identifier: Bilodeau, François  (2003). Validation de la technique DET (Diffusive Equilibration in Thin Films) pour mesurer des microprofils de fer et de manganèse dans les sédiments lacustres.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 91 p.

subject:
DET
fer
sédiments
manganèse
Bouclier canadien
Basses-terres du Saint-Laurent

abstract:
Les sédiments d'un lac constituent un milieu où s'exercent diverses réactions diagénétiques. Les
concentrations de solutés dans l'eau interstitielle des sédiments y sont souvent des indicateurs
sensibles des réactions de diagénèse (Tessier et al., 1994). Celles-ci ont parfois lieu sur une courte
échelle spatiale de l'ordre du millimètre. Pour arriver à améliorer la compréhension que nous avons
de ces processus diagénétiques, il devient primordial d'utiliser des techniques adéquates permettant
d'obtenir une haute résolution verticale (≤ mm). Ceci permettra aussi d'évaluer plus précisément
les flux diffus ifs des solutés. Certaines techniques existent pour échantillonner l'eau interstitielle
telles que celles impliquant des carottes de sédiments (Reeburgh, 1967; Lyons et al., 1979) ou la
dialyse in situ (Hesslein, 1976; Mayer, 1976). Cependant, leurs résolutions demeurent faibles (≥
0.5 cm).
La technique DET ("Diffusive Equilibration in Thin films"), faisant appel à des gels de
polyacrylamide, a été proposée (Davis on et al., 1991) pour obtenir in situ des microprofils de
concentration de Fe, Mn, Ca, Mg et S0₄ dans les sédiments avec une résolution de l'ordre du mm.
Cette technique fait appel à des gels minces placés sur un support en Plexiglas et qui sont introduits
verticalement dans le sédiment et laissés à équilibrer avec l'eau interstitielle. Afin de préserver les
microprofils de solutés, ces gels sont soit tranchés rapidement après leur récupération (cas du Ca,
Mg et S0₄) soit fixés chimiquement avec une solution alcaline (cas du Fe et Mn). Peu d’études
existent où la technique d’échantillonnage DET a été comparée à d’autres techniques
d’échantillonnage des eaux interstitielles pour y mesurer [Fe] et [Mn] (Zhang et al. 1999; Fones et
al. 2001). L'objectif de cette recherche vise donc à valider la technique DET en la comparant à la
dialyse in situ pour la mesure de microprofils de Fe(II) et Mn(II) dans les sédiments lacustres. Dans
notre étude, nous avons utilisé deux types de gels d’acrylamide dans les échantillonneurs DET: .l’un
(APA) est fabriqué avec un agent liant à base d’agarose de formule brevetée (AcrylAide), alors que
l’autre (Fye) l’est avec le bis-acrylamide comme agent liant.
Pour rencontrer l’objectif de notre étude, nous avons d’abord réaliser des expériences en
laboratoire pour caractériser les deux gels utilisés. Des mesures de gonflement des gels en fonction
du pH nous ont permis de déterminer le pH optimal de la solution servant à oxyder Fe(II) et Mn(II)
dans les gels et fixer ainsi leurs microprofils sans trop déformer les gels. Des mesures de spectres
infrarouges et RMN nous ont montré la présence probable de groupements carboxylates dans le gel
APA. La mesure de coefficients de distribution de Fe(II) et Mn(II) à l’équilibre entre l’eau et le gel
indique que la solubilité de ces deux métaux dans le gel varie avec le pH, la nature et la
concentration des ions présents, ainsi qu’avec la concentration de Fe ou Mn. Ces informations
suggèrent que les gels ne sont pas inertes.
Nous avons ensuite déployé in situ des échantillonneurs DET et des dialyseurs dans deux lacs
de composition chimique différentes et représentatifs de la gamme de lacs rencontrés au Québec :
le lac Tantaré, situé sur le Bouclier Canadien et le lac Memphrémagog, localisé dans les BassesTerres
du St-Laurent. L’utilisation des deux gels installés de part et d’autre de l’échantillonneur
DET nous a aussi permis de comparer la réponse de ces gels à fine échelle. Les microprofils de
Fe(II) obtenus avec la technique DET montrent des structures fines qui ne sont pas perçues lorsque
la dialyse in situ est utilisée pour obtenir les profils, sans doute pour des questions de résolution.
Les microprofils de Mn(II), par contre, présentent peu de structure fine. Par ailleurs, les résultats
ont montré des différences importantes de concentrations de Fe(II) et Mn(II) entre la dialyse in situ
et la technique DET et entre les deux gels utilisés dans les échantillonneurs DET. Ces différences
étaient plus importantes pour le lac Tantaré (faible force ionique) que pour le lac Memphrémagog
(force ionique plus élevée).
Comme les différences de concentrations de Fe(II) et Mn(II) observées in situ  entre les
techniques d'échantillonnage pouvaient être attribuées en partie à l'hétérogénéité des sédiments,
nous avons essayé de lever cette ambiguïté. À cette fin, nous avons déployé des échantillonneurs
DET et des dialyseurs dans un mésocosme contenant du sédiment du lac Tantaré préalablement
homogénéisé. Cette expérience à de nouveau montré des différences importantes de concentration
de Fe(II) et Mn(I1) entre les techniques et entre les gels.
Des expériences antérieures ayant montré que la dialyse in situ  est relativement fiable pour
mesurer des concentrations de Fe(II) et Mn (II) dans les eaux interstitielles, nous en concluons donc
que certaines des divergences observées entre la dialyse in situ et la technique DET sont dues à des
artéfacts liés à cette dernière technique. Il serait important de bien comprendre ces artéfacts avant
d'utiliser la technique DET sur une base routinière.


identifier: Côté, Gérald  (2003). Étude des effets de l'aluminium sur l'algue verte Chlorella pyrenoidosa dans des milieux d'exposition contenant des fluorures.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 86 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
aluminium
algue verte
Chlorella pyrenoidosa
phytoplancton
eau douce
bioaccumulation
fluorures

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.

Pour un bassin versant situé sur le Bouclier canadien et soumis à des précipitations acides, on
note souvent une mobilisation des métaux du milieu terrestre vers le milieu aquatique (Mn, Zn et
surtout A1). Cette mise en circulation est généralement de nature épisodique, suite à des
événements hydrologiques particuliers (ex. : fonte de la neige, crue automnale). Au Québec, le
phénomène est le même, puisqu'on note une augmentation des concentrations en aluminium
dissous au printemps dans I'eau des rivières à saumons. D'après des mesures expérimentales
réalisées en laboratoire ainsi que des calculs thermodynamiques, les formes prédominantes de
l'aluminium dans les cours d'eau pendant cette période critique sont les fluoro-complexes
d'aluminium. Il importe alors de déterminer la toxicité de ces complexes pour les
organismes aquatiques.
Selon le modèle de l'ion libre, approche couramment employée pour prédire la toxicité des
métaux dissous, les fluoro-complexes d'aluminium ne devraient pas s'avérer toxiques. Cependant, des recherches réalisées à l'INRS-Eau sur le saumon atlantique (juvénile) ont démontré que ces complexes pouvaient contribuer à la réponse toxique de l'aluminium. L'objectif du présent projet était donc de vérifier si cette conclusion s'applique à d'autres cibles aquatiques, en l'occurrence le phytoplancton d'eau douce. Pour évaluer la toxicité des complexes Al-Fn, on a suivi leur effet sur la croissance de l'algue verte Chlorella pyrenoidosa. Ces expériences ont été réalisées en milieux synthétiques définis (variables = [Alt] et [Ft]), en contrôlant le pH à 5.5 et la spéciation du métal dans le milieu d'exposition. De plus, la cinétique de bioaccumulation de I'aluminium en présence de fluorures a été suivie pendant des périodes de temps variables (i.e., 0, 25, 50 et 90 minutes), dans des conditions où les concentrations en aluminium et en fluorures variaient (0 à 1.6 uM pour l’Al et 0 à 5 uM pour les F).
Les résultats obtenus ont confirmé que l'aluminium était très toxique pour l'algue verte
Chlorella pyrenoidosa. En ajoutant conjointement de l'aluminium et des fluorures pour que la
concentration de I'ion libre Al3+ reste constante dans tous les traitements, les résultats ont montré que les fluoro-complexes d'aluminium pouvaient avoir un effet toxique (i.e., diminution de
croissance) sur Chlorella aux plus fortes concentrations appliquées (1.6 uM d'Al et 5 uM de F),
mais pas aux concentrations intermédiaires. Ces résultats représentent une exception au modèle de l'ion libre. Dans des conditions donnant lieu à une toxicité accrue de l'aluminium (i.e. présence de fortes concentrations en aluminium et en fluorure), les résultats de prise en charge ne montrent pas davantage d'accumulation de l'aluminium. Cependant, le dosage même de l'aluminium bioaccumulé s'est avéré difficile, avec une variabilité analytique appréciable; de faibles augmentations dans la prise en charge de l'aluminium en présence des fluorures auraient été difficiles à détecter.
Les résultats de cette étude montrent donc que les fluoro-complexes d'aluminium peuvent être toxiques sur l'algue, mais seulement à la concentration la plus élevée en aluminium (1.6 uM) et en fluorures (5 uM). Il semble y avoir un seuil d'effet de toxicité pour les fluoro-complexes d'aluminium, c'est-à-dire qu'en dessous d'une certaine concentration en Al et en F complexés, il n'y a pas de toxicité mesurable autre que celle de l'ion libre. Ces résultats contredisent le modèle de l'ion libre, mais on ne peut pas conclure sur les mécanismes de toxicité de ces complexes, que ce soit via des réactions de complexation à la surface des algues ou plutôt via la prise en charge intracellulaire simultanée de l'aluminium et du fluorure.


identifier: Côté, Steve  (2003). Cartographie de la végétation aquatique submergée dans le fleuve Saint-Laurent entre le port de Montréal et le début du Lac Saint-Pierre.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 183 p.

subject:
Cartographie
végétation aquatique
échosondage
macrophytes
fleuve
Saint-Laurent
lac
Saint-Pierre

abstract: Vers la fin de l’été 1997, une campagne de terrain a été entreprise dans le fleuve Saint-Laurent, entre le port de Montréal et le début du lac Saint-Pierre, dans le but de dresser la carte de la végétation aquatique submergée, nécessaire à la modélisation des courants de cette partie du fleuve. Outre la création de cette carte, les objectifs de ce mémoire étaient de tenter de comprendre la distribution des communautés végétales en fonction des facteurs abiotiques puis d’amorcer le processus de vérification de l’hypothèse selon laquelle la fluctuation du niveau d’eau aurait un impact positif sur la diversité de la végétation aquatique. Durant les quatre semaines de la campagne, 325 transects ont été effectués sur le tronçon  fluvial au moment où la végétation aquatique présentait une biomasse très élevée. Les instruments utilisés incluaient un échosondeur papier, un système de positionnement précis  (dGPS) ainsi qu’un logiciel de levé hydrographique qui enregistrait la position du bateau. La validation du signal de l’échosondeur consistait à identifier les espèces et évaluer leurs proportions relatives et leur densité. Elle a été faite à l’oeil nu ou avec une caméra couleur submersible. Une fois la campagne terminée, les données de position ont servi à créer la carte des transects sur laquelle les données d’échosondages, suite à leur interprétation, ont été transférées. L’interpolation entre les transects a été faite dans le logiciel MODELEUR  surtout à l’aide d’une carte précise des profondeurs. Le résultat a donné une carte des macrophytes à l’échelle 1 : 15 000. Dix espèces de plantes ont été retrouvées dont la plus fréquente est la vallisnérie d’Amérique. Selon leurs  combinaisons, ces plantes forment 33 assemblages, un nombre que nous avons ensuite réduit à 14 et qui inclut l’assemblage à faciès riche, un mélange de plusieurs espèces sans dominance, retrouvé en eau peu profonde et en situation abritée du vent et des vagues. Selon une démarche exploratoire, la distribution des espèces a été reliée aux facteurs abiotiques (lumière disponible, vagues, courant, substrat, disponibilité des nutriments, fluctuation du niveau d’eau) et biotiques (allélopathie) selon les observations faites sur le terrain, la littérature sur le sujet et l’interprétation de la carte de la végétation. L’hypothèse posée consiste à voir s’il existe une relation privilégiée entre la distribution de l’assemblage à faciès riche et la fluctuation du niveau d’eau. Selon nos observations, les fluctuations du niveau d’eau et les zones abritées des vents, des vagues et du courant et situées en eau peu profonde (zone de marnage) ne semblent pas exclusives à cet assemblage. Cette carte permettra une meilleure compréhension des liens unissant la distribution des espèces à l’habitat, lui-même défini par les facteurs abiotiques. Aussi, de par sa précision et sa grande échelle, ce travail fournira des données nécessaires à la modélisation des habitats de plantes dans un contexte où les niveaux peuvent fluctuer.


identifier: Hoffmann, Éric  (2003). Le système de veines épithermales et de failles normales au sein de la propriété Velardena, Mexique: analyse structurale et métallogénique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 115 p.

subject:
veines épithermales
failles normales
exploration
métallogénie
Velardena
Mexique

abstract:
La mine Velardena se situe dans la Sierra de San Lorenzo et comprend une série de veines épithermales à Ag-Au étroites, partiellement oxydées, ayant des directions qui varient
entre est-ouest et NW - SE, ainsi que des gisements
polymétalliques dans les skams et les carbonates. Certaines des veines épithermales sont continues sur des distances
allant jusqu'à 3 Km. Les relations de terrain indiquent qu'une activité hydrothermale minéralisatrice intense fut initiée lors de la première phase de tectonisme. Les veines
minéralisées sont recoupées par deux failles normales
majeures, les failles Buenaventura et Ordenanza(formées
après l'épisode minéralisateur principal), ainsi qu'une
série de failles subsidiaires caractérisées par une intense bréchification hydrothermale. Les failles Buenaventura et Ordenanza sont orientées nord-sud et décalent le niveau
structural par plusieurs centaines de mètres.
Cette étude vise à étudier les relations structurales et génétiques entre les différents types de structures
minéralisées et les différents types de failles tardives
sur le site de la mine Velardena. Pour ce faire, nous avons procédé à une cartographie de surface détaillée, la
construction d'une banque de données structurales ainsi
qu'une description macroscopique et l'échantillonnage des structures minéralisées et tardives. Nous avons également procédé à une étude microscopique et une analyse en métaux
des veines du mur et du toit de la faille Buenaventura.
Le rejet calculé sur la faille Buenaventura est d'environ
340 mètres. Considérant ceci, de même que les similarités
physiques et minéralogiques, il est possible de proposer
les corrélations suivantes: Buenaventura 1 et Terneras;
Buenaventura 3 et Roca Negra; Buenaventura 2 , Viborillas
et San Juanes et; Ordenanza 2, Palaro Azul et San Mateo.
L'importante quantité de fluides hydrothermaux ayant
circulé dans les failles majeures est considérée comme
péné-comtemporaine de l'hydrothermalisme et le tectonisme
des veines minéralisées et des failles tardives le tout résultant d'un événement tectonique unique et incrémental,
contemporain d'une intense activité hydrothermale. L'hydrothermalisme minéralisateur qui suit la déformation
Laramienne régionale est contemporain d'un régime en
extension et de magmatisme associé dans le nord du Mexique.


identifier: Koné, Macoura  (2003). Développement et optimisation d'un procédé ex-situ de récupération des hydrocarbures dans les sédiments fins contaminés.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 236 p.

subject:
méthode Taguchi
flottation
granulométrie
sédiments

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

Le but de cette thèse est de développer à l'échelle laboratoire, une méthode
capable d'extraire et de récupérer efficacement des hydrocarbures contenus dans des
sédiments fins.
Pour ce faire, une caractérisation physico-chimique a été réalisée sur des
échantillons de sédiments prélevés au quai 104 de la zone portuaire de Montréal afin
d'identifier les contaminants organiques et inorganiques qui y sont présents et d'évaluer
leur degré de contamination. Les résultats de cette caractérisation ont révélé que les
sédiments fins de taille inférieure à 25 µm sont les plus abondants. Ils représentent plus
de 58 % de la masse totale des sédiments échantillonnés et renferment plus de 92 % des
hydrocarbures pétroliers du type C10 à C50-. Cette fraction fine contrairement aux autres
fractions isolées, est la seule à être fortement contaminée par ces produits pétroliers qui
sont essentiellement de l'huile à moteur et/ou de l'huile lubrifiante. Leur teneur dans ces
particules sédimentaires fines est supérieure à 28 000 mg/kg, donc plus de 8 fois
supérieure à 3500 mg/kg (critère C) qui est la teneur maximale de contamination permise
par le Ministère de l'Environnement (MENV). Des composés tels que les hydrocarbures
aromatiques polycycliques (HAP) et les biphényl polychlorés (BPC) sont associés à ces
huiles mais en de très faibles teneurs. Des métaux tels que Cu, Cr, Cd, Ni, Ba et As
contaminent aussi fortement ces sédiments.
Pour extraire et récupérer efficacement l'huile à moteur et l'huile lubrifiante qui
contaminent fortement ces sédiments, une optimisation s'est avérée essentielle. Elle a été
réalisée en utilisant la méthode des plans orthogonaux d'expériences ou méthode de
Taguchi. Celle-ci a permis d'évaluer l'influence de quelques paramètres sur les méthodes
de lavage et de flottation et de déterminer pour chacune d'elles, les conditions qui
favorisent une extraction ou une récupération optimale de ces hydrocarbures.
L'optimisation réalisée au niveau du lavage a permis de démontrer que l'Aérosol
OT est le surfactant le plus efficace parmi la gamme de surfactants testés. La
concentration de 1 % est la quantité qui permet un délogement optimal des
hydrocarbures. Toutefois, pour assurer une bonne dispersion du surfactant dans la pulpe
et lui permettre d'agir efficacement, le lavage devrait être réalisé dans des conditions
optimales déterminées qui prennent aussi en compte, la quantité de solides dans la pulpe
et le conditionnement de celle-ci (temps et vitesse d'agitation). Les lavages réalisés
suivant la méthode ex-situ développée a permis de déloger jusqu'à 90 % des
hydrocarbures qui contaminaient les sédiments et d'abaisser leur teneur en dessous 3500
mg/kg qui est la norme de décontamination fixée par le MENV.
La méthode d'optimisation a également permis de démontrer que le temps de
flottation et la vitesse de l'agitateur (débit d'air ajouté) sont les paramètres qui
influencent le plus la récupération des hydrocarbures avec des contributions respectives
de 67 % et 33 %. Les flottations réalisées suivant les conditions optimales déterminées
ont permis de récupérer dans un concentré représentant 14 % de la masse alimentée, la
presque totalité (93 %) des hydrocarbures délogés lors du lavage.
Le procédé ex-situ de lavage développé permet d'extraire efficacement les
hydrocarbures des sédiments fins et il démontre également un excellent rendement pour
la récupération des hydrocarbures de l'effluent de lavage.


identifier: Kouider, Aziz  (2003). Analyse fréquentielle locale des crues au Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 264 p.

subject:
stations hydrométriques
IID
statistiques

abstract:
L'objectif du présent travail est de présenter les résultats de l'analyse fréquentielle
locale aux stations sélectionnées des débits de crues, s'effectue dans le cadre d'un
projet de cartographie des crues au Québec qui vise à disposer d'un modèle permettant
d'estimer les débits de crues à n'importe quelle cours d'eau dans le Québec habité.
Trois critères ont été utilisés pour le choix des stations à étudier : leur localisation
géographique (se situant dans les zones habitées du Québec), leur niveau de contrôle
(qui doit être le plus proche possible d'un régime naturel), et la taille de la série des
données (15 années minimum). La base de données sélectionnée tenant compte de ces
trois critères compte 183 stations hydrométriques pour les données de débit maximum
de printemps et annuel et 179 stations pour l'été/automne: quatre (4) séries de
données de crues d'été ont moins de 15 années de données. Ces stations drainent des
bassins versants dont les superficies varient entre 1 et 100000 km². Les variables
étudiées sont: le débit de crue d'été/automne, de printemps et annuel ainsi que le
volume généré par les crues et le débit spécifique. Les étapes suivantes de l'analyse
fréquentielle sont considérées :
réalisation des tests d'hypothèses (IID): les observations doivent être
Indépendantes et Identiquement Distribuées;
ajustement des distributions statistiques et sélection de la loi la plus
adaptée; et
détermination des quantiles des variables étudiées.
Les données de base (débits de crues) utilisées sont généralement de bonne qualité
et ne présentent pas d'irrégularités majeures: le coefficient de variation des crues
maximales étudiées est faible (il n'y a pas une variation importante de la crue
maximale d'une année à l'autre).
Nous avons ajusté les données de base colligées avec l'ensemble des lois
usuellement utilisées en hydrologie. Pour le choix des meilleures distributions, nous
avons utilisé les tests d'adéquation Bayésien et d'Akaike. À partir de ces tests, nous
avons constaté que les lois de probabilité qui représentent le mieux les données
étudiées sont celles à deux paramètres comme les lois Gamma, Gamma inverse et log-
normale. Nous n'avons pas pu mettre en évidence de relation entre les distributions de
probabilités retenues et les régions hydrologiques ou l'aire des bassins versants.
Nous avons remarqué que les débits spécifiques issus des crues de printemps sont
généralement plus importants que ceux générés par les crues d'été/automne. La
moyenne de ces débits saisonniers s'élève respectivement à 162 l/s/km² et 90 l/s/km².
L'écart entre ces deux débits se trouve réduit lorsque la superficie des bassins versants
augmente.


identifier: LeBlanc, Marie-Eve  (2003). Effets des différentes stratégies et prétraitements des biosolides municipaux sur la croissance, la sporulation et l'entomotoxicité de Bacillus thuringiensis var. kurstaki.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 165 p.

subject:
boues d'épuration
entomotoxicité
biotechnologie
Bt

abstract:
Il a été démontré que les boues d'épuration peuvent êtres utilisés comme milieu de culture
alternatif à la production de biopesticide à partir de Bacillus thuringiensis. En effet, les
biosolides sont riches en sources de carbone, d'azote, de phosphore ainsi que de nombreux
autres éléments essentiels à la croissance, la sporulation et la synthèse des cristaux protéiques de
la bactérie. Cependant, les diverses stratégies et prétraitements développés dans notre équipe de
recherche n'ont pas encore atteint les résultats escomptés en terme d'entomotoxicité. Afin
d'optimiser le potentiel entomotoxique de Bacillus thuringiensis cultivé dans les biosolides, de
nouvelles stratégies ont été menées. On note entre autres, l'hydrolyse des boues, l'ajout de divers
éléments nutritifs (glucose, sulfate d'ammonium, extraits de levures), le mélange de boues
(déshydratées et de levures) et l'ajout de surfactant (Tween 80).
Une amélioration significative comprise entre 25-65% du potentiel entomotoxique a été
enregistrée pour les ajouts de 0.4% (v/v) de Tween 80 dans les boues hydrolysées et de 0.1 %
(v/v) de Tween 80 dans les boues non hydrolysées, où ont été atteints des niveaux
d'entomotoxicité de l'ordre de 18 milliards d'unités internationales par litre (MUI/L). De même,
les ajouts aux biosolides de boues de levures, d'extraits de levures et de glucose, ont permis des
augmentations considérables. Il a été démontré que les boues secondaires et les boues
déshydratées de Jonquière ayant subi un traitement d'hydrolyse ne permettaient pas d'augmenter
le potentiel entomotoxique de Bt, de même que son taux de croissance et de sporulation. L'ajout
de sulfate d'ammonium dans les boues de la CUQ en début d'expérimentation et suivant la phase
exponentielle de croissance a démontré, en accord avec les données de la littérature, qu'il n'est
pas à lui seul en mesure de supporter la croissance de la bactérie, et que l'induction de la phase
de sporulation de même que la formation des protéines toxiques s'effectuaient lorsqu'il y avait
épuisement de l'azote disponible dans le milieu de culture. Parallèlement, l'ajout simultané de
sulfate d'ammonium et de glucose dans les boues a mené à de pareilles observations. Enfin, il
serait intéressant de combiner les meilleures stratégies afin d'améliorer l'efficacité du procédé.


identifier: Meunier, Nathalie  (2003). Utilisation des écailles de cacao pour absorber les métaux solubilisés lors de la lixiviation chimique de sols contaminés.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 294 p.

subject:
économie
décontamination
sols
écailles de cacao

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.

Ce projet de recherche fait partie intégrante des travaux conduits depuis plusieurs années par les
chercheurs de l'TNRS-Eau, Terre et Environnement afin de développer des technologies de
décontamination, de récupération et de recyclage de métaux toxiques de divers rejets urbains et
industriels. De fait, l'objectif général de ce projet de recherche était de mettre à jour les
connaissances théoriques et pratiques visant le développement et l'optimisation d'un procédé
économique de décontamination des sols qui combinerait la lixiviation chimique et l'adsorption des
métaux toxiques sur un adsorbant naturel.
Dans le cadre de ce projet, les travaux ont d'abord porté sur la comparaison de la performance de
divers adsorbants naturels pour la récupération des métaux à partir de solutions acides synthétiques
et des effluents issus de procédés de lixiviation chimique des sols, ainsi que sur l'étude de leur
sélectivité envers les cations métalliques.
Des essais d'adsorption ont été effectués dans des fioles d'erlenmeycrs agitées en présence
d'écailles de cacao, d'écorces de cèdre, d'écorces de pin, d'écorces de pruche, de vermiculite ou de
pierres volcaniques. Les écailles de cacao se sont avérées l'adsorbant le plus efficace avec une
capacité maximale de fixation (qmax) de 2,60 mg Pb/g pour des essais conduits avec un lixiviat très
acide de sol (pHi = l,59 et [Pb]i = 45,4mg/L). Les écorces de cèdre ont aussi montré une bonne
capacité de fixation des métaux de ces solutions très acides, mais à un degré moindre que les
écailles de cacao. D'autres travaux ont porté sur l'efficacité des écailles de cacao à enlever les
métaux de solutions acides (pH = 2) de différentes compositions. Les tests d'adsorption ont été
conduits dans des fioles d'erlenmeyers agitées contenant des solutions synthétiques comportant un
seul cation métallique à la fois (0,25 mM Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb et Zn), ou une solution
multi-métallique (comprenant 0,25 mM de chacun des cations ci-dessus) ou un lixiviat provenant de
la lixivation chimique d'un sol en présence de différentes quantités d'écailles de cacao (5 à 40 g/L).
Les résultats des essais effectués avec les solutions mono-métalliques ont permis de montrer que la
fixation des métaux par les écailles de cacao suit un ordre spécifique: Pb> Cr > Cd = Cu
= Fe> Zn= Co > Mn=Ni = Al.
D'autres travaux ont porté sur l'efficacité et la sélectivité des écailles de cacao pour l'adsorption des
métaux présents dans les lixiviats acides de décontamination de sols. Les expériences effectuées en
fioles agitées avec 15 g/L d'écailles de cacao et un lixiviat acide (pHi = 2,4) dopé (ajout de 100 et
300 mg métal/L) avec un ou 10 sels de métaux ont montré que cet adsorbant naturel est efficace
pour l'adsorption du Pb et, en second lieu du Cu. Une teneur maximale en Pb de 17900 mg/kg a été
adsorbée sur les écailles de cacao lors des essais réalisés avec un lixiviat de sol dopé avec une
concentration de 300 mg Pb/L, pour un rendement d'enlèvement de 75 %. Ccs travaux ont aussi
montré que la sélectivité des écailles de cacao pour l'adsorption des métaux dans ces conditions suit
de manière générale l'ordre suivant: Pb » Cu » Fe > Al > Cr » Co > Zn > Mn> Cd > Ni.
L'étude de la cinétique d'adsorption des métaux sur une période de 24 h a aussi révélé que
l'équilibre d'adsorption est presque atteint dans les deux premières heures de contact.
La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à l'évaluation de l'effet des paramètres agissant
sur les capacités de fixation des métaux sur l'adsorbant le plus performant, soit les écailles de cacao,
ainsi que l'étude des mécanismes chimiques impliqués dans ce phénomène d'adsorption.
Des expériences d'adsorption ont d'abord été menées avec diverses fractions granulométriques
d'écailles de cacao. Ces tests ont montré que le broyage de cet adsorbant n'est pas requis et que
l'utilisation de particules supérieures à 1 000 µm permet d'obtenir des rendements adéquats
d'enlèvement du Pb. Des tests d'adsorption ont été réalisés en fioles agitées avec des solutions
synthétiques de Pb et une concentration de 15 g/L d'écailles de cacao. Une capacité de fixation
similaire (14,5 à 16,0 mmol/kg) a été mesurée lors d'essais menés dans des solutions à pH initial
compris entre 2,0 et 4,0, mais une baisse modérée (10,8 mmol/kg) a été notée à un pH initial de 1,5.
Des concentrations élevées de Ca et Mg (2,35 mol/L) en solution causent également une baisse
significative de l'enlèvement du Pb par les écailles de cacao, alors que les ions K et Na n'affectent
pas la prise en charge du Pb par cet adsorbant. Ces expériences témoignent donc que les protons, le
Pb et les sels présents (particulièrement Ca²⁺ et Mg²⁺) dans les solutions constituent des éléments en
compétition pour les sites de fixation disponibles sur les écailles de cacao. L'utilisation de la
microscopie électronique à balayage et de la diffraction par rayon X ont également permis de
montrer l'importante dispersion du Pb dans les écailles de cacao souvent caractéristique des
phénomènes d'adsorption et d'échange cationique. De plus, le bilan des cations fixés et relargués
lors des tests d'adsorption avec les écailles de cacao révèle que l'enlèvement des métaux s'effectue
par un mécanisme d'échange d'ions avec relarguage des ions Mg, Ca et K présents initialement
dans l'adsorbant. Également, le blocage chimique de groupements fonctionnels a permis d'identifier
les fonctions carboxyliques et amines comme sites principaux de fixation du Pb sur les écailles de
cacao.
Finalement, la troisième partie de la thèse a consisté à étudier diverses variantes d'utilisation de cet
adsorbant dans la perspective de l'élaboration d'un système à grande échelle combinant la
lixiviation de sols et l'adsorption des métaux.
Tout d'abord, des tests d'élution menés avec différentes concentrations d'acide chlorhydrique ont
montré qu'une proportion élevée du Pb fixé sur les écailles de cacao peut être éluée en utilisant un
court temps de contact, de l'ordre de 10 min, dans une solution d'acide diluée (0,5-1,0 M).
L'utilisation d'une solution d'acide plus concentrée entraîne une minéralisation significative de
l'adsorbant et ne permet pas d'améliorer le rendement d'élution. Des essais de cycles répétés
d'adsorption et d'élution ont montré que les écailles de cacao peuvent être réutilisées à plusieurs
reprises. Cependant, leur capacité d'adsorption du Ph diminue progressivement avec le nombre de
cycles, soit de 19,3 mg Pb/g au premier cycle jusqu'à 4,8 mg Pb/g au dixième cycle. Finalement,
l'utilisation de cycles successifs d'adsorption et d'élution du Pb ne s'avère intéressante d'un point
de vue économique que dans la mesure où la solution d'acide est utilisée pour plusieurs étapes
d'élution.
D'autre part, l'étude de la lixiviation et de l'adsorption simultanée en utilisant différentes variantes
de réacteurs à membranes n'a pas produit de résultats concluants quant au potentiel véritable de
cette variante technologique. Ainsi, les fines particules de sol et les matières colloïdales des écailles
de cacao ont causé un problème sérieux de colmatage des membranes de 10 µm de porosité utilisées
lors de la présente étude. L'utilisation d'une nouvelle configuration de réacteur, qui permettrait
d'éviter ce problème de colmatage des membranes, semble toutefois nécessaire avant de rejeter
définitivement cette option.
Dans le cadre de ce projet, un procédé d'adsorption à contre-courant (PACC) a été élaboré et testé
pour le traitement d'effluent acide de décontamination de sol. L'effluent acide (pHi = 2,0) utilisé
dans cette étude était initialement contaminé en Pb (27,1 ± 2,9 mg/L), Cu (2,93 ± 0,27 mg/L) et Zn
(17,1 ± 0,9 mg/L). Trois à cinq courtes étapes d'adsorption (temps de contact = 1 h) en utilisant 10 g
d'écailles de cacao par litre d'effluent permet de réduire, par un facteur 2 à 4, la quantité d'écailles
de cacao nécessaires pour le traitement des effluents en comparaison à un procédé conventionnel
d'adsorption en une seule étape. Les résultats ont aussi montré que la concentration de Pb adsorbée
augmente de 1 060 mg/kg pour le procédé à une étape, jusqu'à une valeur moyenne de
2 730 ± 220 mg/kg pour le procédé à cinq étapes. Du point de vue environnemental, cette variante
permettrait d'obtenir une quantité résiduelle de Pb en solution plus faible sans avoir à ajouter plus
d'adsorbants pour le traitement d'un lixiviat acide de sol.
Enfin, l'utilisation de colonne offre un support efficace aux écailles de cacao qui faciliterait les
opérations reliées au changement du matériel adsorbant dans la perspective d'une application à
grande échelle. Aussi, la regénération des écailles de cacao serait facilitée par l'utilisation d'un
système en colonne de même que le recyclage de la solution d'élution. À cet égard, l'utilisation
d'un système en colonnes combinant la regénération des écailles de cacao, une rotation de celles-ci
afin de créer un mode d'opération à contre-courant et une recirculation partielle des lixiviats et des
solutions d'élution semble une voie très prometteuse à explorer dans de futurs travaux de recherche.
Les essais menés avec un ensemble de huit colonnes d'adsorption remplies de 50 g d'écailles de
cacao et opérées à différentes charges hydrauliques ont montré qu'un temps de contact minimal de
l'ordre de 30 min est nécessaire pour le traitement de 100 mL d'un lixiviat acide (Ci = 36 mg Pb/L
et pHi = 2,0) par gramme d'écailles de cacao. Des essais réalisés avec un système de quatre
colonnes disposées en série et contenant chacune 80 g d'écailles ont également démontré que le Pb
fixé peut être aisément élué par une solution d'acide diluée (HCI 1 N) et que les écailles de cacao
peuvent être réutilisées pour plusieurs cycles d'adsorption-élution sans perdre de manière
importante leur capacité de fixation du Pb.
En conclusion, l'adsorption chimique des métaux par les écailles de cacao apparaît être une option
intéressante puisque ce matériel est peu coûteux, aisément disponible et qu'il est capable de fixer les
métaux à partir de solutions métalliques très acides (pH < 3). Il semble donc possible d'utiliser cet
adsorbant pour traiter des effluents provenant de la décontamination des sols, sédiments, boues, et
plusieurs autres types d'industrie (comme le drainage minier acide) qui sont multi-métalliques et
très acides. Il est donc recommandé d'explorer pins en profondeur ces avenues dans de futurs
travaux de recherche.


identifier: Moreno, Alicia Natalia  (2003). Étude à l'aide de lysimètres drainants de la qualité de l'eau du sol suite à l'épandage de sous-produits de lisier traité.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 128 p.

subject:
orge
fertilisants
coliformes fécaux
contamination
cuivre
zinc
environnement

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

Le présent projet s'inscrit dans le cadre d'une recherche qui vise à développer une
technologie de traitement de lisier de porc et d'évaluer l'efficacité fertilisante des produits
générés par cette technologie. Afin d'évaluer l'impact sur le milieu environnant suite à
l'épandage agricole de ces produits, un suivi environnemental de l'eau du sol a été
effectué.
Étant donné que ce projet s'est fait en parallèle avec un projet d'évaluation de l'efficacité
fertilisante de produits de lisier traité, l'objectif principal du présent projet était d'évaluer
les teneurs en éléments nutritifs (N03-, NH4+, PO4³-) et en métaux (Cu et Zn) dissous dans
l'eau de percolation sous la zone racinaire d'une culture d'orge. L'hypothèse initiale étant
que les éléments migrant sous les racines ne sont plus captables par les plantes et
deviennent donc un risque de contamination pour la nappe d'eau sous-jacente.
Suite à l'épandage de divers sous-produits de lisier traité, le suivi de l'eau dans le sol a été
effectué à l'aide de lysimètres drainants installés à 40 cm de profondeur. Le modèle de
lysimètre utilisé a été spécialement conçu pour ce projet. Soixante-quatre lysimètres ont été
installés afin de suivre sept traitements de fertilisation (trois produits de lisier liquide, trois
produits de lisier solide, un engrais minéral) et un témoin; le tout en quadriplicata sur deux
types de sols (loam sableux et loam argileux). Dans le cadre du suivi environnemental, les
dosages étudiés correspondaient à 100% du besoin normal en azote pour l'orge (80 kg
N/ha).
Les résultats ont révélé que pour les produits de lisier solide, les charges recueillies par
rapport aux charges ajoutées étaient plus faibles, même si ces produits possédaient un
contenu initial plus élevé en N, en P et en métaux que les produits de lisier liquide, le lisier
brut et l'engrais minéral. Les raisons qui semblent expliquer ces résultats sont le contenu
en carbone et en matière organique plus élevée chez les produits solides. Il est également
suggéré que la texture plus consistante de ces produits ait limité leur infiltration dans le
profil du sol.
Au niveau de la lysimétrie, cette étude démontre qu'un suivi automnal et printanier sur un
sol telle loam argileux fourni de bons résultats de captage d'eau. Par contre, sur le loam
sableux le lysimètre drainant a présenté une très faible efficacité de collecte. L'explication
de ce phénomène ne sera obtenue que si un suivi postérieur était effectué sur ce site afin de
vérifier s'il s'agit d'un problème de restructuration du sol suite à l'installation des
lysimètres ou d'une question d'hydrodynamique propre à ce type de sol.


identifier: Ndzangou, Sabary Omer  (2003). Évolution et impacts de la contamination anthropique dans les sédiments et les sols du bassin du lac Clair, Station Forestière de Duchesnay (Québec, Canada).  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 242 p.

subject:
contamination
métaux lourds
sédiments
sols
arbres
forêt

abstract:
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ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF.

Nous avons effectué l'analyse géochimique et isotopique des sédiments, des sols et
des arbres du bassin du lac Clair (Québec, Canada) dans le but d'y reconstruire la
chronologie d'accumulation des contaminants d'origine anthropique et de vérifier la
fiabilité de l'approche dendrogéochimique comme outil de biomonitoring spatio-temporel
de la contamination des écosystèmes forestiers par les métaux traces anthropiques.
Les sédiments carottés couvrent près de 18 siècles d'accumulation sédimentaire.
Ceux prélevés dans la partie la plus profonde du lac (26 m) sont très peu affectés par la
bioturbation et affichent une haute résolution stratigraphique. Les concentrations de tous
les métaux traces analysés varient très peu dans la section pré-anthropique de la colonne
sédimentaire et représentent les valeurs du bruit de fond géochimique du bassin versant.
Tous les éléments analysés suggèrent une contribution anthropique qui aurait commencé
vers 1872. L'absence de tributaire et d'activités industrielles ou agricoles dans le bassin
versant implique une origine atmosphérique pour cette composante anthropique.
Dans la section anthropique des sédiments, les fluctuations observées sur les profils
des éléments majeurs résultent principalement des variations du taux de sédimentation et
de la provenance de particules de minéraux silicatés. Ce changement de provenance
refléterait l'établissement et le développement de petits villages ainsi que de l'agriculture
dans la vallée du Saint-Laurent. Les données géochimiques de la fraction particulaire des
sédiments suggèrent fortement que la distribution de Pb, Zn et V est corrélée à la présence
de phases sulfurées stables. Dans les conditions réductrices qui prévalent dans les
sédiments riches en matière organique du lac Clair, ces métaux associés au soufre
montrent une mobilité diagénétique réduite. Les calculs de flux diffusifs montrent que la
distribution du Pb dans la colonne sédimentaire est très peu affectée par des processus
d'enrichissement diagénétique. En l'absence d'une forte bioturbation des sédiments, les
variations de concentrations et des rapports isotopiques de Pb (ex. 206Pb/207Pb), observées
sur les profils géochimiques reflètent vraisemblablement l'évolution de la contamination
du lac et de son bassin versant par des sources atmosphériques diffuses. Selon les
correspondances âge-profondeur des profils sédimentaires, la contamination en métaux de
source anthropique est apparue entre 1872 et 1900. À partir de 1900, leur taux
d'accumulation ont augmenté de façon exponentielle. On note, tout de même, une
diminution apparente des taux d'accumulation de tous ces métaux au cours des deux
dernières décennies.
Les sources anthropiques du Pb, déposé avant 1894, sont plus radiogéniques et
seraient reliées au développement de petits villages et de l'agriculture dans la vallée du
Saint-Laurent. La majorité du Pb anthropique accumulé entre 1894 et 1937 proviendrait
de la combustion de charbons, alors que les fortes augmentations enregistrées à partir de
1937 reflètent surtout l'introduction progressive des additifs d'alkyles de Pb dans les
carburants utilisés aux États-Unis et au Canada. Cette période correspond également à
celle où les compositions isotopiques du Pb deviennent moins radio géniques. Entre 1975
et 1996, les concentrations en Pb dans les sédiments du lac Clair ont été réduites de 36 %
alors que les rapports isotopiques de Pb augmentent légèrement. Ceci témoigne de
l'efficacité des lois américaine et canadienne interdisant l'utilisation du Pb comme additif
dans les carburants. En somme, les sédiments étudiés ont reçu près de 2,07 glm²  de Pb
anthropique entre 1872 et 1996.
Malgré de légères, dissimilitudes probablement reliées à une perturbation de la forêt
vers 1945 et/ou à la physiologie des arbres, la chronologie d'accumulation du Pb dans les
sédiments se corrèle bien avec celle observée dans les cernes de croissance des arbres du
bassin versant du lac Clair et reflète principalement l'introduction et le retrait du Pb dans
les carburants utilisés en Amérique du Nord. Le parallélisme entre l'évolution du Pb dans
les sédiments et dans les arbres du même bassin nous amène à conclure que l'approche de
biomonitoring dendrogéochimique peut se révéler un complément important dans l'étude
de la contamination des écosystèmes forestiers par des retombées de polluants
atmosphériques. De la même façon, les données géochimiques des arbres permettent de
corroborer l'interprétation faite à partir des sédiments. Toutefois, dans certains cas, les
données dendrogéochimiques peuvent être difficilement interprétables en présence
d'essences d'arbres à haute perméabilité radiale et pour des éléments hautement solubles
dans l'aubier des arbres.
Finalement, les bilans élémentaires, calculés pour les derniers 11 000 ans, montrent
que les sols du bassin du lac Clair ont perdu des quantités importantes de cations basiques
Ca, K et Mg au cours de cette période. Ces pertes qui constituent jusqu'à 77% du contenu
initial (cas de Mg) reflètent principalement l'altération de minéraux silicatés primaires.
Les taux d'altération historiques de ces éléments varient entre 2,2 et 3,8 kg/ha/an pour le
Ca, entre 3,5 et 4,5 kg/ha/an pour le K et entre 0,6 et 0,8 kg/ha/an pour le Mg. Compte
tenu de la faible dimension des réservoirs échangeables de Ca (200 kg/ha), de K (135
kg/ha) et de Mg (27 kg/ha) présents dans les sols étudiés, le rendement à long terme de la
forêt et la capacité de ces sols à neutraliser les apports atmosphériques acides pourraient
être affectés dans un avenir relativement proche. La distribution du Pb dans les deux
profils de sol étudiés reflète essentiellement la contamination progressive du bassin
forestier par des sources anthropiques. Ces apports anthropiques sont toutefois limités aux
premiers 10 cm de chaque profil. Au-delà de cette profondeur, les concentrations et les
rapports isotopiques du Pb sont relativement constants et représentent les bruits de fond
géochimiques du bassin versant. Les bilans élémentaires révèlent qu'au cours des 127
dernières années, les sols du bassin versant du lac Clair ont reçu entre 1,24 et 1,8 g/m² de
Pb anthropique. Ces quantités sont similaires à celles accumulées dans les sédiments de la
partie profonde du lac Clair au cours de la même période.


identifier: Pincivy, Alix  (2003). Géochronologie 40Ar/39Ar et analyse structurale de la zone de Humber des Appalaches de Gaspésie (Québec, Canada): implication sur la tectonique des Appalaches du nord.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 306 p.

subject:
Géochronologie
40Ar/39Ar
analyse structurale
tectonique
failles
paragenèses
métamorphiques
datation
orogéniques
zone de Humber
Shickshock
Appalaches
Gaspésie

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

La zone de Humber des Appalaches gaspésiennes a été structurée, au cours de
L’Ordovicien tardif jusqu'au Dévonien tardif par plusieurs épisodes de déformation dont
deux majeurs: L’orogénie taconienne (Ordovicien tardif) et l'orogénie acadienne
(Dévonien moyen à tardif). Un épisode mineur d'âge Silurien nommé la pulsation
salinique les séparent. Les structures prédominantes au sein de la zone de Humber sont
d'âge Ordovicien. Elles sont le résultat, dans la zone interne, d'un événement tectonométamorphique important que l’on peut diviser en trois stades majeurs. Les structures acadiennes sont moins pénétratives alors que les structures saliniques se retrouvent principalement au sud de la zone de Humber, dans les roches plus jeunes qui composent la ceinture de Gaspé.
La phase Taconien précoce (pré-D1) est responsable de l'obduction d'ophiolites
dans le domaine océanique proche de la marge laurentienne. Sous cette nappe
ophiolitique se forme une semelle métamorphique à un grade amphibolite supérieure à
granulite. Ce faciès de haute température se retrouve, à présent, seulement à l'état de
relique et son âge, estimé sur la base de données 40Ar/39Ar est antérieur à 465 Ma. La
phase Taconien moyen (D1) est caractérisée par des structures chevauchantes à vergence nord-ouest dans la zone de Humber externe et par des failles syn-métamorphiques, chevauchantes et coulissantes obliques-dextres dans la zone de Humber interne. Le métamorphisme régional est au faciès schiste vert à amphibolite. Il est associé à une linéation minérale et d'étirement perpendiculaire à la direction de transport des nappes indiquant un contexte de déformation en transpression. Les données géochronologiques 40Ar/39Ar sur muscovites et amphiboles, 459-456 Ma, datent, pour les muscovites le pic métamorphique et pour les amphiboles le refroidissement, associés à cette phase. La phase Taconien tardif (D2) correspond, dans la zone de Humber externe, à la poursuite des chevauchements vers l'avant-pays (nord-ouest) et, dans Ia zone de Humber interne, à la création de failles à jeu décrochant oblique-dextre (failles de Shickshock Sud et Nord) auxquelles sont associés un système de plis droits à déversés vers le nord-ouest et un clivage de crénulation pénétratif. Le style de déformation de la zone interne est l'expression de la poursuite de la déformation transpressive initiée au Taconien moyen. Des analyses géochronologiques 40Ar/39Ar sur muscovites et amphiboles précisent l'âge de cet événement à 449-446Ma.
Un modèle tectonique taconien mettant en avant l’importance de la déformation
Transpressive en Gaspésie est proposé. Il peut être décomposé en trois étapes: (1) la phase Taconien précoce, anté-465 Ma, qui représente les processus intraocéaniques;  (2) la phase Taconien moyen, de 459-456 Ma, qui est le résultat de l’obduction des nappes de chevauchement à vergence nord-ouest; et (3) la phase Taconien terminal, de 449-446 Ma, qui correspond à la mise en place de nappes de chevauchement à vergence nord-ouest dans la zone de Humber externe et à la prédominance des mouvements coulissants dextres sur les failles majeures de la zone de Humber interne. La position particulière de la Gaspésie dans le fond d'un réentrant par rapport aux déformations qu'elle a subies sont ainsi mises en relation. Cet environnement particulier permet de proposer un modèle géodynamique où la déformation en coulissage est prépondérante.
Finalement, afin de mieux comprendre dans quel contexte général la zone de
Humber gaspésienne s'inscrit et afin d'avoir une image plus globale de l'histoire tectonométamorphique des Appalaches canadiennes, les différents épisodes de déformation et de métamorphisme subis par les zones de Humber des régions du Sud du Québec, de Gaspésie et de Terre-Neuve sont comparés. Un diachronisme entre les déformations des différentes régions, traduisant la forme irrégulière de la marge Laurentienne, est reconnu durant l'orogénie taconienne. La pulsation salinique ou l’orogénie acadienne, sont plutôt exprimées dans le réentrant (Sud du Québec) et le promontoire (Terre-Neuve) par des styles de déformations différents. La Gaspésie qui se trouve sur le flanc ouest du promontoire a un style de déformation comparable à celui de Terre-Neuve, avec une grande importance des mouvements décrochants et ceci à partir du Taconien.

Abstract
The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.

The Humber zone in the Gaspé peninsula was built during the Late Ordovician
to the Late Devonian by several deformation events which the two major are the Taconian
orogeny (Late Ordovician) and the Acadian orogeny (Middle to Late Devonian). One
Silurian minor event named the Salinic disturbance separate its. The dominant structures
in the Humber zone are Ordovician. They are the result, within the internal zone, of an
important tectonometamorphic event that could be divided into three major stages.
Acadian structures are less penetrative whereas Silurian structures are principally
localized south of the Humber zone, in the Gaspe Belt younger rocks.
The Early Taconian phase (pre-Dl) is responsible for the intraoceanic
emplacement ophiolites near the Laurentian margin. An upper amphibolite to granulite
metamorphic sole is formed under this ophiolitic nappe. This high temperature facies is,
now, only present as a relic paragenesis and its age is estimated to be ante-465 Ma. The
Middle Taconian (Dl) is chaructenzed by northwest-directed nappe thrusting in the
external Humber zone and by syn-metamorphic thrust and oblique dextral strike-slip
faulting in the intemal Humber zone. The regional metamorphism is greenschist to
amphibolite facies. It is associated with a mineral and stretching lineation perpendicular
to the nappe transport direction, which indicates a transpressive regime of deformation.
Geochronological 40AR/39AR data on muscovites and amphiboles, 459-456 Ma, date, for
muscovite the metamorphic pic, and for amphiboles the cooling, of this event. The Late
Taconian (D2) conesponds, in the external Humber zone, to the continuation of forelanddirected
thrusting and, in the internal Humber zone, to the creation of dextral and inverse
faults (Shickshock Sud and Shickshock Nord faults) associated with upright to reversed,
northeast-trending folds and a penetrative crenulation cleavage. The style of deformation
in the internal zone is the expression of the continued transpressive deformation initiated
during Dl.40Ar/39Ar analyses on muscovites and amphiboles date this event at449-446
Ma.
A Taconian tectonic model, which shows the importance of transpressive
Deformation in the Gaspé Peninsula, is proposed. It could be divided into three stages: ( 1)
the early Taconian phase, ante-465 Ma, which represents the intraoceanic process; (2) the
middle Taconian phase, from 459-456 Ma, which is the result of the obduction of nappes
by north-west thrusting; and (3) the late Taconian phase, from 449-446 lli4.a,which
corresponds, in the external Humber zone, to continued northwest-directed emplacement
of nappes and, in the internal Humber zone, to the predominence of dextral strike-slip
motion along major faults. The particular position of the Gaspé Peninsula in the «bottom»
of the reentrant is linked with the different phases of deformations experienced in this
region. This particularly environment permits to propose a geodynamical model where
the strike-slip deformation is predominent.
Finally, to better understand the general context of the Gaspé Peninsula Humber
zone and to have a more global picture of the Canadian Appalachians
tectonometamorphic history, the evolution of the southern Quebec, Gaspé Peninsula and
Newfoundland are compared. During the Taconian orogeny, a diachronism in the timing
of deformation between these different regions, due to the irregular shape of the
Laurentian margin, is recognized. The Salinic event and the Acadian orogeny are
characterized, in the re-entrant (south Quebec) and in the promontory (Newfoundland),
by different deformation styles. The Gaspé Peninsula, which is located on the west flank
of the promontory, has a deformation style similar to those of Newfoundland with a
strike-slip motion predominance. This characteristic style began in Gaspé Peninsula
during the Taconian orogeny.


identifier: Salvano, Esther  (2003). Développement d'une méthode d'analyse avantages-coûts de scénarios de contrôle de pollution diffuse agricole dans le contexte d'une gestion par bassin versant.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 219 p.

subject:
pollution
agriculture
gestion par bassin versant
avantages-coûts
GIBSI
modèle hydrologique

abstract: Dans une optique de développement durable de l’agriculture, il est important de pouvoir évaluer l’intérêt et l’efficacité des programmes d'intervention ou des pratiques agricoles visant le contrôle de la pollution diffuse agricole. Pour cela, il est nécessaire de développer une meilleure compréhension des coûts, mais aussi des avantages économiques de l’amélioration de la qualité de l’eau induite par ces actions. La méthode proposée consiste à intégrer un module d'analyse d'avantages-coûts au  système de modélisation hydrologique à l'échelle du bassin versant, GlBSl. Cette méthode est une adaptation du cadre de travail développé par la Foundation for Water Research (FWR), dont le principe de base est le transfert des bénéfices qui permet l’utilisation de valeurs obtenues dans un contexte analogue, mais en un autre lieu et à un autre moment. Cette façon de faire permet de réduire les coûts et le temps nécessaires à la réalisation d'études économiques. Après avoir été adaptée et intégrée à GlBSl, cette méthode a été appliquée au cas du bassin versant de la rivière Beaurivage, pour évaluer l’effet, en première approximation, du Règlement sur les exploitations agricoles (REA) sur la qualité de l’eau. Les avantages ont été estimés pour des usages de l’eau de type contact primaire, secondaire et visuel : baignade, canot, pêche, camping et parc. Les coûts étaient pour leur part ceux découlant de l’application de scénarios découlant du REA. Différentes unités de gestion ont été testées pour déterminer laquelle permet la plus importante amélioration de la qualité de l’eau et le meilleur ratio avantages-coûts. Les avantages monétaires estimés étaient moindres que les coûts occasionnés par l’implantation du REA dans l’unité de gestion choisie, le ratio avantages-coûts obtenu est de 0,73. Ce ratio démontre l’efficacité de l’application du REA pour améliorer la qualité de l’eau et les usages pouvant y être associés. Ces résultats confirment également l’intérêt d'utiliser un modèle de qualité de l’eau associé à une méthode d'analyse avantages-coûts. À terme, cet outil d'aide à la décision pourra être appliqué et utilisé dans le cadre d'activités de planification liées à la ressource eau.


identifier: Scherrer, Guy  (2003). Géochimie et pétrogenèse des roches métagabbroïques du domaine de Natashquan, secteur oriental de la Province de Greenville, Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 160 p.

subject:
roches métagabbroïques
cartographie
pétrographie
géochimie
paléotectonique
pétrogenèse
Natashquan
Basse côte nord

abstract: Les chaînes orogéniques sont constituées d'ensembles lithotectoniques accolés les uns aux autres par des zones importantes de cisaillement. Ces ensembles sont individualisés, l'un par rapport à l’autre, par leurs  héritages géologiques propres. La partie orientale de la Province tectonique de Grenville ne fait pas exception. La reconnaissance de tels ensembles y est cependant ardue suite à l’oblitération des relations stratigraphiques initiales et au métamorphisme régional de haut grade. Dans ce contexte, la présence d'essaims de dykes et de filons-couches gabbroïques et leurs caractéristiques géochimiques fournissent un marqueur structural, paléotectonique et temporel utile pour l’individualisation des ensembles  lithotectoniques et la reconstruction de l’histoire tectonique de la région. La région d'étude couvre la partie sud du domaine de Natashquan. Elle chevauche I'aire principale d'affleurement de la séquence métasédimentaire du Groupe de Wakeham auquel les dykes et filons-couches  de la Suite mafique de la Robe-Noire sont spatialement associés, et le Complexe d’Aguanish où les intrusions gabbroïques sont nettement moins abondantes et de taille modeste. De premier abord, les roches gabbroïques de la Suite mafique de la Robe-Noire devraient se distinguer nettement, sur le plan pétrographique et géochimique, de celles du Complexe d’Aguanish, Les observations pétrographiques et de terrain montrent cependant que les roches métagabbroïques de la région d'étude partagent pour l’essentiel les mêmes textures et structures plutoniques reliques. Ces roches sont fortement amphibolitisées, et le degré de préservation de leurs traits magmatiques est directement relié à la taille des corps. Aucune structure diagnostique de volcanisme basaltique ou andésitique n'a été  reconnue dans la région d'étude. Les signatures géochimiques des roches gabbroïques étudiées correspondent à celles de basaltes intraplaques de type plateau continental. Les variations géochimiques entre les différentes groupes d'échantillons sont de l’ordre de grandeur de celles normalement produites lors de l'évolution et de la mise en place de grands systèmes magmatiques. L'alcalinité des roches gabbroïques tend à augmenter en s'éloignant du secteur centre-ouest du Groupe de Wakeham (synforme de Davy), qui correspond probablement au foyer de mise en place du système. De plus, le degré de fractionnement, qui est en relation avec le taux de fusion partielle de la source, présente la même tendance. Ainsi, les échantillons provenant de la synforme de Davy, où les dykes et filons-couches sont très abondants, montrent des évidences de taux de fusion partielle plus élevés que ceux provenant du Complexe d'Aguanish. D'autre part, nos données  suggèrent que la profondeur de la source mantellique a vraisemblablement diminué de 150 à 100 km au cours la mise en place de la suite. Un groupe d'échantillons du Complexe d'Aguanish se distingue cependant par la présence de fortes  anomalies négatives en Nb-Ta. L'origine des anomalies demeure incertaine. Le couplage intime de ces échantillons avec ceux qui sont dépourvus d'anomalies, et l'absence de roches génétiquement liées et d'affinité franchement calco-alcaline éliminent cependant la possibilité d'une mise en place dans un environnement d'arc insulaire volcanique.  Finalement, les tendances géochimiques régionales peuvent être expliquées dans le cadre de l'évolution spatiale et temporelle de mise en place de la suite. Les roches fortement alcaline issues de taux de fusion partielle faibles témoignent à la fois des stades précoces d'extraction de magma et d'une position distale  d'intrusion par rapport au foyer principal situé au niveau de la synforme de Davy. Par contre, les roches d'affinité subalcaline produites à partir d'un taux de fusion élevé représentent probablement le stade mature de la mise en place et se concentrent préférentiellement près du foyer d'intrusion principale.


identifier: Schroetter, Jean-Michel  (2003). Caractérisation structurale et stratigraphique du complexe ophiolitique de Thetford-Mines: Implication géodynamique pour la zone de Dunnage du sud du Québec, Canada.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 272 p.

subject:
stratigraphie
géodynamique
tectoniques
obduction
gîtes
chromites
Dunnage
complexe ophiolitique
Thetford-Mines
Québec

abstract:
Les Ophiolites du sud du Québec sont reconnues comme constituant des segments de lithosphère océanique de supra-subduction, obductés sur la marge laurentienne au paléozoïque inférieur (orogénie taconienne), témoins de la disparition du proto-Atlantique océan Iapétus. De nombreuses études pétrologiques, géochimiques, géochronologiques et métallogéniques, sont disponibles sur ces complexes ophiolitiques du sud du Québec, mais depuis la révision du modèle de formation du prisme taconien (zone de Humber), aucune étude structurale récente de leur déforrnation n'avait encore été réalisée.
Ce doctorat montre que les différents épisodes de déformation du paléozoïque inférieur à moyen, reconnus sur la marge continentale adjacente (zone de Humber inteme),
peuvent être identifiés dans les massifs ophiolitiques du sud du Québec, et notamment sur le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines et qu'ils peuvent être classés en structures: (i) pré-,(ii) syn-, et (iii et iv) post-obduction.
(i) Des failles normales basculées, orientées sub-NS, découpent la croûte ophiolitique de la zone à cumulats inférieurs jusqu'aux faciès effusifs, créant une géométrie en horst et graben. Ces structures pré-obduction sont parallèles aux dykes doléritiques et sont accompagnées d'intrusions et de brèches magmatiques et sub-volcaniques. Les dykes de dolérites atteignent localement une concentration  ≥ 40%, où ils constituent un
complexe filonien, qui est en partie érodé durant l'extension syn-océanique.
(ii) Les fabriques syn-obducdon consistent en une schistosité peu- à métamorphique au grade schiste-vert, jusqu'à amphibolitique, bien-développées dans la semelle
métamorphique et dans les fenêtres tectoniques de Carineault et Bécancour. Cet événement syn-obduction est associé à la mise en place de granitoïdes péralumineux, et
les fabriques syn-obduction et ces granitoïdes sont affectés par deux types de structures post-obduction.
(iii) une première génération de structures constituée de plis faillés et de failles inverses rétrochevauchants, orientés ∼ N070, à vergence SE, attribuée à l'épisode
rétrochevauchant de la marge laurendenne (failles de Bennett-Brome), et
(iv) une seconde famille de structures, constituée de failles inverses et de plis ouverts à serrés à vergence NO, orientés dans le grain appalachien, attribuée au serrage Acadien.
Le canevas structural établi sur le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines pemet de mieux préciser la relation structurale et stratigraphique entre les complexes ophiolitiques du sud du Québec et le Mélange de St.-Daniel, sus-jacent. Ainsi il est possible de mettre en évidence que le «Mélange de Saint-Daniel» est une séquence sédimentaire positive, composée de quatre unités pdncipales, déposée dans un bassin d'eau profonde, avant-arc, de type «piggy-back», durant la période de convergence taconienne.
Le schéma géodynamique proposé pour le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines peut être résumé ainsi:
(1) après une période d'extension avant-arc,
2) le Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines est obducté sur la marge laurentienne,
(3) la collision de l'arc taconien et de la marge laurentienne, transportant les ophiolites, au Silurien tardif, entraîne le changement de vergence des structures de la marge, et le renversement du Complexe Ophiolitique de Thetford-Mines.
(4) Le prisme orogénique devenant instable (gravitairement?), s'effondre (Faille normale Saint-Joseph), et s'installent les bassins successeurs siluro-dévoniens.
(5) Enfin, l'ensemble des structures de la chaîne tacono-salinienne sera repris par le serrage Acadien, produisant la géométrie des Appalaches du sud du Québec, que nous connaissons aujourd'hui. En conclusion, ce travail présenté dans ce doctorat montre que les roches océaniques
paléozoïques (zone de Dunnage), du sud du Québec, ont subi une histoite tectonique complexe reconnaissable en tout point avec le domaine continental adjacent (zone de
Humber).

Abstract

 The southern Québec Ophiolites are recognized as fragments of oceanic
suprasubduction zone lithosphere, obducted onto the continental Laurentian margin in
Lower Paleozoic time (faconian Orogeny), preserving fragments of the proto-Atlantic
Iapetus Ocean. Many petrologic, geochemical, geochronologic and metallogenic studies are
available on the southern Québec ophiolite complexes, but since the revision of the
Taconian prism model (Humber zone), no recent structural study of their deformation had
been carried out.
This Ph.D Tbesis shows that the various Lower to Middle Paleozoic deformation
episodes, recognized on the adjacent continental Laurentian margin (internal Humber zone),
can be identified in the southern Québec ophiolite complexes. Notably, in the Thetford-
Mines Ophiolite Complex, these various tectonic episodes can be classified as: (i) pre-, (ii)
syn-, and (iii and iv) post-obduction structures.
(i) Tilted sub-NS normal faults crosscut the ophiolitic crust, extending from the lower
cumulate zone to the effusive facies, generating a horst and graben geometry. These
pre-obduction structures are parallel with the doleritic dykes and are accompanied by
intrusions, magmatic and sub-volcanic breccias. The doleritic dykes, locally reach
concenftations ) 40o/o, where they constitute a sheeted dykes complex, which is
pardy eroded during the syn-oceanic extension.
(ii) The syn-obduction fabrics consist of sub-greenschist to amphibolitic grade
metamorphic schistosity, well-developped in the metamorphic sole and in the
Carineault and Bécancour tectonic windows. This syn-obduction event is associated
with peraluminous granites, and these syn-obduction fabrics and these granites, both
are overprinted by two kinds of post-obduction structures.
(iii) a first generation of structures consists of SE-verging and - N07O-trending,
backfaulted folds and backthmsts, and are atffibuted to the continental margin
backthrusting event (Bennett-Brome faults), and
(iv) a second family of structures is constituted of NW-verging reverse faults and open
to isoclinal folds, which are oriented in the NE Appalachian grain, and attributed to
the Acadian tightening.
The structural canvas established from the Thetford-Mines Ophiolite Complex,
makes it possible to better specify the structural and stratigraphic relationship between the
southern Québec ophiolite complexes and the overlying Saint-Daniel Mélange. Thus it is
now possible to recognize that the " Saint-Daniel Mélange " is a positive sedimentary
sequence made up of four major units, and deposited in a deep water forearc "piggy-back"
basin, deposited during the Taconian convergence.
The geodynamic sketch suggested for the southern Québec Dunnage zone, can be
summarized as follows:
(1) An extensional forearc seafloor-spreading episode.
(2) The Thetford-Mines Ophiolite Complex Ophiolite was obducted onto the
Laurentian margin.
(3) The early-Silurian collision between the taconian arc and the Laurentian margin
(overlying by the ophiolites), involved a change of vergence of the Laurentian
margin structures, and led to tilting of the Thetford-Mines Ophiolite Complex.
(4) The orogenic prism then became unstable and collapsed (Saint-Joseph normal fault),
leading the deposition of the siluro-devonian successor basins.
(5) Finally, the whole tacono-salinian orogen was overprinted by Acadian tightening,
producing the geometry of the southern Quebec Appalachians we see today.
To conclude, the work presented in this thesis proves that the southern Québec
Paleozoic oceanic rocks of the Dunnage zone underwent a complex tectonic story which can
be correlated with events recorded in the adjacent continental margin rocks (Humber zone).


identifier: St-Laurent, Christine  (2003). Analyse intégrée de données géophysiques et géologiques, Nord-Est de la Gaspésie: nouvelle avenue pour l'exploration minière et pétrolière.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 97 p.

subject:
géophysiques
géologie
exploration minière
pétrologie
Gaspésie

abstract:
Dans la région de Gaspé, les relations entre la zone de Humber,Ia zone de Dunnage et la couverture sédimentaire siluro-dévonienne de la ceinture de Gaspé sont complexes.
Malgré quantité d'études réalisées sur la géologie de cette région, des incertitudes demeurent quant à la compréhension de celle-ci. Il est donc opportun de se tourner vers de nouvelles méthodes de recherche et d'exploration. Le but de la présente étude est d'analyser l'utilité de données aéromagnétiques de haute résolution combinées aux
informations géologiques et géophysiques connues pour améliorer la carte géologique de la région de Gaspé et d'obtenir une nouvelle interprétation de la géologie de surface et des structures profondes de l'Est de la Gaspésie.
Cette analyse a été réalisée en intégrant les données et connaissances géologiques et géophysiques provenant de différentes sources. Le gradient vertical a été calculé à partir du levé aéromagnétique de base afin de mettre en évidence les anomalies magnétiques générées près de la surface. Les informations cartographiques structurales et
stratigraphiques ont été superposées afin de faire une interprétation préliminaire du levé magnétique. Celle-ci a permis d'identifier dans la couverture sédimentaire silurodévonienne plusieurs signatures magnétiques associées à la géologie de surface. De grandes anomalies de forte importance et de formes ovoïdes sont associées au
soubassement de la couverture siluro-dévonienne, car aucune unité de cette couverture n'est compatible avec une telle signature. Le passage du levé magnétique dans des filtres passe-haut et passe-bas a permis de clarifier certaines signatures magnétiques et de confirmer que les anomalies ovoïdes prennent source en profondeur. L'association du levé passé au filtre passe-bas au levé gravimétrique de la région montre que la plus importante des anomalies ovoïdes est associée à une anomalie gravimétrique. Des sources d'anomalies magnétiques et gravimétriques importantes sont présentes en profondeur sous la couverture silurodévonienne
et sont vraisemblablement associées à des roches ultramafiques ou volcaniques. Ces anomalies pourraient refléter un équivalent en profondeur des lithologies du Complexe de Lady Step, du Groupe de Shickshock ou du Complexe du Mont Albert. Afin de tester cette hypothèse, des modélisations magnétique et gravimétrique en 2½ dimensions ont été réalisées.
L'association de la géochimie de ruisseau avec le levé aéromagnétique haute résolution ainsi que la superposition du même levé passé au filtre passe-haut sur un modèle
d'élévation numérique sont des techniques qui ont également été utilisées mais qui n'ont pas donné de résultats concluants pour la région de Gaspé. Cependant, il n'est pas exclu que ces méthodes soient utiles dans un autre cadre géologique que celui de la région de Gaspé. Un levé bathymétrique, doublé d'un levé magnétique sous-marin effectués au large de la région de Gaspé ont également été étudiés. L'étude de la topographie du fond marin au large de la région de Gaspé a permis d'associer celle-ci à certains éléments structuraux connus. Le levé magnétique fait de concert avec le levé bathymétrique a mis en évidence certains traits magnétiques concordants avec le levé magnétique terrestre. Le levé magnétique haute résolution combiné aux informations géophysiques et
géologiques connues a permis de mieux positionner des structures et des éléments stratigraphiques connus. L'utilisation combinée de différents outils d'exploration dans la région de Gaspé et la compilation des données ainsi obtenues ont permis de mettre en évidence des éléments de la géologie qui n'apparaissent pas en surface. L'usage d'outils d'exploration géophysique est donc un complément précieux pour raffiner la cartographie traditionnelle et l'exploration. Ces outils ainsi que le traitement et la compilation des données sur un support informatique sont appelés à prendre de plus en plus de place dans le travail des géologues car ils permettent une meilleure compréhension de la disposition de la géologie de la région, autant en surface qu'en sous-surface.


identifier: Boily, Frédéric  (2004). Mécanismes de prise en charge et toxicité du cadmium en présence de thiosulfate chez une algue verte, Chlamydomonas reinhardtii.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 150 p.

subject:
cadmium
thiosulfate
algue verte
Chlamydomonas reinhardtii

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

Le Modèle du Ligand Biotique (BLM) explique généralement la prise en charge, la
bioaccumulation et la toxicité des métaux chez les organismes aquatiques. Selon ce
modèle, la complexation d'un métal par un ligand devrait provoquer un
décroissement des phénomènes mentionnés, comme par exemple la prise en charge
du métal. Cependant, certains complexes hydrophiles (MLn
±) semblent déroger à
cette prédiction. Ces cas d'exception au BLM impliquent souvent des ligands qui
sont eux-mêmes assimilables, comme le thiosulfate. Si le thiosulfate se comportait
comme un ligand simple, la biodisponibilité du cadmium en sa présence devrait
suivre le BLM, c’est-à-dire que l’on devrait pouvoir prédire la bioaccumulation et
la toxicité du cadmium comme fonction unique de la concentration de Cd2+ libre
dans le milieu d’exposition, peu importe que le thiosulfate soit présent ou non. Pour
vérifier cette prédiction, nous avons utilisé une algue verte unicellulaire,
Chlamydomonas reinhardtii, comme organisme cible et un radio-isotope du
cadmium (109Cd) comme traceur. Dans un premier temps, nous avons exposé cette
algue verte à une concentration fixe de Cd2+ (2,75 nM) en présence (1 mM) et en
absence de thiosulfate pendant de courtes périodes de temps (< 1 h) et nous avons
suivi l'accumulation du cadmium intracellulaire. Les résultats de cette expérience
ont montré que l'algue accumule de 1,5 à 2 fois plus de cadmium en présence de
thiosulfate qu’en son absence, selon que le sulfate est présent (81 μM) ou absent (0
μM) du milieu, et ce même si la concentration de Cd2+ libre était identique dans les
trois milieux. À la lumière de ces résultats, nous avons émis l’hypothèse que le
complexe CdS2O3 puisse entrer dans la cellule algale via un transporteur
membranaire de sulfate et de thiosulfate (présent chez toutes les algues vertes) et
ainsi offrir une deuxième voie possible pour la prise en charge du cadmium (l’autre
voie étant le transporteur cationique). Pour vérifier cette hypothèse, nous avons fait
varier la concentration de sulfate entre 0 et 400 μM pour observer son effet sur la
prise en charge du cadmium. Les résultats ont montré que la concentration de
sulfate dans le milieu d'exposition a un effet inhibiteur sur la prise en charge du
cadmium, mais seulement lorsque le thiosulfate est présent.
Des expériences menées sur une période de 72 h ont confirmé que la prise en
charge du cadmium par C. reinhardtii était plus élevée en présence du thiosulfate
qu’en son absence, et ce pour des concentrations en Cd2+ équivalentes dans les
milieux avec ou sans thiosulfate. Paradoxalement, selon ces mêmes expériences
avec plusieurs concentrations différentes de Cd2+ libre, la toxicité du cadmium pour
une concentration donnée de Cd2+ est atténuée dans les milieux contenant du
thiosulfate, même si la concentration intracellulaire de cadmium dans les cellules
(après 72 h) est plus élevée dans ces conditions (présence de thiosulfate). Cet effet
protecteur du thiosulfate pourrait être expliquée en partie par la persistance du
complexe CdS2O3 dans le milieu intracellulaire, ce qui limiterait la biodisponibilité
interne du Cd accumulé.


identifier: Boutin, Alexandre  (2004). Caractérisation et modélisation numérique de la contamination en TCE dans l'eau souterraine du secteur Valcartier, Québec, Canada.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 162 p.

subject:
contamination
TCE
eau souterraine
hydrostratigraphie
hydrogéologie
hydrogéochimie
aquifère
Valcartier

abstract:
L'étude a pour objectif général de comprendre un système aquifère granulaire complexe contaminé par des composés
organiques volatils à l'aide de données de caractérisation
et de travaux de modélisation numérique. Le site à l'étude est dans le secteur de Valcartier situé à environ 35 kilomètres au nord de la ville de Québec. En 1997, du trichloroéthène (TCE) a été découvert dans le système d'approvisionnement en eau potable de la base militaire de Valcartier. Des caractérisations ont suivi pour définir le contexte géologique et hydrostratigraphique. En décembre 2000, du TCE a été trouvé dans des puits privés de la municipalité voisine, Shannon. Une caractérisation de grande envergure du secteur a ensuite été entreprise afin de définir précisément le contexte hydrogéologique et la contamination de l'eau souterraine par le TCE.
Le contexte géologique du secteur est caractérisé par la présence de deux vallées enfouies dans lesquelles des sédiments proglaciaires, deltaïques, prodeltaïques et fluviatiles sont présents. L'unité aquifère principale est le sable et gravier deltaïque d'une épaisseur totale atteignant jusqu'à 45 m. À l'est du secteur, cette unité est séparée par une unité silteuse prodeltaique qui
amène des conditions de nappe semi-captive sous le silt. Des conditions de nappe libre et semi-captive sont donc présentes au site et l'écoulement de l'eau souterraine est du nord et du sud vers le centre des vallées enfouies. Une ligne de partage des eaux est présente à l'est du secteur qui sépare l'écoulement dans la vallée vers Val-Bélair à l'est et vers Shannon à l'ouest.
Un panache de TCE dissous est présent dans l'eau souterraine du secteur. Un contexte de sources
multiples a mené à la formation de ce panache qui est majeur, complexe et hétérogène. Les concentrations
maximales mesurées dans le panache sont d'environ 1400 µg/L à 4500 µg/L à proximité des sources potentielles. Le panache a une superficie d'environ 2 800 000 m2 et
possède une largeur d'environ 600 m à son extrémité ouest.
La représentation quantitative de l'écoulement et de la migration de TCE, a été réalisée à l'aide du simulateur numérique FRAC3DVS. Un maillage composé de plus d'un million d'éléments finis en 3D a été construit afin de représenter le contexte hydrostratigraphique du secteur. Le
modèle comporte 19 zones de conductivité hydraulique et a été calé en ajustant les conductivités hydrauliques et la recharge. Le traçage de particules a permis d'étudier la contribution et la migration de TCE à partir de différentes sources ainsi que de définir des aires d'alimentation pour les puits de production d'eau potable. Enfin, des simulations simplifiées du transport de masse ont permis de reproduire correctement la morphologie du panache régional de TCE et de quantifier le temps de migration à partir des différentes sources potentielles identifiée.

Abstract

This study aims to understand a complex granular aquifer system contaminated by volatile
organic compounds (VOCs) using environmental characterization data and numerical modeling.
The study site is located in the Valcartier region about 35 kilometres north of Québec City. In
1997, trichloroethene (TCE) was discovered in the drinking water supply system of the
Va1cartier Military Base. Many characterization phases followed to define the geological and
hydrostratigraphic context. In December 2000, TCE was found in private wells in the
neighbouring municipality of Shannon. An important characterization campaign was initiated to
define more precisely the hydrogeological context and the groundwater TCE contamination in the
sector.
The geology in the sector is characterized by the presence of two buried valleys in which fluvio-
glacial, deltaic and prodeltaic, fluvial sediments are found. The main aquifer unit is deltaic sand
and gravel with a maximum thickness of 45 m. In the eastern part of the site, a semi-confining
silt unit splits the deltaic sands into two separate aquifers with unconfined conditions above the
silt unit and semi-confined conditions beneath the silt. There are unconfined and semi-confined
conditions at the site and groundwater flow is from north and south toward the center of the
buried valley. A groundwater divide at the eastern part of the site diverts the groundwater flow
toward Val-Bélair to the east and toward Shannon to the west.
At the Valcartier site, multiple sources have produced a complex and heterogeneous TCE
dissolved groundwater plume. The maximum TCE concentrations measured in the plume are
about 1400 µg/L to 4500 µg/L next to potential sources. The plume has an area of about 2 800
000 m² and a width of about 600 m at its western end.
To quantitatively represent groundwater flow and TCE migration, a numerical modelling study
was conducted using the FRAC3DVS numerical code. A 3D mesh composed of more than one
million elements was generated to accurately represent the hydrostratigraphic system. The model
was composed of 19 hydraulic conductivity zones and was calibrated by adjusting the hydraulic
conductivities and groundwater recharge. Partic1e tracking allowed the study of source zone
contributions and plume migration and also allowed the delineation of contributing areas of
drinking water wells in the sector. Finally, simplified mass transport simulations reproduced
correctly the morphology of the regional groundwater TCE plume and allowed quantification of
migration time from the potential source zones.


identifier: Bureau, Marc-André  (2004). Stabilisation et traitement électrochimique des boues d'épuration municipales et industrielles.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 123 p.

subject:
électrochimie
décontamination
biosolides
agent bactéricide
chlore
odeur
pollution
boues d'épuration municipales
boues d'épuration industrielles

abstract: Le traitement des eaux usées urbaines et industrielles génère une production croissante de biosolides, lesquels doivent être éliminés afin de minimiser les risques pour la santé humaine et les écosystèmes. Les modes d'élimination de ces biosolides couramment employés sont l'épandage agricole, l’enfouissement et l'incinération. La raréfaction des sites d'enfouissement et les coûts élevés liés au transport et à l’incinération ont entraîné un regain d'intérêt pour la valorisation agricole. En revanche, les nuisances olfactives induites lors de l'épandage ainsi que la présence de certains contaminants (germes pathogènes, métaux lourds, etc.) tendent à limiter l’utilisation de ces boues comme fertilisants agricoles. Plusieurs procédés de traitements ont été développés, mais demeurent pour la plupart complexes et trop onéreux pour être appliqués à l'échelle industrielle. Les recherches actuelles sont orientées vers des technologies simples, efficaces et moins coûteuses pour le traitement et la gestion de ces biosolides. De ce point de vue, les procédés électrochimiques sont particulièrement intéressants. L'intérêt de ces techniques réside dans leur aspect non polluant et leur facilité d'automatisation. L'objectif de ce projet est de mettre au point un système électrolytique de traitement et stabilisation de ces biosolides, et ce, par génération in situ d'un oxydant bactéricide. Ce système devrait permettre d'éliminer les molécules organiques et inorganiques génératrices d'odeurs nauséabondes tout en améliorant la filtrabilité de ces biosolides. Pour ce faire, un réacteur électrochimique a été conçu à l’aide de matériaux d'électrodes appropriés pour la production d'oxydant bactéricide. Une étude préliminaire a consisté à évaluer la capacité de production d'oxydant, et ce, en fonction de l’intensité de courant imposée et du temps de rétention. La concentration d'oxydant produit est proportionnelle à l’intensité. Par la suite, le pouvoir désinfectant du système électrolytique a été vérifié sur du filtrat de boues d’épuration municipales. Un abattement total de 5 unités logarithmiques a été obtenu sur la population de coliformes fécaux. Une fois les paramètres opératoires cernés, des essais ont été effectués sur des boues biologiques municipales et des boues secondaires issues de fabriques de pâtes et papiers. L'application du traitement électrochimique a permis d'améliorer la filtrabilité des biosolides. Des gains de siccité variant entre 6 et 10 points de siccité ont été enregistrés. Cette hausse de la siccité permet ainsi de réduire de 20 à 30% la masse de boues générées. Les essais de stabilisation électrochimique indiquent une élimination efficace des microorganismes indicateurs de la présence de pathogènes (coliformes totaux et fécaux). Un abattement allant jusqu'à 6 unités logarithmiques sur les coliformes totaux a été enregistré, alors qu'un abattement total de 5 unités logarithmique a été obtenu sur les coliformes fécaux. De plus, les tests d'odeur basés sur la méthode de perception olfactive indiquent une élimination efficace des odeurs nauséabondes des boues traitées.


identifier: Collin, Pascale  (2004). Caractérisation géochimique et hydrogéochimique de la matière en suspension de la rivière Saint-Charles, Québec, Canada.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 258 p.

subject:
géochimie
hydrogéochimie
matière en suspension
métaux
MES
rivière
Saint-Charles

abstract: La charge sédimentaire en suspension dans la colonne d'eau de la rivière Saint-Charles provient principalement de l'érosion du substrat rocheux, des formations quaternaires et des berges. De plus, la dégradation forestière, les rejets urbains et industriels et la pollution atmosphérique contribuent significativement à cette charge sédimentaire.  Cette recherche tente de déterminer la provenance et l'origine de la matière en suspension (MES) transporté par les eaux de la rivière Saint-Charles en évaluant leur  signature géochimique en métaux trace et terres rares (TR). De plus, elle tente de déterminer les processus géochimiques et hydrogéochimiques présents dans les eaux   de la rivière Saint-Charles et d'évaluer l’importance de l'influence des différentes provinces géologiques sur la signature géochimique de la MES de la rivière Saint-Charles.  On observe une dynamique distincte du Fe et du Mn, entre l'automne (novembre 2000) et le printemps (mai 2001). L'enrichissement en oxyhydroxides de fer et de manganèse des particules de MES, probablement non-détritiques, suggère un apport en eaux souterraines (milieu réducteur) dans la section de la rivière située entre 17 kilomètres et 40 kilomètres de l’amont. Dans cette section, on évalue que les revêtements de fer-manganèse sur les particules de MES au mois de novembre 2000 sont présents dans une proportion variant entre 40 % et 80 %. À cette période, les autres  échantillons de MES, provenant des autres sections de la rivière, montrent la présence de moins de 30 % de revêtements d’oxyhydroxides. L'effet d'adsorption des TR dissoutes sur les revêtements  d’oxyhydroxides de fer et de manganèse est particulièrement présent entre 20 et 40 kilomètres de l'amont. De plus, les coefficients de partage plus élevés en novembre 2 000 qu'en mai 2001 montrent que les TR sont fortement associées à la phase particulaire et appauvrie et à la phase dissoute de l’eau de la rivière.  Des trois provinces géologiques présentes dans le bassin versant de la rivière Saint-Charles, les formations géologiques associées à la province géologique  du Grenville  Influencent le plus les concentrations en TR mesurées dans la MES de la partie amont et centrale de la rivière, probablement dû à la présence des formations granitiques et  gneissiques riches en TR de la section amont et du dénivelé de la rivière dans cette section qui favorise l'érosion. L'influence de l'érosion des unités la Plate-forme du Saint-  Laurent semble négligeable dans cette rivière aux mois de novembre 2000 et de mai 2001 en raison du faible débit de la rivière, du faible dénivelé et d'un faible taux d'érosion des berges dans cette section


identifier: Djedidi, Zied  (2004). Enlèvement du plomb de sol contaminé par lixiviation chimique en milieu salin et récupération par voie électrochimique.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 107 p.

subject:
plomb
sol
lixiviation chimique
milieu salin
récupération
électrochimie
décontamination
métaux lourds
électrodéposition
électrocoagulation

abstract:
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Cette étude visait à démontrer les possibilités de dépollution d'un sol contaminé en métaux
lourds (essentiellement par le plomb) par lixiviation chimique en milieu salin et récupération du
plomb par voie électrochimique. La première partie de l'étude consistait à optimiser, à l'aide
d'essais de lixiviation menés en fioles agitées, les conditions de mise en solution du plomb à
partir d'un sol contaminé. Les conditions opératoires retenues sont: 1) l'utilisation d'une
concentration de solides de 25% (p/p); 2) l'addition d'une concentration de 5.5 moles NaC1/L de
solution; 3) l'acidification de la solution de sol à pH 3.0 par de l'acide sulfurique; et 4) un temps
de réaction de 25 min. Dans ces conditions, environ 65% du plomb initialement présent dans le
sol ([Pb]i = 2730 mg/kg) a pu être enlevé ([Pb]f=955 mg/kg) . Dans un second temps, l'étude a
porté sur la détermination des conditions adéquates pour la récupération du plomb solubilisé à
l'aide d'un procédé électrochimique. L'utilisation d'un procédé à électrodes monopolaires
d'acier doux a été retenue avec un temps d'exposition de 90 min et une intensité de 3.0 A. Dans
ces conditions, il a été possible de réduire par électrodéposition la concentration de plomb en
solution de plus de 99.8%, soit de 650 mg/L à 0.15 mg/L et ce, avec une production marginale de
boues métalliques. La dernière partie de l'étude portait sur le couplage en boucle fermé du
procédé de lixiviation en milieu salin et de la récupération du plomb par voie électrochimique.
Cette recherche a montré que l'efficacité d'extraction du plomb est conservée pendant plusieurs
cycles de lixiviation et électrodéposition. De plus, un bilan de récupération des chlorures de 94%
a été mesuré. Finalement, une évaluation économique se basant sur le prix des produits
chimiques, l'eau et la consommation énergétique a montré que le coût de traitement d'une tonne
de sol contaminé serait de l'ordre de 15 $US. Il est recommandé de poursuivre cette recherche
afin de démontrer l'applicabilité de cette filière de traitement des sols sur d'autres types de sols,
ainsi que dans le cadre de travaux à l'échelle pilote pré-industriel.


identifier: Dufresne, Guillaume  (2004). Valorisation de matières résiduelles pour la production de biofertilisants à base de rhizobium: optimisation du procédé de fermentation avec Sinorhizobium meliloti.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 146 p.

subject:
biofertilisants
rhizobium
fermentation
Sinorhizobium melilotibiosolide
valorisation
gestion
fertilisant
azote
boue
épuration

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La production de protéines végétales est de plus en plus sollicitée à travers le monde. Le secteur
agricole doit donc utiliser des engrais azotés synthétiques afm de fournir les quantités d'azote
nécessaires à la croissance des végétaux. Cependant, l'accessibilité à ces engrais pour les pays en
voie de développement est limitée étant donné leur coût élevé de production. Il faut également
prendre en considération les problèmes environnementaux causés par leur utilisation accrue et
grandissante dans les pays plus développés. Il est possible d'atténuer ces problèmes en utilisant les
caractéristiques symbiotiques entre les légumineuses et les rhizobia. Cette symbiose permet à ces
végétaux de former leurs protéines à partir de l'azote gazeux atmosphérique résultant ainsi en une
utilisation réduite d'engrais azotés. L'utilisation de milieux de culture synthétiques lors de la
production à grande échelle d'inocula de rhizobia est limitée encore une fois par leur prix
dispendieux. Or, les procédés d'assainissement des eaux usées municipales et industrielles génèrent
des boues d'épuration qui sont riches en éléments nutritifs (carbone, azote, phosphore, sels
minéraux ... etc.). Ces boues peuvent ainsi servir comme milieu de culture alternatif afin de produire
un inoculum de rhizobium commercial. Cette valorisation des boues d'épuration peut également
minimiser les problèmes d'élimination de ces déchets de traitement.
Les expériences réalisées dans cette étude ont démontré qu'il est possible d'améliorer la croissance
de Sinorhizobium meliloti dans les boues d'épuration des eaux usées industrielles et municipales.
Des fermentations en erlenmeyers et en bioréacteurs ont indiqué qu'un mélange de boues
d'épuration secondaire et de résidus de levure brassicole augmentaient le nombre maximal de
bactéries par rapport au milieu défini Yeast Mannitol Broth (YMB) avec des concentrations passant
de 3,26xl09 à 8,7xl09 Unité Formatrice de Colonies par millilitre (UFC/ml). Les tests d'inoculation
de la luzerne (alfalfa) avec des souches de rhizobia produites dans ces mélanges de biosolides ont
également démontré que l'inoculum S. meliloti conservait et même améliorait (dans certains cas)
leur capacité d'effectuer la nodulation. En effet, des indices nodulaires de 16,8 dans un mélange de
biosolide ont été obtenus plutôt que 12,9 dans un milieu YMB. Il semble donc y avoir possibilité
d'établir une nouvelle technologie permettant de produire un inoculum commercial de rhizobium à partir de biosolides et ce, en limitant les contraintes financières et environnementales.