durant cette
dernière période. Dans cette étude, trois différents comportements spatiaux ont été
définis (i.e. sédentaires, mobiles résidants et mobiles voyageurs). À notre connaissance,
le comportement très particulier des individus mobiles voyageurs n'a jamais été
documenté auparavant dans la littérature. Ces individus ont aussi parcouru de très
grandes distances durant la période estivale (jusqu'à 48 km). L'effet du débit sur les
déplacements a été analysé pour les deux périodes de suivi et des tendances
significatives ont été observées pour la période automnale. Les résultats de l'étude
appuient la remise en question du paradigme du déplacement restreint et de la méthode
de marquage-recapture pour l'étude du comportement spatial des salmonidés. De futurs
projets de recherche qui utiliseront les nouvelles méthodes de suivi avec les
développements de la technologie PIT-tag sont nécessaires pour arriver à avoir une
meilleure connaissance des différents comportements spatiaux des salmonidés dont
celui des individus mobiles voyageurs et de l'effet du débit sur les déplacements.


identifier: Cagnat, Emmanuel  (2003). Étude sédimentologique de la série holocène de l'estuaire maritime du Saint-Laurent: apport de la tomodensitométrie.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 260 p.

subject:
sédimentologie
série holocène
estuaire maritime
tomodensitométrie
géologie
quaternaire
paléoenvironnementale
chenal Laurentien
Saint-Laurent

abstract:
Au cours de la campagne IMAGES (International Marine Global Change Studies) 99, deux
carottes ont été prélevées dans le chenal Laurentien (Estuaire maritime du Saint-Laurent, Québec). Les
sédiments ont été analysés en trois phases. Les propriétés physiques (densité gamma, vitesse des ondes P et
susceptibilité magnétique) ont d'abord été acquises au moyen d'un banc MST Geotek. Dans un second
temps, les deux carottes ont été analysées au tomodensitomètre axial GE (densité tomographique et
imagerie pseudo-3D). Finalement, les carottes ont été ouvertes, décrites et échantillonnées afin de mesurer
les granulométries.
Les objectifs principaux de cette étude étaient de déterminer l'évolution paléoenvironnementale du
chenal Laurentien et d'analyser les cyclicités enregistrées dans les deux carottes afin de clarifier le contexte
paléoenvironnemental de l'Holocène. Afin de remplir ces objectifs, un inventaire tomodensitométrique des
faciès, des figures et des textures sédimentaires syn et postgénétiques a été dressé. Puis, les résultats
obtenus par méthode tomodensitométrique ont été validés et les apports aux méthodes plus traditionnelles
ont été évalués.
La sédimentation holocène du chenal Laurentien est constituée en alternance de phases de
sédimentation hémipélagique et d'événements gravitaires (turbidites et coulées de boue). Les sédiments
hémipélagiques déposés régulièrement sont soulignées par la colonisation d'organismes benthiques. Les
événements gravitaires, en revanche, érodent les sédiments sous-jacents et interrompent toute colonisation.
Deux types de lamines denses d'origines sédimentaires ont également été identifiées. Les premières,
généralement argileuses, sont soulignées par des processus de diagenèse dans les unités paraglaciaires. Les
secondes, silto-sableuses, sont en association avec des minéraux magnétiques et / ou denses dans les unités
postglaciaires. Quantitativement, les données tomodensitométriques axiales et longitudinales normalisées
sont bien corrélées avec les mesures de densité gamma (respectivement R² = 0,92 et R² = 0,84). La
tomodensitométrie a également été utilisée afin de corriger les vitesses des ondes P, perturbées par les
espaces vides entre gaine et sédiments. Enfin, l'influence croissante de différents paramètres sur les valeurs
IT est prouvée : les inclusions diagénétiques, la teneur en minéraux magnétiques (une multiplication par
trois de leur teneur entre les unités paraglaciaires et postglaciaires correspond à une multiplication de 1,3 à
1,5 des densités tomodensitométriques), la granulométrie et le niveau de consolidation des sédiments.
Les interprétations paléoenvironnementales différencient trois unités diachroniques:
La plus ancienne (unité 21-111), échantillonnée uniquement en amont, est interprétée comme post-wisconsinienne et d'âge supérieur à 9100 cal BP. Cette unité est caractérisée par un taux de
sédimentation annuel compris entre 4 mm.an⁻¹ et 18 mm.an⁻¹ et représente vraisemblablement la
sédimentation paraglaciaire proximale du chenal Laurentien en contexte transgressif au cours de la
phase d'invasion marine. Cette unité a été partiellement remobilisée par une coulée de débris liée à un
important glissement de terrain, dont l'âge est estimé à 9100 cal BP.
La seconde unité (unité Il), paraglaciaire distale, est le résultat d'un niveau marin relativement élevé,
d'environ + 80 m, en contexte de régression relative lente, de très hauts débits fluviaux induits par la
fusion de l'inlandsis Laurentidien et d'une couverture végétale éparse. Les sédiments sont exportés
dans le chenal Laurentien par d'importants panaches turbides et par transport sur le fond et coulées de
boues à partir des deltas en construction sur le plateau continental nord. Cette unité, restreinte entre
9500 cal BP et 8300 cal BP au large de Rimouski et entre 9100 cal BP et 8700 cal BP face aux
Escoumins, est caractérisée par des taux de sédimentation compris entre 20 mm.an⁻¹ et 70 mm.an⁻¹ et
des laminations soulignées par d'importants processus de diagenèse. L'origine des trois sous-unités la
divisant, différenciées par la présence ou non de laminations, n'a pu être découverte. Enfin, le niveau
repère, interprété sur les deux carottes et caractérisé par une granulométrie croissante puis décroissante,
est contemporain du début de la phase de refroidissement de l'événement froid de 8200 cal BP, et peut
être attribué à une augmentation des précipitations.
L'unité la plus récente (unité 1) est postglaciaire. Elle est composée de sédiments riches en minéraux
magnétiques, environ trois fois plus que dans l'unité paraglaciaire, provenant de l'érosion des deltas du
plateau continental. La fusion de l'inlandsis n'ayant plus d'influence sur les cours d'eau de la Côte
Nord et la végétation s'étant développée, les taux de sédimentation chutent à moins de 10 mm.an-l.
Deux sous-unités se différencient. La sous-unité I-B est comprise entre 8700 cal BP et 4800 cal BP en
amont et entre 8500 cal BP et 5750 cal BP en aval. Elle est caractérisée par des taux de sédimentation
annuelle très bas, généralement inférieurs à 1 mm.an⁻¹, en raison de la régression relative rapide
(d'environ + 80 m à + 15 m), des précipitations réduites et de l'afforestation de la région. Les
sédiments de la sous-unité I-A, depuis 4800 cal BP et 5750 cal BP respectivement en amont et en aval,
sont caractérisés par des taux de sédimentation croissants, qui dépassent 10 mm. an⁻¹, au sommet. Ces
taux de sédimentation sont le résultat d'une régression relative très ralentie et d'un bas niveau marin
relatif, provoquant l'érosion en rétrogradation des deltas abandonnés et probablement des précipitations
plus importantes que dans la sous-unité I-B, reliées aux fluctuations climatiques reconnues à l'échelle
de l'Amérique du Nord. Pour l'histoire la plus récente, l'augmentation du taux de sédimentation est
attribuée au Petit âge glaciaire. En revanche, peu d'évidences permettent de supposer une influence
anthropique sur les taux de sédimentation au large de la Côte Nord depuis le début de la colonisation
européenne. Enfin, la diminution des valeurs de susceptibilité magnétique finale pourrait être
interprétée comme l'atteinte d'un pseudo profil d'équilibre des deltas actifs du plateau continental
nord, entre les rivières Saguenay et Betsiamites.


identifier: Calderhead, Angus I.  (2009). Évaluation des effets de pompage sur la subsidence :une approche par des relevés de terrain, la télédétection et la modélisation numérique: (pumping effects on land subsidence: assessment using field data, remote sensing and numerical modeling).  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 279 p.

subject:
pompage
subsidence
relevés de terrain
aquifère hétérogène
hydrogéologie
télédétection
modélisation numérique
affaissement
sol
argile
vallée Toluca
Mexique

abstract:
Dans plusieurs villes du monde (e.g. Venise, Las Vegas, Shanghai, Mexico), la surexploitation de
l'eau souterraine entraîne la compaction de couches argileuses et crée de multiples problèmes dont
l'effondrement des sols, des dommages importants aux infrastructures, et la création de fractures
dans les sédiments en surface.
L'objectif de cette thèse est de présenter une méthodologie multidisciplinaire, combinant les
méthodes utilisées dans les domaines de l'hydrogéologie et de la télédétection, pour mieux quantifier
et prédire l'affaissement régional des sols dans un aquifère hétérogène intercalé de couches
argileuses.
La zone d'étude est localisé dans la vallée de Toluca, Mexique, une zone ayant les critères propices à
l'affaissement : soient un pompage excessif avec un bilan d'eau souterraine déficitaire, et la présence
de couches argileuses compressibles. Contrairement aux autres villes mentionnées ci-haut, ce bassin
a peu de donnés historiques sur l'affaissement régional.
La méthodologie entreprise comprend: (1) une revue de la littérature et une revue de rapports avec
des données utiles à l'étude de cas, (2) des travaux de terrain (puits, extensomètres, et prélèvement
de sol), (3) l'évaluation détaillée du bilan en eau à l'aide d'un modèle numérique de recharge multiparamètres, (4) la génération d'un modèle géologique 3D, (5) l'utilisation de l'interférométrie radar
(InSAR) pour obtenir des données de subsidence, (6) le couplage (compaction instantanée +
écoulement d'eau souterraine), la vérification, et la mise en oeuvre d'un modèle numérique, (7) la
simulation de plusieurs scénarios pour prédire l'affaissement futur.
Les travaux détaillés avec les modèles de recharge et la géologie 3D permettent d'avoir une plus
grande confiance dans les simulations. De plus, l'utilisation des techniques d'interférométrie radar
permettent de localiser et mesurer les zones en affaissement. Aussi, en combinant les données
InSAR, les données du bilan d'eau, le modèle géologique, et les données d'affaissement avec les
extensomètres, il est possible de mieux estimer les propriétés d'emmagasinement spécifique
squelettique et de mieux caler le modèle numérique.
Plus spécifiquement, le travail démontre qu'il y a un déficit en eau souterraine dans la vallée de
Toluca depuis environ 1962. Des scénarios de recharge (utilisant le modèle HELP3) et de pompage,
incluant l'impact des changements climatiques, démontrent une diminution de la recharge et une
augmentation du pompage dans les 50 prochaines années. Le déficit continuera à augmenter jusqu'à
une moyenne de 292 Mm³/année (million de mètres cubes par année) ou un maximum de 456
Mm³/année en 2050.
D'après les simulations, depuis 1950 l'affaissement maximal a atteint près de 2 m. Les taux de
compaction sont variables dans le temps et dans l'espace et dépendent du taux de pompage et des
caractéristiques géo-mécaniques des sols. Le taux d'affaissement maximum dans la vallée est
environ 15 cm/an. Les prévisions moyennes estiment que l'affaissement maximal dans la vallée sera
d'environ 1,2 m dans les prochaines 40 années. La subsidence totale maximale en 2050 atteint 2,2 m
pour le pire des scénarios, 1,4 m pour le meilleur scénario, et 1,6 m pour la subsidence moyenne
attendue. Diminuer les exportations du bassin de 50% et déplacer les centres de pompage à des
endroits avec une faible épaisseur d'argile, engendre un effet positif sur le bilan global de l'eau et
ralentit la subsidence.
Cette étude a permis de contribuer à une meilleure compréhension du bilan en eau, de la structure
géologique, et le processus d'affaissement du sol dans la vallée de Toluca. L'utilisation de cette
approche multidisciplinaire pour quantifier les processus et les paramètres de compaction d'argile
pourrait être appliquée à d'autres bassins ayant des problèmes semblables.

Resumen

En varias ciudades del mundo (por ejemplo, Venecia, Las Vegas, Shanghai, México), la
Sobreexplotación de las aguas subterráneas provoca la compactación de las capas de arcilla y crea
muchos problemas, inc1uyendo problemas de colapso, daño a la infraestructura, y fractura en los
sedimentos de la superficie.
El objetivo de esta tésis es presentar una metodoloíga multidisciplinaria, combinando los métodos
utilizados en las disciplinas de la hidrogeologia y la teledetección, para tener la capacidad de
cuantificar mejor y predecir la subsidencia regional en un acuífero heterogéneo con capas
intercaladas de arcilla.
El área de estudio se centra en el valle de Toluca, México, una zona con criterios favorables a la
subsidencia: el bombeo excesivo de agua con un déficit de las aguas subterráneas, y la presencia de
capas de arcilla compresible. A diferencia de las ciudades antes mencionadas, la cuenca del valle de
Toluca tiene pocos estudios históricos sobre la subsidencia regional, haciendo la tarea más dificil.

La metodologia incluye: (1) una revisión bibliográfica y una revisión de los reportes para obtener los
datos disponibles del estudio de caso (2) trabajo de campo (construcción de pozos, extensómetros,
caracterización de los arcillas) (3) una evaluación detallada del balance de agua utilizando un
modelo digital con varios parámetros, (4) la generación de un modelo 3D geológico, (5) el uso de
interferometria radar (InSAR) para obtener  los datos de subsidencia regionales, (6) acoplamiento
(compactación instantánea + flujo de aguas subterráneas), la verificación y la aplicación de un
modelo numérico (7) la simulación de diferentes escenarios para predecir la subsidencia futura.

El trabajo detallado sobre los modelos de la geología 3D y la recarga permiten una mayor confianza
en las simulaciones. El uso de las técnicas de interferometría radar permite localizar y medir la
subsidencia. Además, con los datos InSAR combinado con los datos de la balanza de agua, el
modelo geológico, y los datos de compactación de los extensómetros, es posible estimar mejor las
propiedades de almacenamiento especifico del esqueleto y calibrar mejor el modelo numérico.

Concretamente, el trabajo demuestra que existe una escasez de aguas subterráneas en el valle de
Toluca, desde alrededor de 1962. Escenarios de la recarga (utilizando el modelo de HELP3) y de
bombeo, incluyendo el impacto del cambio climático, muestran una disminución en la recarga y el
aumento de bombeo de agua en los próximos 50 años. Este déficit aumentará a un promedio de 292
Mm³/año (millones de metros cúbicos por año) o un máximo de 456 Mm²/año en 2050.

Según las simulaciones, desde 1950 la subsidencia máxima ha alcanzado casi los 2 m. La tasa de
compactamiento es variable en el tiempo y el espacio y dependen del ritmo de bombeo y las
características géo-mecánicas de los suelos. El porcentaje máximo de hundimiento de la tierra en el
valle son de unos 15 cm/año. Las previsiones estiman que el promedio máximo de subsidencia en el
valle es de 1.2 m en los próximos 40 años. La subsidencia máxima total en 2050 alcanzó el 2.2 m en
el peor de los casos, 1.4 m en el mejor de los casos, y 1.6 m para el caso promedio. Reducir las
exportaciones de la cuenca de 50% y desplazar de los centros de bombeo en áreas con bajo
contenido de arcilla, crea un efecto positivo en el balance global de agua y la subsidencia
disminuye.

Este estudio contribuirá a una mejor comprensión del balance hídrico, la estructura geológica y el
proceso de subsidencia en el Valle de Toluca. El uso de este enfoque multidisciplinario para la
cuantificación de los parámetros del proceso y la compactación de la arcilla podría aplicarse a otras
cuencas con problemas similares.

Abstract

Excessive pumping of groundwater from compressible clay layers causes land subsidence. Many
cities around the world (eg, Venice, Las Vegas, Shanghai, Mexico) experience subsidence in the
form of collapsing ground, the formation of fractures in the surface sediments, and damages to
infrastructure.
The objective of this thesis is to present a multidisciplinary approach, combining the methods used
in the fields of hydrogeology and remote sensing, to better quantify and predict regional land
subsidence in a heterogeneous aquifer interbedded with layers of clay.

The study area focuses on the Toluca Valley, Mexico where excessive pumping and compressible
clay layers are found. Unlike the cities mentioned above, the basin has few historical studies or data
on regional subsidence.

The methodology includes: (1) a literature review and a review of reports with data of the case study
(2) fie1dwork (installing wells, extensometers, and consolidation tests on clays) , (3) a detailed
assessment of the water budget using a multi-parameter recharge numerical model (HELP3), (4)
generating a 3D geological model, (5) the use of radar interferometry (InSAR) to obtain regional
subsidence data, (6) coupling the numerical model (instantaneous compaction + groundwater flow),
verification, and implementation of the mode l, and (7) simulating various scenarios to predict future
subsidence.

Detailed work on the recharge and 3D geology models lead to more confidence in the simulations.
Moreover, the use of radar interferometry techniques assists in locating and measuring subsiding
areas. Also, combining InSAR data, water budget data, the geological model, and extensometer data,
it is possible to better estimate skeletal specific storage parameters and to better calibrate the
numerical model.
More specifically, the work shows that there has been a groundwater deficit in the Toluca Valley
since about 1962. Recharge scenarios (using the HELP3 model) and pumping estimates, including
climate change predictions, show a decrease in recharge and increased pumping in the next 50 years.
The deficit will increase to an average of 292 Mm³/year (million cubic meters per year) or a
maximum of 456 Mm³/year in 2050.
According to the simulations, since 1950 the maximum subsidence has reached nearly 2 m. The
compaction rate is variable in time and space and depends on pumping rates and geo-mechanical
characteristics of soils. The maximum subsidence rate in the valley is about 15 cm/year. The average
estimates show that the maximum subsidence in the valley will be approximately 1.2 m in the next
40 years. The total maximum subsidence in 2050 reached 2.2 m for the worst case, 1.4 m for the best
scenario, and 1.6 m for the average expected scenario. Reducing exports by 50% and moving the
pumping centers to areas with low clay content creates a positive effect on the overall balance of
water and slow subsidence.
This study contributes to a better understanding of the water balance, the geological structure, and
the process of land subsidence in the Toluca Valley, Mexico. Using this multidisciplinary approach
for quantifying clay compaction parameters and processes could be applied to other basins with
similar problems.


identifier: Cantin, Jean-François  (1992). Modélisation de processus physiques affectant les pétroles déversés en milieu fluvial.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 188 p.

subject:
pétrole
déversement
fleuve
modèle numérique
simulation
modélisation
lois de comportement
logiciel
PANACHE

abstract:
Les impacts environnementaux qu'engendrerait un déversement important de
pétrole dans le fleuve Saint-Laurent pourraient bien être majeurs. Lorsque l'on
considère l'intensité du trafic maritime et les conditions de navigation souvent
difficiles, les risques sont réels et la nécessité de disposer d'outils prédictifs
rapidement mobilisables apparaît clairement. Quelle est la trajectoire de la nappe et
son étendue? Atteindra-t-elle la rive et quand? Quelles seront alors ses propriétés
physiques? Le présent travail de modélisation tente de répondre à ces questions. Il
est basé sur le logiciel PANACHE de simulation de propagation de solutés, dont il
utilise l'interface-usager ainsi que le mode de résolution des équations différentielles
de transport.
Un rappel des caractéristiques techniques des modèles utilisés (modèle
hydrodynamique et modèle de propagation de nappes de pétrole), de leurs
conditions d'application, ainsi que de leurs modes de résoluti6n est inclus de façon
à situer le lecteur. Les principaux aspects théoriques du comportement des pétroles
déversés sont par la suite abordés et leur traitement numérique est également
explicité. La validation des algorithmes implantés (estimation des épaisseurs locales
d'une nappe flottante, étalement, transport, évaporation, variation temporelle de
densité et de viscosité) ainsi que la discussion des résultats obtenus complètent le
présent mémoire.


identifier: Cantin, Sophie  (1998). Caractérisation de l'évolution de composts et de lixiviats: relations avec le processus de compostage et la qualité des eaux.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 206 p.

subject:
compost
lixiviats
compostage
compost
qualité des eaux
environnement
boues papetières
Feuilles
gazon

abstract:
Le compostage est appelé à devenir une importante industrie de valorisation des résidus
organiques étant donné qu'il représente une alternative aux modes conventionnels de
disposition des déchets. Par contre il s'accompagne souvent de la production d'eaux de
lixiviation fortement chargées en matières organiques et en nutriments, et pouvant contenir
des contaminants organiques. Il importe ainsi de pouvoir caractériser la composition des
eaux de lixiviation de composts, de façon à mieux évaluer l'impact environnemental d'un
rejet vers les eaux de surface ou souterraines. Le but du projet est d'étudier l'évolution
temporelle de la composition des eaux de lixiviation de composts et des composts eux-
mêmes, du double point de vue des possibles impacts environnementaux et de l'évolution
des processus de transformation de la matière organique survenant durant le compostage.
Trois objectifs étaient visés. Le premier est de mieux évaluer les impacts potentiels de la
charge en divers composés sur l'environnement. Le second est d'examiner si les charges en
matières organiques des lixiviats nécessitent l'application de captage et de traitement de ces
eaux et le troisième est d'améliorer la compréhension des processus de compostage en
termes d'échange de matières et de bilans des éléments. De plus, trois hypothèses ont
constitué la base des travaux. La première est que la phase active de compostage est celle
qui génère, les charges les plus élevées en matières organiques dissoutes. La seconde est
que les composts matures génèrent principalement des formes oxydées des éléments et la
dernière est que des résidus d'herbicides peuvent se retrouver dans certains lixiviats ou
composts issus de matières végétales et ainsi constituer une nuisance pour les milieux
aquatiques et pour la valeur agronomique du compost.
Deux types de composts ont été étudiés pour leur intérêt quant au potentiel de production
sur une base industrielle et à l'impact éventuel sur l'environnement. Ces composts sont un
mélange de feuilles mortes et d'herbe de tonte avec et sans herbicides et un mélange de
boues papetières primaires et secondaires, avec et sans lisier de porc. Plusieurs paramètres
ont fait l'objet d'un suivi temporel, et ce sur les composts et les lixiviats. Les principales
conclusions sont tout d'abord que de grosses piles de compost de résidus verts pourraient
relarguer des quantités importantes d'herbicides par le biais des lixiviats. Ces eaux sont
également chargées en matières organiques et en nitrates, donc peuvent avoir un impact sur
l'environnement. Par conséquent, il semble essentiel de procéder au captage et au
traitement des lixiviats tout au long du processus de compostage. Pour ce qui est des
concentrations des composés dans les milieux solide et liquide, les composts possèdent
dans tous les cas des teneurs plus élevées que celles des lixiviats. Des bilans ont été
effectués sur les composts afin de quantifier les pertes en azote total et en carbone total,
ainsi que les gains en nitrates, qui est une forme oxydée se retrouvant dans les composts
matures. Des résidus d'herbicides se retrouvent aussi dans les composts de feuilles mortes
et d'herbe de tonte et dans les lixiviats. Les concentrations des composés dans les
composts pourraient avoir un impact sur la croissance des végétaux. Il a également été
vérifié que la phase thermophile génère de fortes charges en matière organique. Pour ce qui
est des composts de résidus de papetières, la présence ou non de lisier de porc a peu
d'impact.


identifier: Caouette, Chantal  (2010). Effets du dioxyde d'azote et de l'ozone sur les maladies respiratoires à Montréal.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 96 p.

subject:
pollution atmosphérique
ozone
dioxyde d’azote
maladies respiratoires
modèles additifs généralisés
Generalized Additive Models
GAM

abstract:
Les effets du réchauffement climatique et de la qualité de l’air sur la santé représentent des
sujets très étudiés en épidémiologie et en santé publique. Ces études permettent d’évaluer la
relation entre la météo et la qualité de l’air, et de déterminer des seuils critiques pour une
meilleure gestion du risque d’exposition. Dans la présente étude, on s’intéresse à l’effet de la
météorologie combiné à l’effet de l’O₃ et du NO₂ sur les hospitalisations pour l’asthme et sur
les consultations aux urgences pour causes respiratoires, à Montréal, à l’aide de données
couvrant une grande période, soit de 1989 à 2006. La disponibilité d’une telle base de données
permettra de mettre à jour la relation entre la qualité de l’air et la morbidité en tenant compte
des dernières tendances observées dans les variables de la pollution et des variables reliées à
la météorologie.
À l’aide d’un modèle additif généralisé (GAM), on vérifie l’impact des variables
météorologiques (température moyenne, précipitations, pression atmosphérique et humidité
relative) et de la pollution (dioxyde d’azote (NO₂) et ozone (O₃)), ainsi que des variables
confondantes (année et jour de la semaine), sur la morbidité respiratoire à Montréal. Les
données utilisées correspondent aux séries chronologiques standardisées de 1988 à 2006 des
hospitalisations pour asthme (CIM-9 : 493) et des admissions aux urgences pour troubles
respiratoires. Le choix des variables a été effectué à partir d’une revue de littérature sur des
études semblables aux Canada et partout ailleurs dans le monde. Des durées d’exposition de
1 à 10 jours ont été considérées pour tenir compte des effets retardés qui pourraient être
associés à chacune des variables. Le critère de la validation croisée généralisée (GCV) est
utilisé afin d’opter pour le meilleur décalage pour les variables météorologiques et de
pollution.
Les résultats obtenus montrent que, pour la catégorie de 1 à 14 ans, sur une exposition de
huit jours, l’augmentation de 10 µg/m³ de NO₂ en hiver est reliée à une augmentation relative
significative de 6,6% du nombre quotidien d’hospitalisations pour l’asthme. Pour les
personnes de 65 ans et plus, l’augmentation de 10 μg/m³ d’ozone en été est associée à des
augmentations significatives du risque d’hospitalisation pour l’asthme ou de visite à l’urgence
pour des troubles respiratoires (respectivement de 0,9% entre 63 et 134 µg/m³ et de 0,6%
entre 24 et 94 µg/m³).
On observe un seuil de 70 µg/m³ d’ozone à partir duquel l’effet sur l’asthme s’aggrave.
L’effet du NO₂ est davantage visible auprès des personnes de 1 à 14 ans que celles de 65 ans
et plus. Le seul polluant ayant un impact significatif sur les admissions aux urgences pour
troubles respiratoires est l’ozone, auprès des personnes de 65 ans et plus, avec une durée
d’exposition de 0 ou de 7 jours. Dans l’ensemble, les variables de pollution et la température
moyenne ont plus d’impacts sur la santé respiratoire lorsque l’on en observe les extrêmes
pendant plusieurs jours. De plus, il semble que la température soit plus néfaste pour l’asthme
que la pollution atmosphérique.


identifier: Caplanne, Sophie  (2008). Effet thermique, photo-dégradation et variabilité spatio-temporelle de la matière organique dissoute des lacs du bouclier canadien.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 167 p.

subject:
matière organique dissoute
écosystèmes lacustres
rayonnement solaire
réchauffement
lacs
techniques optiques
hétérogénéité spatiale
hétérogénéité temporelle
Bouclier canadien

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.

Selon les différents scénarios, les changements climatiques auront des effets variables sur
les écosystèmes aquatiques. En dépit de certaines contradictions existant entre les différentes
prévisions régionales, il semble que la teneur en matière organique dissoute (MOD) des lacs soit
une des variables sujette à modification au cours des prochaines années. Quelques auteurs
rapportent déjà des changements de concentrations en carbonique organique dissous (COD) dans
certains lacs ontariens situés dans une région touchée par la sécheresse. Or la MOD joue un rôle
important dans le fonctionnement des écosystèmes lacustres. Elle influe notamment sur la
structure thermique de la colonne d'eau, la photosynthèse, la production microbienne et le cycle
du carbone. Dans cette thèse, nous nous proposons de définir plus précisément les implications
des changements de MOD sur les écosystèmes aquatiques en apportant des éléments de réponse
sur: l- la participation de la MOD colorée (MODC) dans le réchauffement de la colonne d'eau et
la stratification épilimnétique, 2- les différentes qualités de MOD et leurs rôles (optique et
biologique) pour le système et 3- la variabilité optique spatio-temporelle intra-lac.

Grâce à un modèle mathématique simple, nous avons montré qu'après une heure de
d'ensoleillement zénithal, en l'absence de pertes de chaleur, les premiers 50 centimètres d'une
eau fortement humique présente un réchauffement théorique de 1.5 °C alors que celui de la
surface d'une eau pure n'est que de 1°C. De même, les contributions relatives des ultraviolets,
du visible et des infrarouges dans ce réchauffement sont respectivement de 6, 32 et 62 % pour
l'eau humique et 0, 5 et 95 % pour l'eau pure. Cette quantification théorique du potentiel
calorifique de la MOD et du spectre solaire nous a permis de comprendre l'importance de
l'absorption des IR par les molécules d'eau et de celle du visible par les molécules de MODC
dans le réchauffement de l'eau de surface. Par ailleurs, les données in situ confirment la
corrélation positive existant entre la MODC et l'apparition d'une stratification diurne. Les
épilimnions des lacs du Cordon (COD = 4.6 mg L-1) et Clair (COD = 1.6 mg L-1) présentent,
respectivement, une micro-stratification pendant 64 et 53 % de la période estivale indiquant que,
contrairement à l'idée généralement répandue, l'épilimnion ne constitue pas une couche
homogène et bien mélangée.

Outre la concentration en COD, la qualité de la MOD peut changer d'un lac à l'autre.
Grâce à la fluorescence, nous avons pu définir que le lac Clair est composé de 65, 22 et 13 % de
composés de faible poids moléculaire, moyen et élevé respectivement, comparativement à 25,45
et 30 % pour du Cordon. Ces résultats indiquent que le lac Clair présente une grande quantité de
MOD autochtone, constituée de petites molécules labiles, alors que du Cordon montre une MOD
majoritairement allochtone, hautement aromatique. Ces différents types de MOD ont des
comportements très différents par rapport à la lumière et à la biologie. En effet, notre étude
montre que la MOD allochtone du lac du Cordon est plus rapidement photo-dégradée au cours de
l'été (taux de perte = 0.07 j-1) et lors d'expériences en bouteille (taux de perte = 0.28 ± 0.01 j-1)
que celle du lac Clair (taux de perte = 0.02 et 0.08 ± 0.005 j-1 respectivement). De plus, bien que
le lac Clair présente une plus grande quantité de MOD autochtone, réputée labile, la production
bactérienne y est beaucoup plus faible que dans le lac du Cordon. La MOD allochtone, associée à
la photo-dégradation, semble donc être un pilier de la productivité secondaire du système
lacustre.

Enfin, constatant que la majorité des études limnologiques sont réalisées au centre des
lacs, nous avons souhaité déterminer l'incidence d'un échantillonnage restreint sur la véracité des
résultats d'une étude. Nous nous sommes intéressés aux variables optiques et avons constaté que
bien qu'une certaine hétérogénéité spatiale horizontale (bord-centre) et verticale existe dans le lac
du Cordon, aucune n'est apparue au lac Clair. De plus, une expérience de photo-dégradation
réalisée au centre et au bord du lac du Cordon révèle une perte de couleur plus importante en
région littorale (taux de perte = 0.43 ± 0.11 j-1) qu'en région pélagique (taux de perte = 0.34 ±
0.05 j-1), indiquant une plus grande photo-réactivité de la MODC en région littorale. Par ailleurs
l'échantillonnage des deux lacs, effectué à trois reprises durant l'été, nous a permis de constater
la présence d'une évolution temporelle importante. Les teneurs en MOD ont diminué entraînant
une augmentation de la transparence de la colonne d'eau. Les statistiques ont montré que parmi
les hétérogénéités spatiale et temporelle observées dans les deux lacs, la plus grande source de
variabilité dans les mesures est le temps.


identifier: Carbonneau, Patrice E.  (2003). Caractérisation quantitative des graviers fluviaux pour la modélisation de la disponibilité d'interstices utilisables par le saumon Atlantique (Salmo salar) juvénile en comportement hivernal.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 209 p.

subject:
graviers fluviaux
lits des rivières
modèle prédictif
habitat
structure
granulométrie
substrat
hiver
saumon Atlantique
Salmo salar

abstract:
Pendant la saison hivernale, les saumons juvéniles s'enfouissent dans les
interstices du substrat afin d'échapper à la prédation et de minimiser leurs
dépenses énergétiques. L'habitat interstitiel est donc essentiel à la survie
hivernale de l'espèce. Pour des fins de gestion, il s'avère nécessaire d'évaluer la
disponibilité d'interstices offerts par un substrat de rivière donné. Les méthodes
actuelles de caractérisation ne sont basées que sur une description de la
granulométrie du substrat. L'agencement spatial des roches a toutefois une
influence importante sur la géométrie interstitielle qui n'est pas prise en compte.
Cette lacune est principalement attribuable à un manque de méthodes et de
concepts applicables à la quantification des caractéristiques, autres que
granulométriques, des graviers fluviaux.
Ce projet de recherche a pour objectif général d'améliorer les connaissances
quantitatives de la structure du substrat graveleux des lits des rivières à
saumons. Plus précisément, cette recherche a pour objectif de développer un
modèle prédictif de la disponibilité d'habitat fondé sur une caractérisation
quantitative qui tient compte de la structure et de la granulométrie du substrat.
Pour arriver à cette fin, de nouvelles méthodes et concepts de quantification de
l'agencement des graviers ont été développés. Une nouvelle méthode de
photogrammétrie digitale plus accessible a été mise au point pour caractériser la
microtopographie des lits de gravier. Cette méthode a permis de modéliser la
topographie des sites d'études avec des Modèles Numériques de Terrain (MNT)
ayant une résolution au sol de lmm² et une précision de ±2-8mm. Les MNT ont
été utilisés pour développer une nouvelle mesure de la rugosité des surfaces.
Cette mesure, le R₈₄, quantifie la rugosité d'une surface en utilisant le 84ième
percentile de la distribution des différences d'élévations sur la surface et ce pour
une distance horizontale choisie. Ensuite, les MNT ont été appliqués pour
quantifier le niveau d'organisation des agencements de graviers. Une nouvelle
méthode a été mise au point en appliquant des principes de vision numérique et
de traitement d'images pour évaluer la dimension fractale des surfaces avec
l'information topographique des MNT. Afin de compléter ces informations avec
une description plus explicite de l'agencement des particules des graviers, une
nouvelle méthode de quantification de la structure des lits de graviers a été mise
au point. Cette méthode, qui emploie elle aussi des outils de vision numérique et
de traitement d'images, s'appuie sur deux nouvelles variables: Le chevauchement
des particules voisines et le pourcentage de sable en surface, pour quantifier des
phénomènes connus tels que l'imbrication et l'enchâssement. Cette méthode
permet de quantifier des structures de graviers qui auparavant étaient décrites
de façon qualitative. Les méthodes précédentes ont été appliquées afin de
quantifier de façon très détaillée des surfaces de graviers où les interstices
avaient été recensés et mesurés. L'utilisation de la régression logistique a permis
d'établir le premier modèle prédictif de la présence d'interstices sur une surface
de graviers. De plus ce modèle a permis d'établir les variables importantes pour
la disponibilité d'interstices. Alors qu'il est généralement admis que les
interstices sont associés au substrat grossier, nos résultats montrent que la taille
des particules est nécessaire mais non-suffisante pour prédire adéquatement la
disponibilité d'interstices. Le modèle de prédiction des interstices le plus
parcimonieux et performant est fonction de la taille des particules, de la rugosité
de la surface et du pourcentage de sable en surface. Les résultats de la thèse
suggèrent que les effets de structure des lits de graviers doivent être incorporés
dans les méthodes d'évaluation de l'habitat hivernal disponible pour le saumon
juvénile.