identifier: Deschênes, Louise  (1995). Impact de surfactants biologiques et du SDS sur la mobilisation et la biodégradation des HAP contenus dans un sol contaminé à la créosote.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 187 p.

subject:
surfactants biologiques
mobilisation
biodégradation
sol
créosote
biodisponibilité
HAP
contamination
hydrocarbure aromatique polycyclique

abstract:
La mobilisation et la biodégradation de 13 hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
prioritaires (USEPA) contenus dans un sol contaminé à la créosote ont été étudiées en présence
de surfactants dans le but d'évaluer le potentiel réel de ces agents tensioactifs pour la restauration
des sites contaminés. L'hypothèse de travail est basée sur le fait que les surfactants peuvent
augmenter la solubilisation et la mobilisation des contaminants hydrophobes tels que les HAP et
ainsi favoriser leur biodisponibilité. Ceci peut se traduire par un rendement plus élevé de la
biodégradation de ces composés. Pour ce projet, deux agents tensioactifs anioniques furent
comparés. Le surfactant biologique formé de rhamnolipides a été produit par la souche
Pseudomonas aeruginosa UG2 préalablement isolée d'un sol contaminé aux hydrocarbures,
tandis que l'agent tensioactif chimique a été le sodium dodécyl sulfate (SDS). Le sol utilisé
provient d'un site industriel de traitement du bois et son niveau de contamination en HAP totaux
est de 3 044 mg/kg. L'utilisation de surfactants biologiques représente un aspect nouveau
jusqu'ici peu documenté surtout pour l'étude de la mobilisation et la biodégradation des HAP
contenus dans un sol contaminé depuis longtemps.
Pour les expériences de mobilisation, neuf concentrations (0,005 à 1% (p/v» de chacun des
deux agents tensioactifs étudiés ont été utilisées. Le sol contaminé à la créosote a été agité en
présence des différentes solutions de surfactants et les HAP contenus dans la phase aqueuse ont
été extraits puis analysés. Pour l'expérience de biodégradation dans le sol, trois différentes
concentrations de chacun des agents tensioactifs (10, 100 et 500 µg/g) ont été utilisées. Des
microcosmes, dans lesquels aucun surfactant n'a été ajouté et d'autres contenant du sol stérilisé,
ont respectivement servi de témoins et de contrôles abiotiques. Chacun des traitements a été
effectué en trois répétitions pour donner un total de 24 microcosmes. Au début des essais, des
nutriments ~nt été ajoutés et le contenu en eau du sol a été ajusté et maintenu à 80% de la capacité
au champ. A chaque semaine, le sol a été mélangé afin de permettre le maintien de conditions
aérobies et les quantités d'agents tensioactifs citées ci-haut ont été ajoutées à intervalles de deux
semaines, cette séquence d'addition des surfactants permettant une action de ces derniers durant
toute la période de traitement. Pendant 45 semaines de traitement, des échantillons de sol ont été
prélevés à intervalles réguliers dans chacun des microcosmes. Les HAP ont été extraits à l'aide
de dichlorométhane et les concentrations résiduelles ont été déterminées par chromatographie en
phase gazeuse avec détecteur sélectif de masse (GC/MS).
Il fut d'abord démontré que dépendamment de la concentration d'agents tensioactifs utilisée, une
importante mobilisation des HAP s'est produite en présence des deux surfactants étudiés. Les
résultats ont montré que l'augmentation de la concentration des HAP formés de 4 anneaux
(pyrène et fluoranthène) dans la phase aqueuse a été plus importante que celle obtenue pour les
HAP formés de 3 anneaux. En général, les surfactants biologiques ont davantage augmenté la
mobilisation des HAP que le SDS. Par exemple, la concentration aqueuse de pyrène est passée
de 43 µg/l (sans surfactants) à 2 807 µg/l et 15500 µg/l en présence de 0,5% (p/v) de SDS et de
surfactants biologiques, respectivement. Ces résultats impliquent qu'une moins grande quantité
de surfactants biologiques est requise pour donner la même efficacité que le SDS. Enfin, pour
les deux agents tensioactifs étudiés, une augmentation de la concentration de surfactant a eu pour
conséquence la mobilisation de HAP de masses molaires élevées très peu solubles dans l'eau, tel
que le benzo(a)pyrène.
Il fut également démontré que la biodégradation des HAP dans le sol contaminé à la créosote n'a
pas été favorisée par la présence des agents tensioactifs aux trois concentrations étudiées et que
le SDS était immédiatement minéralisé par la microflore indigène du sol. Il fut également
démontré que les deux surfactants étudiés ont mobilisé de façon importante les HAP adsorbés
dans le sol contaminé. Plus spécifiquement, les résultats ont montré que l'ajout de SDS (à 100
et 500 llg/g) a significativement diminué (niveau de confiance de 95%) la biodégradation des
HAP formés de trois anneaux tels que le fluorène et le phénanthrène. A l'opposé, l'addition des
agents tensioactifs biologiques n'a pas eu d'effet significatif sur la biodégradation des HAP
formés de trois anneaux. Une diminution plus importante de la biodégradation a été observée
dans le cas des HAP formés de 4 anneaux. En effet, à la fois le SDS et les surfactants
biologiques (à 100 et 500 llg/g) ont diminué de façon significative la biodégradation de ceux-ci.
Par exemple, après 45 semaines de traitement, la concentration résiduelle du pyrène a été de 29
mg/kg en absence d'agent tensioactif, tandis qu'elle a été de 336, 98 et 28 mg/kg en présence de
500, 100 et 10 llg/g de SDS, respectivement. La diminution de la biodégradation de ces HAP
en présence des surfactants biologiques a cependant été moins importante que celle obtenue en
présence de SDS. En effet, pour le même exemple, des concentrations résiduelles de 180, 53 et
33 mg/kg ont été obtenues. Pour les autres HAP formés de 4 anneaux (fluoranthène,
benzo(a)anthracène et chrysène) des résultats semblables ont été obtenus pour les deux agents
tensioactifs étudiés. Les HAP formés de 5 anneaux et plus tels que le benzo(b)fluoranthène, le
benzo(k)fluoranthène, le benzo(a)pyrène, le dibenzo(a,h)anthracène, l'indéno(I,2,3-cd)pyrène
et le benzo(g,h,i)pérylène, n'ont pas été biodégradés par la microflore indigène du sol.
Tel que prévu, il a été observé que plus la masse molaire du HAP était élevée, plus
l'hydrocarbure était récalcitrant. Par ailleurs, les résultats ont également montré que le SDS était
biodégradé très rapidement par les microorganismes du sol contaminé. Ces résultats suggèrent
que la diminution de la biodégradation des HAP en présence des deux agents tensioactifs a été
associée à une utilisation des deux types de composés (HAP et surfactants) comme substrats par
la microflore du sol.
En conclusion, la présence des deux agents tensioactifs a eu pour effet d'augmenter la
mobilisation des HAP. Ces résultats indiquent que ces surfactants pourraient être utilisés dans
les techniques ex situ de lavage de sol contaminé ou pour l'extraction in situ des contaminants
hydrophobes. Cependant, dans l'optique d'un traitement in situ, l'augmentation de la
mobilisation des contaminants peut contribuer à la dispersion de ces derniers dans la nappe d'eau
souterraine et un contrôle efficace du transport des contaminants solubilisés doit être mis en
place afin de prévenir la contamination de l'aquifère. Dans le cas d'un traitement ex situ, le
traitement ultérieur des lixiviats ou des eaux de lavages devient une nécessité avant leur rejet.
D'un autre coté, dans les conditions étudiées, les surfactants n'ont pas été efficaces pour
améliorer le biotraitement d'un sol contaminé par les HAP. Cependant, les résultats ont montré
la biodégradabilité des surfactants étudiés. Du point de vue pratique et comme l'utilisation de
surfactants sur le terrain implique que ces derniers soient biodégradables, des recommandantions
peuvent être faites à partir des résultats obtenus de la biodégradation des surfactants étudiés. En
fait, la biodégradabilité des agents tensioactifs implique que ces derniers devraient être injectés
en concentration et selon une séquence d'injection préalablement déterminées lors d'un
traitement afin de permettre une action des surfactants durant toute la période de traitement. La
biodégradabilité des surfactants implique également qu'il y aura moins de risques d'une
contamination ultérieure du site par les surfactants une fois le traitement terminé ce qui est d'un
grand avantage dans l'éventualité d'un traitement in situ. Finalement, les résultats indiquent que
des tests préliminaires sont nécessaires afin de vérifier si la biodégradabilité des surfactants peut
interférer avec le processus de biodégradation des composés organiques hydrophobes tels que
les HAP. En effet, les surfactants peuvent être utilisés comme substrat préférentiel et ainsi
diminuer ou même arrêter la biodégradation des composés plus récalcitrants.
démontré que les deux surfactants étudiés ont mobilisé de façon importante les HAP adsorbés
dans le sol contaminé. Plus spécifiquement, les résultats ont montré que l'ajout de SDS (à 100
et 500 llg/g) a significativement diminué (niveau de confiance de 95%) la biodégradation des
HAP formés de trois anneaux tels que le fluorène et le phénanthrène. A l'opposé, l'addition des
agents tensioactifs biologiques n'a pas eu d'effet significatif sur la biodégradation des HAP
formés de trois anneaux. Une diminution plus importante de la biodégradation a été observée
dans le cas des HAP formés de 4 anneaux. En effet, à la fois le SDS et les surfactants
biologiques (à 100 et 500 llg/g) ont diminué de façon significative la biodégradation de ceux-ci.
Par exemple, après 45 semaines de traitement, la concentration résiduelle du pyrène a été de 29
mg/kg en absence d'agent tensioactif, tandis qu'elle a été de 336, 98 et 28 mg/kg en présence de
500, 100 et 10 llg/g de SDS, respectivement. La diminution de la biodégradation de ces HAP
en présence des surfactants biologiques a cependant été moins importante que celle obtenue en
présence de SDS. En effet, pour le même exemple, des concentrations résiduelles de 180, 53 et
33 mg/kg ont été obtenues. Pour les autres HAP formés de 4 anneaux (fluoranthène,
benzo(a)anthracène et chrysène) des résultats semblables ont été obtenus pour les deux agents
tensioactifs étudiés. Les HAP formés de 5 anneaux et plus tels que le benzo(b)fluoranthène, le
benzo(k)fluoranthène, le benzo(a)pyrène, le dibenzo(a,h)anthracène, l'indéno(I,2,3-cd)pyrène
et le benzo(g,h,i)pérylène, n'ont pas été biodégradés par la microflore indigène du sol.
Tel que prévu, il a été observé que plus la masse molaire du HAP était élevée, plus
l'hydrocarbure était récalcitrant. Par ailleurs, les résultats ont également montré que le SDS était
biodégradé très rapidement par les microorganismes du sol contaminé. Ces résultats suggèrent
que la diminution de la biodégradation des HAP en présence des deux agents tensioactifs a été
associée à une utilisation des deux types de composés (HAP et surfactants) comme substrats par
la microflore du sol.
En conclusion, la présence des deux agents tensioactifs a eu pour effet d'augmenter la
mobilisation des HAP. Ces résultats indiquent que ces surfactants pourraient être utilisés dans
les techniques ex situ de lavage de sol contaminé ou pour l'extraction in situ des contaminants
hydrophobes. Cependant, dans l'optique d'un traitement in situ, l'augmentation de la
mobilisation des contaminants peut contribuer à la dispersion de ces derniers dans la nappe d'eau
souterraine et un contrôle efficace du transport des contaminants solubilisés doit être mis en
place afin de prévenir la contamination de l'aquifère. Dans le cas d'un traitement ex situ, le
traitement ultérieur des lixiviats ou des eaux de lavages devient une nécessité avant leur rejet.
D'un autre coté, dans les conditions étudiées, les surfactants n'ont pas été efficaces pour
améliorer le biotraitement d'un sol contaminé par les HAP. Cependant, les résultats ont montré
la biodégradabilité des surfactants étudiés. Du point de vue pratique et comme l'utilisation de
surfactants sur le terrain implique que ces derniers soient biodégradables, des recommandantions
peuvent être faites à partir des résultats obtenus de la biodégradation des surfactants étudiés. En
fait, la biodégradabilité des agents tensioactifs implique que ces derniers devraient être injectés
en concentration et selon une séquence d'injection préalablement déterminées lors d'un
traitement afin de permettre une action des surfactants durant toute la période de traitement. La
biodégradabilité des surfactants implique également qu'il y aura moins de risques d'une
contamination ultérieure du site par les surfactants une fois le traitement terminé ce qui est d'un
grand avantage dans l'éventualité d'un traitement in situ. Finalement, les résultats indiquent que
des tests préliminaires sont nécessaires afin de vérifier si la biodégradabilité des surfactants peut
interférer avec le processus de biodégradation des composés organiques hydrophobes tels que
les HAP. En effet, les surfactants peuvent être utilisés comme substrat préférentiel et ainsi
diminuer ou même arrêter la biodégradation des composés plus récalcitrants.
Malgré l'intérêt porté sur la biodisponibilité des contaminants hydrophobes dans les sols, peu de
données portant sur l'impact des agents tensioactifs sur la mobilisation et la biodégradation des
composés hydrophobes adsorbés dans le sol sont retrouvées dans la littérature. Cependant, la
compréhension des différents processus impliqués est d'une importance capitale pour le devenir
des biotechnologies environnementales. L'utilisation des surfactants biologiques et surtout d'un
sol contaminé depuis un longue période de temps représente un aspect nouveau aux travaux déjà
publiés. Les résultats obtenus constituent donc des données importantes tant du point de vue
scientifique qu'appliqué.


identifier: Deschesnes, Jean  (1984). Modélisation en hydrologie :le cas de la simulation conjointe des écoulements de surface et souterrains à l'échelle du bassin versant.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 178 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
différences finies
écoulement
gestion
hydrologie
hydrogéologie
lac
Laflamme
modèle
modèle couplé
modélisation
surface
souterrain

abstract:
Ce mémoire traite de la modélisation conjointe des écoulements de surface
et souterrains à l'échelle du bassin versant. Les caractéristiques et
les étapes nécessaires à l'utilisation de ce type de modèle y sont présentées.
Une revue de littérature énonce le propos, la structure ainsi que les
fonctions de transfert que comportent quelques modèles simulant les écoulements
de surface et souterrains. Une troisième partie expose les étapes de
l'application du modèle couplé eau de surface - eau souterraine au bassin
versant du lac Laflamme au Québec.


identifier: Deslauriers, Mario  (1983). Lacs du Québec: analyse et application des modèles reliés au processus d'acidification d'une eau lacustre.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 162 p.

subject:
acidification
eau lacustre
lac
précipitation acide
thermodynamique
physico-chimie
Québec

abstract:
Dans un premier temps, on présente les principaux équilibres thermodynamiques
et paramètres physico-chimiques mis en cause lors du processus
d'acidification d'une eau lacustre. La présentation des principaux
modèles relatifs à l'acidification d'une eau lacustre qui ont été
suggérés au cours des dernières années suit cette phase descriptive.
L'emphase est alors mise sur les hypothèses sous-jacentes à l'élaboration
de chacun. L'analyse des résultats de l'application de ces modèles
sur des lacs du Québec est faite en montrant que la plupart des
hypothèses simplificatrices à partir desquelles ces modèles ont été
élaborés ne peuvent être vérifiées avec succès. Dans la dernière partie,
les aspects statistiques utilisés dans certains modèles, sont
précisés et améliorés à l'aide de la présentation d'une théorie générale
de la relation linéaire entre deux variables.


identifier: Desnoyers, Christine  (1995). Détermination d'une méthode de mesure de la concentration de cadmium libre (Cd²⁺) dans l'eau interstitielle de sédiments aquatiques.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 148 p.

subject:
cadmium
résines d'échange ionique
métaux libres
eau interstitielle
sédiments aquatiques

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.

Plusieurs études ont démontré que la concentration de métaux libres était un
meilleur indicateur de la toxicité que la concentration totale du métal en solution.
Cependant, la plupart des méthodes utilisées pour estimer la concentration de métaux libres
dans les systèmes aquatiques ne sont pas assez sensibles pour la mesure des concentrations
de Mz⁺ habituellement retrouvées dans le milieu naturel et/ou la mesure n'est pas
uniquement restreinte aux espèces libres. Dans cette étude, on a cherché à développer une
méthode de mesure de la concentration de métaux libres dans l'eau interstitielle des
sédiments aquatiques. La méthode, basée sur les techniques de dialyse in situ et d'échange
ionique, repose sur l'équilibre d'un métal en solution (eau interstitielle) avec une résine
d'échange ionique séparée des sédiments par une membrane filtrante. Comme l'échange
ionique résulte d'intéractions électrostatiques entre les groupements fonctionnels de la
résine et les métaux, la résine devrait être plus sélective envers les espèces de charge
multivalente que les espèces de charge monovalente (Cd²⁺ vs CdC1⁺). La quantité de
métal échangé sur la résine serait ainsi proportionnelle à la concentration de MZ2+dans
l'eau interstitielle.
Pour s'assurer de la possibilité d'utiliser une résine d'échange ionique pour mesurer
la concentration de métaux libres dans l'eau interstitielle, il a été nécessaire de vérifier
différentes propriétés de la résine. Préalablement à son utilisation, la résine a d'abord été
préconditionnée avec une solution synthétique de cations majeurs (Ca, Mg, Na) de
composition similaire à celle du milieu naturel étudié, pour limiter la différence de
potentiel chimique entre la résine et l'eau interstitielle. La mesure du coefficient de
distribution (λ) pour l'échange ionique de Cd avec Dowex 50W-X8 a également été
effectuée aux conditions du milieu naturel (force ionique) puisque la valeur de λ varie
inversement avec la force ionique des solutions. La sélectivité de Dowex 50W-X8 envers
Cd2+ a été vérifiée en présence de l'ion CdC1⁺. Finalement l'élution de Cd adsorbé sur
la résine a été optimisée pour différents éluants. Une solution de HC1 1M s'est avérée la
solution éluante la plus efficace malgré l'interférence importante de la forte matrice sur
la mesure par spectrophotométrie d'absorption atomique au four de graphite.
Dans l'échantillonneur de métaux libres développé, la résine (1 g; Dowex 50W-X8)
était déposée sur une membrane (HT-Tuffryn; polysulfone; porosité nominale de 0.2 µm;
9.2 cm x 17.2 cm) en une couche de 0.01 cm d'épaisseur; deux membranes (HT-Tuffryn;
0.2 µm) étaient ensuite placées de chaque côté de celle contenant la résine. Cet
arrangement était placé entre deux plaques d'acrylique transparant (Plexiglass) maintenues
ensemble par des vis d'acier inoxydable; l'une de ces plaques avait une fenêtre pour
assurer le contact de la résine avec le milieu externe. Les dimensions de la cavité interne
de l'échantillonneur (surface et épaisseur) ont été optimisées à l'aide d'un modèle
informatisé qui permet de calculer le temps d'équilibration pour différentes géométries.
La membrane a été choisie après vérification de sa perméabilité, sa résistance aux
microorganismes dans les sédiments et de sa contamination minimale en métaux traces.
La résine Dowex 50W -X8 a été choisie dans cette étude entre autre parce que sa sélectivité
ionique est indépendante du pH sur une grande gamme de pH. Finalement, on a
déterminé expérimentalement que le temps d'équilibration de l'échantillonneur avec Cd
dans l'eau interstitielle est de moins d'une semaine (4-6 jours).


identifier: Devarennes, Ginette  (1994). Effet de la neige artificielle sur des écosystèmes montagneux.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 78 p.

subject:
neige artificielle
écosystèmes montagneux
arbre
bouleau
canon
chimie
eau
enneigement
épinette
flore
fonte
germination
impact
montagne
physico-chimie
piste
ski
sol
végétation

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

Cette étude avait pour but de voir l'effet de la neige artificielle sur des écosystèmes
montagneux. Pour faire ceci nous avons caractérisé la physico-chimie de la neige
artificielle et de ses eaux de fonte par rapport à la neige naturelle en utilisant un modèle
auparavant seulement utilisé pour la neige naturelle. Nous avons également évalué
l'impact des eaux de fonte sur la chimie des eaux de l'horizon supérieur du sol. De plus,
nous avons déterminer l'impact des eaux de fonte de la neige artificielle sur la
germination de certaines espèces d'arbres du Québec soit le bouleau jaune (Betula
lutea) et l'épinette blanche (Picea glauca) dans le laboratoire et sur le terrain.
Finalement nous avons effectué un relevé floristique sur deux sites ayant de
l'enneigement différent pour voir si la végétation était différente.
En somme, les résultats des études sur la fonte des neiges en laboratoire ont démontré
qu'en dépit de leurs origines différentes et des grands écarts entre leurs compositions
chimiques relatives, la distribution des ions majeurs dans les gouttelettes congelés
fabriquées par des canons à neige est semblable à celle de la neige naturelle au sol. Les
coefficients de lessivage (fractionnation) dans les eaux de fonte ne sont pas
statistiquement différents entre les neiges artificielles et les neiges naturelles et on
observe le même patron d'élution préférentielle des espèces Na⁺, Cl⁻, N03-, et S042-
Elles se comportent donc de la même manière malgré les concentrations initiales
différentes. On peut ainsi simuler la composition de la fonte de neige à l'aide des
modèles déjà utilisés pour la neige naturelle.
Ces travaux ont également montrés que le sol semble avoir un effet tampon sur les eaux
de fonte. Le sol contrôlerait la quantité d'ions disponibles en solution par des processus
d'absorption, de désorption et par l'activité microbiologique du sol.
Cette étude a aussi démontré que même si les chimies des eaux de fonte provenant de
la neige artificielle et de la neige naturelle sont très différentes, il ne semble pas y avoir
d'effet sur la germination des deux espèces végétales étudiées, le bouleau jaune (Betula
lutea) et l'épinette blanche (Picea glauca). Les résultats des études sur la germination
du bouleau jaune et de l'épinette blanche ont permis de conclure que même si les
concentrations des espèces chimiques dans les eaux de fonte de neige artificielle étaient
de 2 à 40 fois supérieures à celles dans la neige naturelle il ne semble pas y avoir d'effet
sur le taux de germination de ces deux espèces. À court terme, les eaux de fonte plus
concentrées de la neige artificielle n'auraient aucun effet sur les deux espèces végétales
étudiées par rapport à la neige naturelle.
Pour les transects traversant une piste de ski où il y a seulement de la neige naturelle et
une piste de ski où il y a un mélange de neige naturelle et de neige artificielle, nous
avons trouvé que trois espèces de plantes semblaient préférer le côté où il y avait
seulement de la neige naturelle. Ces plantes étaient: Clintonia borealis, Dryopteris
phegopteris et Oxalis montana. Seulement une espèce se trouvait surtout du côt-é de la
piste où il y avait de la neige artificielle soit Trillium erectum. Toutefois on ne peut pas
dire que ces tendances sont exclusivement dû es au type de neige. D'autres paramètres
pourraient influencer les tendances observées.
L'effet de la neige artificielle sur des espèces végétales n'est pas encore très bien connu.
À première vue, il ne semble pas y avoir d'effet sur la germination des espèces types.
Toutefois les périodes de croissance annuelle subséquentes aux fontes de neige peuvent
être déterminantes dans la réussite des espèces à maintenir leurs présences dans le
milieu.


identifier: Dhillon, Gurpreet Singh  (2012). Valorisation de déchets agro-industriels par bioproduction fongique d'un important produit de plate forme (l'acide citrique) avec extraction simultanée de chitosane.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 480 p.

subject:
déchets
agro-industrie
bioproduction fongique
acide citrique
chitosane
fermentation
Aspergillus niger
boues
jus de pomme

abstract:
Au regard de la demande toujours croissante en acide citrique (AC), due à l'émergence de
nombreuses applications avancées, il existe un besoin urgent de chercher des substrats peu
coûteux et novateurs pour la production faisable d'AC. Dans ce contexte, divers déchets agroindustriels,
comme les déchets solides de jus de pomme (en anglais: AP), les déchets solides
de micro-brasseries, les déchets d'agrumes (CW), la tourbe de sphaigne (SPM), les boues
d'ultrafiltration de jus de pomme (APS), les eaux usées des industries d'amidon (SIW), les
boues municipales secondaires (MSS) et le lactosérum (LS) ont été utilisés pour leur potentiel
de production d'AC par fermentation à l'état solide (SSF) et par fermentation à l'état liquide
(SmF), par Aspergillus niger NRRL 567 et A. niger NRRL 2001, respectivement.
Pendant la sélection des déchets agro-industriels, l'utilisation des AP a abouti à la production de
66.0 ± 2.0 g/kg de substrat sec (ds) d'AC et pour les APS, de 9.0 ± 0.3 g/l et se sont avérés être
des substrats solides et liquides potentiels par la croissance de A. niger NRRL 567. Les
substrats sélectionnés, AP et APS ont été utilisés pour de nouvelles études portant sur
l'optimisation des paramètres tels que: le niveau d'humidité initial (IML), les inducteurs par SSF,
les matières solides en suspension (SS) et la concentration d'inducteurs par SmF. Pour se faire,
la méthodologie de surface de réponse (RSM) a été utilisée. L'application de la MRS a mené à
une bio-production plus élevée de l'état solide d'AC de 342 g/kg de substrat sec dans des
conditions optimales de 75% (v/p) de IML accompagnée de 3% (v/p) de MeOH après une
période de fermentation de 144 h et une taille de particule allant de 1.7 à 2.0 mm,
respectivement. De même, par SmF, les AP ont donné une bio-production plus élevée d'AC de
44.9 g/kg ds, avec des paramètres optimaux de 25 g/l de SS accompagnées de 3% (v/v) de
MeOH après une période de fermentation de 144 h. Les travaux d'optimisation par RSM ont
révélé le potentiel des AP et APS comme substrats novateurs pour la bio-production
économique d'AC.
La production d'AC a été augmentée dans le laboratoire à l'échelle des fermenteurs. La SSF
dans le fermenteur conduit à la production plus élevée d'AC de 294 ± 14 g/kg ds avec 3% (v/p)
de MeOH, avec une agitation intermittente de 1 h toutes les 12 h à 2 trs/min, 1 vvm de taux
d'aération, 120 h de temps d'incubation dans des conditions d'extraction optimales: temps
d'extraction de 20 min, taux d'agitation de 200 trslmin et volume d'extraction de 15 ml. De
même, la production à l'état liquide d'AC dans le laboratoire à l'échelle des fermenteurs a mené
à une bio-production d'AC de 40.3 ± 2.0 g/l de APS avec 3% (v/p) de MeOH, respectivement,
après 132 h de fermentation par A. niger NRRL 567. Les études des profils rhéologiques pour
les APS des bouillons contenant le champignon filamenteux A. niger NRRL 567, pendant la
fermentation d'AC, ont été menées à l'échelle du fermenteur de 7.5 L. Le contrôle sans
inducteurs a démontré un comportement pseudo-plastique non-newtonien en raison d'une plus
grande croissance filamenteuse. Cependant, dans le traitement complété avec le méthanol, la
forme de boulette a été observée pendant la fermentation des bouillons non-newtoniens et
moins visqueux. Le modèle de loi de puissance a été reproduit avec une grande précision
(77.8-88.9%) tout au long de la fermentation sans inducteurs. Cependant, la loi de puissance a
été observée de manière modérée (65.3-75.9%) au début de fermentation jusqu'à 48 h, puis
suivi plus tard d'un bon indice de confiance (75.9-88.2%) jusqu'à 144 h de fermentation
contrôlée. Des études rhéologiques devront être menées afin d'accroître la bio-production d'AC.
Les déchets du mycélium fongique résultant de la fermentation par SSF et SmF ont été
simultanément utilisés pour l'extraction d'un important coproduit, le chitosane (CTS). L'extrait de
CTS était plus élevé dans le contrôle sans inducteurs de, respectivement, 6.40% et 5.13% de
biomasse séchée, avec le mycélium fongique résultant de la fermentation par SSF et SmF. Le
degré de dé-acétylation du CTS variait entre 78% et 86% pour la biomasse fongique obtenue
par SSF et SmF avec des inducteurs différents. La viscosité de CTS fongique s'est trouvée être
augmentée de 1.02 Pa.s⁻¹ à 1.18 Pa.s⁻¹, ce qui est considérablement plus bas que celle du
coproduit commercial CTS se trouvant dans la carapace du crabe. Ces résultats indiquaient la
possibilité d'une co-extraction de CTS de qualité supérieure de la biomasse des déchets
fongiques résultant de diverses industries biotechnologiques fongiques incluant l'AC.
La production combinée d'AC et de CTS accompagnée de déchets différents (déchets de
mycélium fongique résultant de la fermentation, la biomasse fermentée accompagnée d'AC et
la biomasse fongique, la biomasse activée après l'extraction de CTS a été utilisé pour la
biosorption de métaux toxiques (As, Cr et Cu) provenant de solutions aqueuses issues de la
décontamination de déchets de bois traité au CCA (arséniate de cuivre chromaté). L'effet des
différents paramètres, tels que la concentration de biosorbant, la concentration métallique et le
temps de contact, a été examiné. Parmi les isothermes d'adsorption testés, l'isotherme de
Langmuir a donné la meilleure estimation de la valeur des coefficients de détermination (R²) de
trois métaux différents (la biomasse par SSF) s'étendant de 0.89 à 0.97; de 0.96 à 0.99 et de
0.76 à 0.95 pour As, Cr et Cu, respectivement. De même, l'adsorption significative de métaux
(>60% dans le lixiviat 2) provenant des lixiviats de déchets de bois traité au CCA, a été réalisé
avec des biomatériels (BMs) différents. Ainsi, cette étude démontre que ces déchets de BMs
produits pendant la production d'AC et l'extraction de CTS, pourrait être utilisés pour adsorber
les métaux lourds présents dans les effluents contaminés et purifier ainsi ce type de rejet
liquide.
Un autre aspect étudié est la synthèse de ZnO-CTS basé sur des nanoparticules (NPs).
Différents stabilisateurs ont été utilisés pour la synthèse de NPs par séchage de nano-
Vaporisation et par méthode de précipitation. Le ZnO-CTS basé sur NPs a montré une activité
significative antimicrobienne et inhibitrice de biofilm contre des souches bactériennes
pathogènes opportunistes, Micrococcus luteus et Staphylococcus aureus.
L'utilisation des déchets agro-industriels avec une production minimale de déchets et
l'application de déchets de biomatériaux à des fins sanitaires constituent les objectifs essentiels
de ce projet de recherche. Les études ont montré que des milieux coûteux ne sont pas
nécessaires lors de l'ajout de déchets agro-industriels de faible coût pour la production d'AC.
Ainsi, les conditions optimales pourraient être appliquées pour accroître la production d'AC afin
de satisfaire la demande toujours croissante en raison des applications variées. De plus,
l'extraction simultanée du coproduit CTS se consolidera davantage et rendra la biosynthèse
d'AC plus économique. Le projet a également plusieurs buts : (1) l'utilisation économique de
déchets agro-industriels de faible coût; (2) la séquestration environnementale des déchets de
carbone menant à la réduction du changement climatique; (3) la production minimale de
déchets et leur utilisation durable dans des applications de biotraitement environnemental; (4) la
synthèse de NPs de ZnO-CTS possédant des propriétés antimicrobiennes et inhibitrices de
biofilm contre des souches bactériennes pathogènes leur donnant un rôle prometteur en
biomédecine.

Abstract

 In view of the ever increasing demand of citric acid (CA) due to many advanced applications
coming to light, there is an urgent need to look for inexpensive and novel substrates for feasible
production of CA. In this context, various agro-industrial wastes, such as apple pomace (AP),
brewery spent grain (BSG) CW (citrus waste), sphagnum peat moss (SPM) and apple pomace
ultrafiltration sludge (APS), starch industry water (SIW), municipal secondary sludge (MSS) and
lactoserum (LS) were utilized for their potential for CA production through solid-state
fermentation (SSF) and submerged fermentation (SmF), respectively, by Aspergillus niger
NRRL 567 and A. niger NRRL 2001. During the screening of agro-industrial wastes, AP resulted
in CA production of 66.0±1.9 g/kg of dry substrate (ds) and APS 9.0±0.3 g/I respectively and
proved to be the potential solid and liquid substrate by A. niger NRRL 567. The screened
substrates, AP and APS were used for further studies for optimization of parameters [initial
moisture level (lML) and inducers in SSF and suspended solids (SS) and inducers
concentration in SmF] through response surface methodology (RSM). The application of RSM
leads to higher solid-state CA bioproduction of 342.4 g/kg ds with optimum conditions of 75%
(v/w) IML and along with 3% (v/w) MeOH after fermentation period of 144 h and particle size of
1.7-2.0 mm, respectively. Similarly, in SmF, APS rendered higher CA bioproduction of 44.9
g/100g ds, respectively through optimum parameters of 25 g/I SS along with 3% (v/v) MeOH
after 144 h fermentation period. RSM optimization results indicated the potential of AP and APS
as novel substrate for economical CA bioproduction.
CA production was scaled-up in the lab scale fermenters. SSF in fermenter resulted in the
higher CA production of (294.19±13.9 g/kg ds with 3% (v/v) MeOH, intermittent agitation of 1 h
after every 12 h at 2 rpm and 1 wm of aeration rate and 120 h incubation time and with
optimum extraction conditions: extraction time of 20 min, agitation rate of 200 rpm and
extractant volume of 15 ml by RSM. Similarly, submerged CA production in lab scale fermenter
leads to CA bioproduction of 40.34±1.98 g/I APS with 3% (v/v) MeOH, respectively, after 132 h
of fermentation by A. niger NRRL 567. Rheological profile studies for APS broth with
filamentous fungus, Aspergillus niger NRRL-567 during CA fermentation are reported for the
biomass developed in a 7.5 1 bench scale fermenter. The control demonstrated non-Newtonian
pseudoplastic behavior due to more filamentous growth. However, in treatment supplemented
with methanol, pellet form was observed during fermentation with less viscous non-Newtonian
broths. The power law model was followed with good confidence of fit (77.8-88.9%) throughout
the fermentation in treatment with MeOH as an inducer. However, power law was followed with
moderate fit of confidence (65.3-75.9%) at the beginning of fermentation until 48 h and later
followed a good confidence offit (75.9-88.2%) until 144 h of fermentation in control. Rheological
studies will further aid in achieving higher CA bioproduction.
The waste fungal mycelium resulting from SSF and SmF was concomitantly used for extraction
of important co-product, chitosan (CTS). Extractable CTS was found to be higher in control with
6.40% and 5.13% of dried biomass, respectively with the fungal mycelium resulting from the
SSF and SmF. Degree of deacetylation of the CTS was ranged from 78-86 % for fungal
biomass obtained from SSF and SmF with different inducers. The viscosity of fungal CTS was
found to be ranging from 1.02-1.18 Pa.s⁻¹ which is considerably lower than the commercial crab
shell CTS. These results indicated the possibility of co-extraction of superior quality CTS from
waste fungal biomass resulting from various fungal-based biotechnological industries including
CA. In-house produced CA and CTS along with different waste streams (waste fungal mycelium
resulting from fermentation, the fermented biomass along with CA and fungal biomass, and
activated biomass after CTS extraction) was used for the biosorption of toxic metals (As, Cr and
Cu) from aqueous solutions and waste CCA (chromated copper arsenate) woods leachates.
The effect of different parameters such as biosorbate concentration, metal concentration and
contact time was investigated. The fitness of biosorption data for Freundlich and Langmuir
adsorption models was investigated by employing batch adsorption technique. Among the
adsorption isotherm tested, Langmuir isotherm gave the best fit with correlation coefficients (R²)
value of three different metals (SSF biomass) ranging from 0.89-0.97; 0.96-0.99 and 0.76-0.95
for As, Cr and Cu, respectively. Similarly, the significant removal of metals (> 60% in leachate 2)
from waste CCA wood leachate was achieved with the different BMs. Therefore, this study
demonstrated that waste BMs resulting during CA production and CTS extraction which serves
as an environmental pollutants could be used to adsorb heavy metals from contaminated waste
waters and achieve cleanliness thereby abating environ mental nuisance caused by the these
wastes. Another application aspect of this project is the facile synthesis of ZnO-CTS-based
NPs. Different stabilizers were used for the synthesis of NPS through Nano-spray drying and
precipitation methods. ZnO-CTS based NPS displayed significant antimicrobial and biofilm
inhibiting activity against pathogenic bacterial strains, Micrococcus luteus and Staphylococcus
aureus.
The agro-industrial waste utilization with minimal waste production and the applications of the
waste biomaterials for environmental cleanliness formulate the vital objectives of this research
project. The studies showed that expensive media is not required for supplementation of
negative cost agro-industrial wastes for CA production. Therefore, the optimized conditions
could be applied for enhanced CA bioproduction to meet the ever increasing demand due to
wide ranging applications. Moreover, the simultaneous extraction of co-product, CTS will further
strengthen and makes the CA biosynthesis as more economical. The project serves multifold
purpose of: (1) economical use of negative cost agro-industrial wastes and; (2) environmental
sequestration of waste carbon leading to mitigation of climate change; (3) minimal waste
production and their sustainable utilization for environmental clean-up applications and; (4)
facile synthesis of ZnO-CTS-based NPs which possesses antimicrobial and biofilm inhibiting
properties against pathogenic bacterial strains implicating their promising role in biomedicine.


identifier: Bélizaire, Anna-Karine  (2004). Identification de peptides spécifiques à ICAM-1  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 160 p.

subject: icam ligand peptide

abstract:
L'interaction d'ICAM-1 (lntercellular Adhesion Molecule-1) avec ses ligands LFA-1 et Mac-1 joue un rôle important dans les fonctions immunologiques de l'organisme, notamment lors du recrutement des leucocytes aux sites inflammatoires et lors de la présentation d'antigènes. L'ICAM-1 est considérée comme une molécule inductible et son expression est modulée de façon stricte au niveau transcriptionnel. Toutefois une expression anormalement élevée et constitutive d'ICAM-1 a été observée dans plusieurs pathologies de nature inflammatoire et cancéreuse. Sa surexpression  à  la surface de l'endothélium vasculaire  à  proximité de  lésions, ainsi qu'à  la surface de cellules tumorales, en fait une cible intéressante pour des agents inhibiteurs de même que pour des transporteurs d'agents thérapeutiques. De plus, l'élaboration de stratégies visant à inhiber la fonction d'ICAM-1 à des fins thérapeutiques est à considérer puisque des modèles expérimentaux murins ont démontré que l'inhibition fonctionnelle d'ICAM-1 a un effet protecteur contre le choc septique et la dissémination du lymphome.
Les premiers outils thérapeutiques étaient basés sur l'utilisation d'anticorps monoclonaux dans le but de bloquer l'activité d'ICAM-1. Cependant le potentiel immunogène de ces molécules et leur faible diffusion à  travers les tumeurs ont obligé  le développement  de moyens alternatifs. En plus de pouvoir être conjuguée à des molécules actives, la molécule de ciblage idéale devrait être non immunogène et pouvoir facilement s'infiltrer dans les tissus de la lésion. Les peptides sont donc des candidats intéressants et les banques de phages exprimant des peptides représentent un bon  moyen  de  sélectionner des molécules  se  liant  à  ICAM-1 puisque chaque particule contient le gène codant pour la séquence en acides aminés correspondante.
Afin  de  développer de  nouvelles  thérapies  anti-ICAM-1  dans  les  modèles inflammatoires et cancéreux, nous avons divisé cette étude en deux volets. Premièrement, nous avons criblé une banque phagique sur ICAM-1 murin afin d'identifier un peptide se liant spécifiquement à cette molécule. Nous avons caractérisé la spécificité des phages exprimant ce peptide à l'aide de tests de liaison et de compétition avec deux anticorps ciblant des épitopes distincts du domaine 1 d'ICAM-1. Nous avons ensuite utilisé cette séquence de liaison à ICAM-1 (4.1) conjuguée à la B-galactosidase pour produire une protéine de fusion (spmic4.1/bgal) dans le but de déterminer son potentiel comme transporteur moléculaire dans un modèle in vitro de
présentation d'antigène. La conjugaison du peptide n'a pas affecté l'activité enzymatique de la 	 galactosidase. De plus, la diminution ICAM-1-dépendante de la sécrétion d'IL-2 démontre que la séquence 4.1 a conservé sa spécificité. Au deuxième volet de ce projet, nous avons isolé des phages liant ICAM-1 humain par élution acide ou en utilisant l'anticorps anti-ICAM-1, HA58. Cet anticorps inhibe la réaction des lymphocytes mixtes. La séquence du peptide SPHIC identifiée
par les deux approches est spécifique à ICAM-1 humain tel que démontré par des tests de liaison du peptide à la protéine purifiée et à des cellules cancéreuses exprimant différents niveaux d'ICAM-1 humain. Finalement, nous avons observé l'inhibition de la réaction de lymphocytes mixtes en présence de la protéine de fusion SPHIC/bgal.
Nos résultats démontrent la liaison des séquences-mères 4.1 et SPHIC et la capacité d'inhibition de l'activité ICAM-1 exercée par les molécules spmic/bgal et SPHIC/bgal dérivées. En conclusion, cette étude démontre le potentiel de modifier les propriétés d'agents thérapeutiques par l'amélioration de leur sélectivité dans le but de cibler des lésions où ICAM-1 est surexprimé.


identifier: Boucher, Annie  (2004). Mimétisme moléculaire coronavirus-myéline dans la sclérose en plaques.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 159 p.

subject: mimetisme moleculaire coronavirus myeline sclerose

abstract:
Une composante du système immunitaire acquis est l'habileté des lymphocytes T à répondre contre les antigènes étrangers tout en demeurant tolérants au soi. Pour établir cette tolérance, les lymphocytes utilisent leur récepteur T (RCT) afin de reconnaître spécificiquement des peptides antigéniques présentés par le complexe   majeur   d'histocompatibilité   (CMH):   les   lymphocytes   réagissant fortement contre des peptides du soi ont été déplétés par le processus de sélection négative. Une sélection positive régira la reconnaissance antigénique restreinte  par  le  CMH.  Cependant,  il  reste  toujours  en  circulation  dans l'organisme  un  mince  pourcentage  de  cellules  T  autoréactives  non-activées qu'un éventuel bris de tolérance pourrait stimuler. Différents mécanismes sont donc à considérer pour l'activation de lymphocytes autoréactifs. Ainsi, une activation non spécifique, tel un contexte inflammatoire, favoriserait la réactivité immunitaire.  Des  dommages  tissulaires  pourraient  aussi  être  une  nouvelle source de molécules antigéniques, la réponse immunitaire se trouvant finalement amplifiée suite à l'augmentation du répertoire de peptides endogènes rendus accessibles (propagation de déterminants). Les superantigènes pourraient aussi activer les lymphocytes de façon indépendante du complexe CMH-peptide. Le mimétisme moléculaire, c'est-à-dire lorsqu'un peptide étranger partage des déterminants antigéniques avec le soi, est un autre processus pouvant mener vers  une  reconnaissance  antigénique croisée  par  le  RCT et  induire l'autoimmunité. C'est sur cette hypothèse que nous travaillons, mais par divers mécanismes, une réponse immunitaire pourrait donc déclencher, maintenir ou amplifier une réaction contre le soi et/ou un éventuel processus pathologique.

C'est dans ce contexte que nous nous intéressons à la sclérose en plaques (SEP). Cette maladie autoimmunitaire du système nerveux central (SNC), dont l'origine semble comporter des composantes génétiques et environnementales, implique  des  réactions  immunitaires  contre  la  myéline.  La  SEP  est  une pathologie aux multiples visages. Cependant une constante demeure: l'activation de lymphocytes T anti-myéline.

Les coronavirus sont des pathogènes respiratoires, mais également neurotropes et  neuroinvasifs, des signes indubitables confirmant  leur présence au SNC. Comme les coronavirus murins causent, chez un hôte susceptible, une maladie qui s'apparente beaucoup à la SEP, le coronavirus humain est étudié comme un des agents étiologiques potentiels dans la SEP. Le laboratoire du docteur Talbot a montré la présence hautement significative de réactions antigéniques croisées coronavirus-myéline chez les lymphocytes de patients atteints de SEP, lorsque comparés à ceux de témoins sains. Cette observation ayant été réalisée chez des lignées lymphocytaires, il importait de valider l'hypothèse avec des clones lymphocytaires pour montrer que ce phénomène de  réaction croisée coronavirus-myéline était attribuable à un seul lymphocyte.

Mon  projet  de  doctorat  s'insérait  donc  dans  cette  problématique,  par  la vérification du caractère clonai des réactions croisées coronavirus-myéline. Ce mimétisme moléculaire décrit un élégant mécanisme pouvant potentiellement initier ou maintenir les attaques immunitaires contre la myéline. Brièvement, un total de  145 clones T monospécifiques pour les  antigènes de la myéline et coronaviraux ont pu être produits du sang périphérique de 32 patients atteints de SEP. On note que 80% des clones monospécifiques reconnaissent un épitope viral. Un total de 10 clones lymphocytaires antigéniquement croisées pour ces même antigènes ont également été obtenus, avec six sélectionnés à partir des antigènes viraux, et quatre par les antigènes de la myéline. Puis, six clones T, disponibles  pour  analyse,  furent  étudiés  au   niveau  moléculaire  afin  de caractériser la chaîne Vdu RCT, suite à des amplifications par polymérisation en  chaîne et du séquençage. La famille de la chaîne ainsi que la portion
hypervariable du récepteur de cellule T furent identifiés.

Les travaux présentés dans cette thèse suggèrent donc fortement le caractère clonal des  réactions  croisées  coronavirus-myéline. Néanmoins, l'association pathologique  du  mimétisme moléculaire coronavirus-myéline avec la SEP demeure à valider


identifier: Bougie, Véronique  (2004). Le virus de la mosaïque du navet (TuMV) comme vecteur pour l’expression de protéines hétérodimériques.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 150 p.

subject: virus mosaique navet proteine heterodimerique

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. Il est maintenant possible de convertir  les plantes en usines naturelles de médicaments  ou  autres  molécules  à  hautes  valeurs  ajoutées. 	L'agriculture moléculaire, ou moléculture, répond ainsi à une demande pressante.		La variable critique  pour la  viabilité économique de cette  approche est la  rapidité  avec laquelle  une  forte  concentration  de protéines  d'intérêt est  atteinte dans la plante. 	En combinant  la capacité  réplicative des virus et  l'intégration  stable d'un  transgène dans la  plante,   il sera possible d'amplifier  de  manière  très significative  et ce, rapidement,  la quantité  de protéines estimées produites au moment de la récolte.

Le virus de la mosaYque du navet (TuMV) est membre du grand groupe des Potyvirus.    Son génome est  constitué  d'une  molécule  d'ARN simple  brin  de polarité  positive  longue de 10 000 nucléotides.    Le TuMV code pour une polyprotéine  unique qui est clivée en 10 protéines matures par trois protéinases virales.   Les caractéristiques  importantes  du TuMV qui en font  un candidat  de choix  pour  le  développement  d'un  vecteur  d'expression  sont premièrement, qu'une protéine  d'intérêt qui ferait  partie  de la polyprotéine  serait synthétisée au même niveau que les autres protéines virales; deuxièmement,  la forme filamenteuse  du virus offre  la possibilité  d'introduire plus d'un  gène étranger dans le même vecteur.

En utilisant  une copie ADN du génome viral cloné sous le contrôle  d'un promoteur  constitutif, notre  équipe a pu réaliser deux premières constructions contenant soit le gène rapporteur  gfp ou uidA inséré entre les gènes codant pour les protéines P1 et HC-Pro du TuMV. Malgré que la libération  de ces protéines de la polyprotéine  virale générait la présence d'acides aminés supplémentaires aux extrémités,  les résultats des tests in planta  ont révélé la production  de GFP et de GUS fonctionnels.

Les objectifs de nos travaux visent donc à : 1) déterminer  la possibilité d'exploiter un second site d'insertion, et  2) d'élaborer  une stratégie  nouvelle d'insertion  qui permettrait la production  de protéines aux extrémités  carboxy terminales non-modifiées.   Ainsi dans un premier  temps, les gènes gfp ou uidA ont été insérés entre les gènes codant pour les protéines Pol et CP du virus.   Des essais transitoires  furent  réalisés sur des plants de Brassica par la technique de biolistique.  L'observation aux ultraviolets et des tests histochimiques ont révélés la 	présence	in 	vivo 	des	protéines 	GFP	et 	GUS	fonctionnelles. 	Des immunobuvardages de type western et  des analyses par RT-PCR ont montré  la bonne  expression  de  chacune  des  protéines   insérées  et   que  la   stabilité transcriptionnelle semble influencée par la taille, la nature et/ou la position du gène étranger.

Suite à ces résultats,  nous avons donc dans un deuxième  temps tenté l'expression  simultanée des deux gènes rapporteurs insérés dans une même construction.   La maintenance du caractère infectieux  du vecteur et l'expression efficace  des gènes introduits   nous ont  ensuite  mené  a  tester  la  production d'anticorps  par  l'intermédiaire de notre  vecteur.    Finalement,  des délétions furent  réalisées par PCR au niveau de la capside virale.   Ces mutations avaient pour but d'identifier les séquences cis nécessaires à la réplication  du TuMV. Les constructions ADN délétées furent transfectées sur des protoplastes de Nicotiana benthamiana.    Les résultats  préliminaires  ont  semblé démontrer  la possibilité d'éliminer la séquence codante entre le 3e et le 263e codon de la capside tout en conservant une capacité de réplication  plus qu'intéressante pour les besoins encourus.


identifier: Diakité, Oumar  (1997). Étude de deux gisements de fer et titane dans le complexe anorthositique de Morin, Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 138 p.

subject:
minerais
roche encaissante
chimie
gisement de fer
gisement titane
iron
pétrographie
minéralogie
géochimie
pétrogenèse
complexe anorthositique de Morin

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 complexe de Morin est le site de plusieurs dépôts de fer et titane
massifs ou disséminés. Les minerais des dépôts sont des oxydes de Fe-Ti
enrichis dans les phases résiduelles de la différenciation magmatique du
complexe. La texture des roches ainsi que la chimie des minerais suggèrent
l'immiscibilité entre le liquide silicaté (produisant les plagioclases) et des
liquides mafiques de plus en plus riches en oxydes de Fe, Ti et P (phoscorite
et nelsonite) au cours de l'évolution magmatique. Les liquides résiduels
responsables des dépôts représentent, selon notre estimation, environ 1% du
liquide originel anorthositique.
D'après l'oxyde de Fe-Ti cristallisé, les dépôts se répartissent en deux
types de gîtes; les gîtes magnétifères représentés par le gisement de Degrosbois
et les gîtes titanifères représentés par le gisement d'Ivry. Le minéral du
minerai de type Degrosbois est formé d'apatite et de magnétite titanifère
correspondant minéralogiquement au terme intermédiaire de la solution solide
magnétite-ulvöspinelle (FeFe2O4-Fe2TiO4). Le rapport Ti/Fe est faible, de l'ordre
de 1/4. Le minerai, plus ou moins disséminé, semble être mis en place par
infiltration du liquide immiscible résiduel (phoscorite) après séparation des
roches silicatées. Ces genres de minerais sont particulièrement riches en
fluorapatite et invariablement associés aux intrusions de jotunite. La jotunite
;
est considérée comme la phase minéralisatrice puisqu'elle constitue le passage
obligé de la séquence de fractionnement. Les sulfures sont peu abondants et
finement disséminés dans le minerai.
Les gîtes de type Ivry représentent un autre liquide immiscible résiduel
séparé après la cristallisation partielle du magma de faciès de Degrosbois. Le
minerai est formé d'ilménite avec exsolution d'hématite autour des grains. TI
définit ainsi un terme intermédiaire de la solution solide ilménite-hématite
(FeTiO3-Fe2O3). Le rapport Ti/Fe est assez élevé (de l'ordre 1/2). Ces minerais
d'hémo-ilménite se présentent sous forme de dykes injectés par "filter pressing"
dans les fractures développées par la montée diapirique de l'anorthosite
subsolidus. Les sulfures y sont abondants, alors que le fluorapatite est épuisé
par sa participation dans la phase précédente (minerai de magnétite). Le
changement de composition du liquide résiduel est à la source des variations
du comportement des éléments majeurs et des terres rares dans les deux types
de minerai. La mise en place des minerais est suivie par la formation de
bordures de réaction entre les oxydes et minéraux préexistants (plagioclases
et pyroxènes). Les produits de ces réactions sont biotite, grenat, spinelle, et
micrograins de pyroxènes.


identifier: Diallo, Marième  (1996). Étude des parcours naturels sénégalais par l'approche combinée de la méthode conventionnelle et de la géomatique.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 141 p.

subject:
bétail
eau
élevage
environnement
forage
fourrage
géomatique
télédétection
écosystème pastoral
SIG
cartographie
gestion
politique
Ferlo
Sénégal

abstract:
Dans la zone sylvo-pastorale nord du Sénégal, communément appelé le Ferlo, l'élevage est
la seule activité de grande envergure permise par les conditions climatiques déficitaires. La
gestion des parcours naturels, unique source d'alimentation du bétail, est rendue
problématique par l'hydraulique pastorale, notamment par la création de forages dans une
zone où, jadis le manque de ressources hydriques durant la longue saison sèche ne permettait
pas l'exploitation des pâturages au cours de cette période. L'implantation de ces forages
entraîna une déstabilisation de l'activité pastorale par l'abandon des pratiques pastorales
traditionnelles, la modification de l'occupation de l'espace et des mouvements de la
population et du bétail. La tendance à la sédentarisation autour de ces points d'eau s'est
répercutée sur la nature par la dégradation de l'écosystème suite au surpâturage des espaces
qui leur sont attenants. Si les nombreuses mares de la saison des pluies ont toujours assuré
l'autosuffisance en eau au cours de cette période, leur caractère éphémère représente une
limite à leur efficacité. L'exploitation des ressources hydriques entraîne des problèmes de
malnutrition, de parasitisme et d'infections liées à l'eau, insuffisante en quantité et en qualité.
D'où le but de cette étude de contribuer à la recherche de solutions à la crise pastorale
sénégalaise par le biais d'une analyse des parcours naturels, de leurs utilisations en fonction
de la disponibilité d'eau et du fourrage et de l'impact de l'exploitation des ressources
hydriques sur la santé humaine et animale. Plus spécifiquement cette étude consistera à
procéder au diagnostic du système pastoral à l'aide de données de terrain, à analyser
l'influence des facteurs socio-économiques sur le système pastoral et à utiliser la géomatique
pour l'évaluation et la cartographie des ressources végétales et hydriques.
La méthodologie utilisée est l'approche conventionnelle de l'étude du système pastoral à
travers des indicateurs géographiques et bio-socio-économiques. La qualité des pâturages
a été estimée par les relevés de composition floristique; celle de l'eau, à travers des analyses
chimiques et bactériologiques grâce à un matériel de terrain, par la colorimétrie, le filtrage et
l'incubation à l'aide d'un matériel portatif traitant les échantillons d'eau prélevés sur le terrain.
Des enquêtes socio-économiques ont permis d'appréhender le système de gestion des
parcours en fonction des saisons et suivant la disponibilité de l'eau et du fourrage.
Cette approche a été complétée par l'application de la télédétection et des systèmes
d'information géographique pour la cartographie des ressources disponibles et l'analyse
spatiale de la gestion des parcours. L'intégration des données multisources a permis de définir
des trajets de moindre coût environnemental pour le bétail et de proposer des solutions à une
politique de gestion améliorée des parcours dont le but fondamental est de rapprocher l'eau
du fourrage. Celle-ci implique la gestion rationnelle des ressources végétales et hydriques par:
l'amélioration de la qualité du fourrage et son exploitation plus judicieuse par la conduite
de l'alimentation du cheptel; cela évitera les phénomènes de dégradation
environnementale;
l'amélioration de la qualité de l'eau par le traitement des eaux de forage et surtout des
mares dont la qualité bactériologique et chimique est très mauvaise et entraîne des
répercussions désastreuses sur la santé humaine et animale.
l'augmentation du potentiel hydrique par le surcreusement des mares afin d'accroître leur
fonctionnalité, de permettre une exploitation optimale des parcours de saison des pluies
et de décharger les pâturages de saison sèche surexploités aux abords des forages;
de réorganiser l'espace pastoral en inculquant à nouveaux à ses exploitants la notion de
droit coutumier qui jadis avait entraîné la mise en place de pratiques pastorales favorables
à la productivité de l'élevage et à l'équilibre de l'écosystème.


identifier: Dissanska, Maria  (2012). Changement de la structure spatiale des tourbières du complexe Lagrande depuis cinquante ans observés au moyen d'images satellitaires panchromatiques à très haute résolution et de photos aériennes.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 159 p.

subject:
tourbière minérotrophe
images satellitaires panchromatiques
photo aérienne
complexe Lagrande
Baie James

abstract:
Plusieurs tourbières minérotrophes structurées du secteur nord-est du bassin versant de la
rivière La Grande (Québec, Canada) montrent des signes de perturbation hydrologique récente.
La dégradation de lanières de végétation, l'expansion des mares, la mort des arbres et des
arbustes le long de leur bordure, et les médaillons de végétation au milieu de certains lacs
suggèrent une hausse récente de la nappe phréatique régionale. Le processus de dégradation
du couvert végétal dans les tourbières et leur transformation en écosystèmes aquatiques
causés par l'augmentation du niveau d'eau a été nommé « aqualyse ».
Un des indices du phénomène d'aqualyse est le changement du rapport de l'étendue des
compartiments terrestres et aquatiques des tourbières. Un changement de la structure des
tourbières pourrait modifier leur régime d'écoulement et ainsi avoir un impact sur le cycle du
carbone. Cependant, malgré la valeur écologique de tourbières, peu de données existent sur la
couverture relative des mares et du couvert végétal et leur développement corrélatif au fil du
temps. En raison de la longue période de temps pour l'initiation et le développement des mares,
des observations directes sont rares et les informations disponibles proviennent de l'analyse
stratigraphique et paléohydrologiques. Alors, une meilleure connaissance de la dynamique des
tourbières contribuera à une prévision efficace des effets du changement climatique sur leur
développement et le stockage d'eau et du carbone ainsi que sur leur apport d'eau dans les
réservoirs hydroélectriques du bassin versant de la rivière La Grande.
Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse est de caractériser les changements de la
structure spatiale des tourbières minérotrophes structurées du Complexe LaGrande depuis
cinquante ans en précisant la répartition et l'étendue des compartiments terrestres et
aquatiques à l'aide des images satellitaires panchromatiques à très haute résolution et des
photos aériennes noir et blanc des années 1950.
Pour l'identification des tourbières structurées et de leurs différentes unités morphologiques
(mares, lanières), une approche originale de classification des images satellitaires
panchromatiques en très haute résolution a dû être développée afin de surmonter les limitations
liées au traitement des images à très haute résolution et la résolution spectrale limitée des
images panchromatique ainsi que la nature complexe des tourbières structurées.
La méthodologie développée est fondée sur une classification dite « basée objets » qui tient
compte non seulement de la réflectance des objets mais aussi de l'information spatiale et
contextuelle. Des bandes de texture ont été incorporées dans le processus de segmentation-
classification comme des canaux supplémentaires
Les cartes détaillées produites à la première étape de ce projet doctoral ont permis d'évaluer
l'état écologique actuel (en 2003, en 2006) et récent (en 1957) ainsi que le changement de la
structure des tourbières minérotrophes structurées entre les dates mentionnées pour deux sites
d'études (La Grande-3 et Laforge-1). Afin de mieux comprendre le phénomène d'aqualyse, les
quatre aspects principaux de la détection des changements d'occupation du sol ont été
abordés, notamment: 1) la détection; 2) l'étendue; 3) l'identification de la nature; et 4) les
particularités spatiales du changement. Une analyse bi-temporelle de la morphométrie des
mares a également été réalisée dans le but de mieux comprendre le développement de mares
et, par conséquent, les conditions hydrologiques associées. Pour une meilleure interprétation
des résultats, les données météorologiques précédant l'acquisition de l'image ont été prises en
considération.
Les résultats montrent que la méthode semi-automatique de classification développée peut
remplacer efficacement l'interprétation visuelle et la délimitation manuelle traditionnellement
utilisées pour l'évaluation écologique des tourbières structurées sur des photos aériennes
historiques ou des images satellitaires panchromatiques. Les tourbières sont détectées et
délimitées avec une très haute précision. Leurs éléments structuraux sont également classifiés
à un niveau satisfaisant. De plus, la procédure (i.e. l'ensemble de régies) développé s'est
montrée robuste et efficace pour différents environnements du bassin versant (La Grande-3 et
Laforge-1 ).
Les résultats montrent une expansion de surface pour la plupart de tourbières étudiées au
détriment de la forêt environnante .Cela indique que la paludification était un processus actif au
cours des 50 dernières années. L'expansion simultanée observée pour 36 de 40 tourbières
minérotrophes structurées suggère que le climat est le facteur principal pour la paludification.
Cependant, le changement dans les compartiments aquatiques et semi-aquatique est plus
complexe et asynchrone dans les différentes parties de tourbières ainsi qu'entre les tourbières à
proximité. La dynamique de ces compartiments semble spécifique pour chaque tourbière et est
contrôlée par des facteurs autogènes qui influencent la rétention d'eau et le ruissellement dans
les tourbières. La taille des tourbières ainsi que les caractéristiques du bassin versant (la
superficie, le type du couvert végétal) ou les perturbations (ex. feu) ont également une
importance dans la réponse des tourbières structurées à court (événements pluvieux) et à long
terme (changements climatiques). Ces résultats sont conformes à ceux d'autres études
paléoécologiques et hydrologiques des tourbières structurées qui ont montré l'importance de
leurs propres caractéristiques physiques sur leur réponse aux facteurs hydroclimatiques.
En prenant en considération l'augmentation des précipitations pour les régions nordiques, telle
que prévue par les modèles climatiques, on peut s'attendre à ce que le phénomène d'aqualyse
des tourbières qui possèdent déjà de grands compartiments aquatiques se poursuivre tandis
que pour les autres, les paramètres allogènes et environnementaux vont jouer un rôle
déterminant.


identifier: Doucet, Annick  (2011). Perspective spatio-temporelle et impacts des contaminants atmosphériques d'origine diffuse sur les forêts périurbaines du sud-est du Canada: Une approche dendrogéochimique.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 302 p.

subject:
pollution atmosphérique
dendrogéochimie
contaminant
forêt périurbaine
spatio-temporel
Windsor
Québec

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

Les registres continus d'émissions de polluants existants pour le nord-est de l'Amérique
du Nord couvrent une très courte période (15 à 20 ans) relativement à la durée de l'ère
industrielle (depuis 1850). Ainsi, il s'avère pertinent de chercher à développer des approches
qui permettent soit de reconstituer les changements relatifs à l'accumulation des polluants dans
l'environnement sur les derniers 150 ans, soit de déduire ces changements en reconnaissant
leurs effets. Conséquemment, cette étude vise à reconstituer l'historique des effets de la
pollution diffuse en milieu périurbain à l'aide de systèmes d'archives naturelles à haute
résolution temporelle, c'est-à-dire en combinant la dendrochronologie et la géochimie.
L'historique de la pollution atmosphérique diffuse du secteur nord de l'Axe industriel
Windsor-Québec a été reconstitué pour l'intervalle 1840 à 2007 grâce à la combinaison unique
de plusieurs indicateurs dendrogéochimiques dont les valeurs isotopiques du carbone (δ13C), de
l'oxygène (δ180), de l'azote (δ15N) et du plomb (206Pb/207Pb, 204Pb/206Pb, 208Pb/206Pb) ainsi que les concentrations en aluminium, en arsenic, en calcium, en cadmium, en zinc et en plomb. Ces
analyses ont été effectuées sur cinq peuplements forestiers présents dans les régions
périurbaines des villes de Québec (Qc) et de Montréal (Qc), et de la Baie-Georgienne (On).
Le travail de recherche a permis de réviser le protocole de préparation des échantillons
de bois pour l'analyse des concentrations et des isotopes de l'azote (Article 1), un domaine de
recherche actuellement en pleine expension. Cette étude propose aussi une approche
statistique permettant de séparer les effets naturels (conditions climatiques) des impacts dus à
la contamination anthropique sur la géochimie et peut être la physiologie de l'arbre (Articles III &
IV). L'application de ces avancées scientifiques a permis de porter un nouveau regard sur les
séries dendroisotopiques subséquemment produites (Articles Il, III & IV).
Les valeurs δ15N élevées dans les cernes de croissance ont permis d'identifier la
combustion des charbons comme étant la source principale d'émission d'oxydes d'azote (NOx)
de la fin du 1ge siècle aux années 1950. À partir de cette décennie, la diminution des valeurs
δ15N dans les cernes indique que les rejets atmosphériques du secteur des transports ont
constitué la source dominante d'émissions de NOx. Les valeurs Ca/AI dans les cernes de
croissance indiquent qu'une acidification des sols aurait pu se produire conjointement à
l'appauvrissement des valeurs δ15N enregistrées dans les peuplements étudiés. La modélisation
des valeurs δ13C et des conditions climatiques a révélé que la pollution atmosphérique diffuse a
marqué l'assimilation du carbone par les arbres de tous les sites étudiés en augmentant leurs
valeurs δ13C. La même approche statistique appliquée aux valeurs δ180 dans les cernes a
démontré que la pollution de l'air a influencé l'assimilation de l'oxygène des arbres des sites de
Montréal et de la Baie-Georgienne en provoquant un appauvrissement d'une partie de leurs
séries de valeurs δ180. Les concentrations et les rapports isotopiques du plomb (rapports
206Pb/207Pb élevés) ont indiqué que la source dominante du plomb pour la période précédent les
années 1920 était la combustion des charbons du nord-est Américain. Cette source a ensuite
graduellement été dominée par le plomb émanant de la combustion de l'essence avec des
additifs au plomb, entre les années 1920 et 1980 (206Pb/207Pb plus faibles). La décroissance des
concentrations du plomb dans les cernes entre ~1985 et 2007 est principalement liée au retrait
progressif de l'essence avec additifs au plomb dans les années 1980. Depuis cette période, les
émissions du plomb anthropique pourraient provenir notamment d'un mélange entre la
combustion des charbons du nord-est Américain (rapports 206Pb/207Pb élevés) et des produits
recyclés contenant du plomb. Les valeurs isotopiques du plomb dans les arbres ont aussi
démontré que la pollution de l'air provenant des États-Unis est présente à la Baie-Georgienne
et à Montréal. Les métaux étudiés ne montrant aucun signe particulier de mobilité radiale à
travers les cernes ont indiqué que la 'pollution atmosphérique, principalement rejetée par le
secteur industriel, a graduellement augmenté depuis le début du 20e siècle. Déjà présente en
quantité assez élevée en ~1930 pour avoir une incidence sur les comportements
physiologiques des arbres (valeurs δ13C et δ180), la pollution atmosphérique diffuse a atteint des
sommets entre ~1960 et ~1985. L'application de lois environnementales plus sévères dans les
années 1970 et 1980 a ensuite provoqué une rapide diminution des rejets métalliques émis par
le secteur industriel dès le milieu des années 1980. La combinaison de tous les résultats a
démontré que la pollution en provenance des États-Unis est plus présente au sud-ouest du
Corridor.
Ce projet de recherche établit que plusieurs espèces arborescentes sont, de façon
contrastée, sensibles à la pollution atmosphérique diffuse émise par de multiples sources. Cette
recherche apporte aussi de nouvelles connaissances sur la capacité des espèces étudiées à
préserver la distribution originale des métaux dans leurs tiges. Avant tout, il est démontré que
les espèces arborescentes sont utiles pour reconstituer l'historique des changements de la
qualité de l'air et que la combinaison de multiples indicateurs dendrogéochimiques permet de
dresser un portrait réaliste et à long terme des changements du comportement de l'arbre
causés par la pollution de l'air, et ce, sur un vaste territoire.

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

Continuous records of atmospheric pollutants for northeastern America only cover
periods of time between 15 to 20 years that are short relatively to the industrial period, which
covers the last 150 years. Therefore, it is pertinent to develop approaches that could allow to
reconstruct the changes caused by the accumulation of pollutants in the environment for the last
centuries or to infer those changes by identifying their effects. In consequence, this study
addresses the historical reconstruction of diffuse pollution effects of peri-urban areas with
natural archive systems of high temporal resolution, more precisely by combining
dendrochronology and geochemistry.
The scientific approach of the project aimed at reconstructing the past changes in diffuse
atmospheric pollution of the northern part of the Windsor-Québec City Corridor from 1840 to
2007. The methodology integrated multiple tree-ring geochemical indicators including isotopic
values of carbon (δ13C) , oxygen (δ180), nitrogen (δ15N) and lead (206Pb/207Pb, 204Pb/206Pb, 208Pb/206Pb)
and concentrations of aluminum, arsenic, calcium, cadmium, zinc and lead. Those
analyses were performed on five tree stands growing in the peri-urban area of Québec,
Montréal (Qc) and the Georgian Bay (On).
This research project has revised the protocol of wood pretreatment required to analyze
the nitrogen concentrations and isotope values (Paper 1), an expanding field in environmental
research. But most importantly, this research suggests a statistical approach to separate the
natural effects (climatic conditions) from the impacts of anthropogenic contamination on the
geochemistry and possibly the physiology of trees (Papers III & IV). Applying these scientific
advances allows to look at the subsequently produced dendroisotopic series from a new angle
(Papers Il, III & IV).
The relatively high tree-ring δ15N values between 1880 and 1950s identified the intense
production and consumption of coal in northeastern America as the main source of nitrogen
oxides (NOx). Then, the depleted tree-ring δ15N values of the post-1950s proposed that NOx
emitted by car exhausts became the main source of nitrogen. The tree-ring Ca/AI ratios reveal
that soil acidification may have occurred simultaneously to the depletion of the δ15N values of
the studied stands. Modelling the δ13C values with climatic parameters showed that diffuse
atmospheric pollution affected the foliar assimilation of carbon by ail studied trees, increasing
their tree-ring δ13C values. Applying the same statistical approach to the tree-ring δ180 values
showed that air pollution affected the assimilation of oxygen by trees at the Montréal and
Georgian Bay sites, depleting their δ180 values in a portion of the isotopic series. Tree-ring lead
concentrations and isotope ratios (high (206Pb/207Pb ratios) indicated that the primary
anthropogenic source of lead along the Windsor-Québec City Corridor first originated from the
combustion of northeastem American coal. This lead source was progressively replaced by
combustion of leaded gasoline (Iow (206Pb/207Pb ratios) between the 1920s and 1980s. The
decrease of lead concentrations from ~1985 to 2007 was mainly caused by the progressive
phasing out of leaded gasoline in the 1980s. Then, the lead sources of those later years could
derive mainly from northeasten coal combustion (high 206Pb/207Pb ratios) and buming of lead
coming from recycled material. Tree-ring metal concentrations that do not show evidence of
radial mobility revealed that air pollution, mainly emitted by the industrial sector, gradually
increased since the beginning of the 20th century. The concentration of air pollution was high
enough in the ~1930 to have influenced the physiological behavior of trees (δ13C and δ180
values), but reached the highest concentrations between ~1960 and ~1985. As a result of the
application of new regulations on pollution emissions between the 1970s and 1980s,
atmospheric pollution emitted by the industrial sector rapidly decreased since the mid 1980s.
Combining ail results showed that atmospheric pollution along the Windsor-Québec City
Corridor is transported by the dominant wind from the southwest to the northeast.
Consequently, tree-ring indicators showed that air pollution from United States is more
important in the south-west part of the Corridor.
This study confirms that several tree species, in a distinct way, are sensitive to diffuse
atmospheric pollution emitted by multiple sources. This research project also provides new
insights into the performance of the studied trees for recording the original metal distribution in
their stems. Above all, this study shows that trees can serve to reconstruct the past air quality
changes and it underlines the fact that the combination of several geochemical indicators is
essential to provide a realistic picture of the long-term changes in the tree behavior induced by
air pollution, and this, on a large territory.


identifier: Doukouré, Cécile  (2007). Application de la modélisation neuronale à l'évaluation du risque de contamination des eaux souterraines par les pesticides.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 186 p.

subject:
réseaux de neurones
classification
pesticides
risque de contamination
eaux souterraines

abstract:
En milieu rural, la majorité de la population est alimentée par les ressources d'eau souterraine.
Dans un souci de santé publique il est nécessaire de prévoir les risques de contamination de ces
ressources. Les outils disponibles ne sont cependant pas toujours adéquats du fait de la difficulté
à les mettre en place à une large échelle ou à cause du niveau de précision obtenu. Ce travail
s'inscrit dans une démarche de prévision du risque de contamination des eaux souterraines par les
pesticides.
Dans un premier temps, trois sites présentant des caractéristiques climatiques, hydrogéologiques
et culturales différentes ont fait l'objet de campagnes d'échantillonnage afin d'étudier les
corrélations pouvant exister entre la détection de pesticides et certains autres contaminants
d'origine agricole.
Par la suite, l'application de la modélisation par réseaux de neurones artificiels a été testée.
L'utilisation dans les méthodes neuronales des autres contaminants agricoles précédemment
étudiés et d'autres variables chimiques caractérisant la géologie locale ou les temps de séjour de
l'eau a permis d'évaluer le potentiel d'occurrence des pesticides avec des performances de l'ordre
de 80 %. Cette approche, testée et validée sur différents jeux de données, se présente donc
comme un compromis entre des modèles de simulation performants mais difficiles à mettre en
place à de larges échelles et des indices de vulnérabilité d'application aisée mais de précision plus
faible.


identifier: Doyon, Bernard  (2000). Développement d'un modèle lagrangien de transport de glace de surface en milieu fluvial.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 302 p.

subject:
modèle lagrangien
glace de surface
milieu fluvial
rivière Montmorency
lac
hydrodynamique

abstract:
Il est connu que la présence de glace en rivière peut influencer de façon significative ses
conditions d'écoulement. Cette observation est davantage remarquée à la débâcle,
période propice à la formation d'embâcles. On observe également que la majorité des
contraintes associées à la glace sont davantage attribuables à ses mouvements qu'à sa
seule présence. De ce point de vue, un outil capable de reproduire la trajectoire de
morceaux de glace à la dérive peut s'avérer d'une utilité appréciable dans la recherche de mesures d'atténuation.
Les progrès réalisés en analyse numérique et l'avènement d'ordinateurs toujours plus
puissants permettent désormais à la modélisation de s'afficher comme une alternative
aux méthodes analytiques et expérimentales traditionnelles dans l'étude des
phénomènes de transport de glace. Dans le cadre de cette thèse, un modèle numérique
de la dynamique des glaces a été développé afin d'étudier les caractéristiques du
mouvement des glaces et des processus d'embâcles dans des rivières possédant des
topographies complexes et des tracés fortement irréguliers. Le modèle est applicable sur
un domaine plan horizontal de façon à mettre en relief toute la diversité des phénomènes
de transport et d'accumulation dont la manifestation n'est pas uniforme.
Le modèle comporte deux composantes: l'une décrit l'écoulement de l'eau à surface
libre, l'autre, le mouvement des glaces. La résolution selon une approche eulérienne des
équations différentielles partielles décrivant l'écoulement d'un fluide est achevée par la
méthode bien établie des éléments finis, laquelle est choisie pour son caractère général,
sa relative facilité de mise en oeuvre et sa capacité à reproduire les domaines à
géométrie complexe. De son côté, le mouvement des glaces est estimé par le biais de la
méthode lagrangienne SPH (smoothed particle hydrodynamics). L'approche
lagrangienne déterministe est retenue en raison des progrès considérables qu'a
récemment permis l'exploitation de ces méthodes dans le domaine du transport de la
glace. La méthode SPH est quant à elle choisie parce qu'elle est réputée moins diffusive
que d'autres méthodes lagrangiennes. Le programme de calcul permet de propager les
entités lagrangiennes par la prise en compte explicite des sollicitations externes agissant
sur les particules et des propriétés du champ de glace, comme sa configuration à la
surface du plan d'eau ou son étendue verticale.
L'interdépendance qui lie la glace et les conditions d'écoulement oblige le modèle
hydrodynamique utilisé à prendre en considération la présence de glace lors de la
caractérisation courantométrique. Pour tenir compte efficacement d'une telle présence,
le modèle hydrodynamique doit connaître l'emplacement exact de la glace et ses
mouvements. Le couplage entre les deux composantes informatiques distinctes exploite
l'interaction se produisant à l'interface eau-glace alors que la rétroaction des glaces sur
l'écoulement est prévue par une mise à jour au besoin du champ de vitesses. Le modèle
de transport respecte toutes les contraintes imposées par un modèle hydrodynamique
bidimensionnel à fronts mobiles et prévoit l'arrêt des blocs de glace par contact avec le
fond. L'écoulement au niveau de la couche de glace est négligé. Contrairement à la
théorie classique des embâcles, le modèle de la dynamique des glaces permet non
seulement de déterminer l'endroit et le moment où un embâcle est susceptible de se
loger, mais également de suivre l'évolution de l'accumulation.
L'évaluation des contraintes développées par le champ de glace est dépendante des
vitesses de déformation observées. Les contraintes développées à grande vitesse de
déformation requièrent d'être évaluées par une loi de comportement viscoplastique non
linéaire. Pour l'estimation des contraintes à faible vitesse de déformation, le recours à
une loi constitutive élasto-plastique non linéaire est plus adapté.
Le simulateur lagrangien est codé en C++ suivant la philosophie orientée objet pour la
modélisation de données. Il est démontré que la technologie de la programmation
orientée objet se prête particulièrement bien à l'implantation d'un tel modèle. Les classes
se rapportant à la mise en oeuvre de la simulation particulaire sont brièvement
présentées ainsi que la façon dont le programme est intégré à un code existant.
Dans cette étude, il a été choisi d'utiliser un outil de spécification spatiale en
environnement graphique pour délimiter le domaine de simulation. Complètement
indépendant du maillage ou de la mémoire vidéo, l'outil permet de fractionner un domaine
en sous-domaines et d'y associer des informations tels l'épaisseur du couvert de glace et
son coefficient de frottement. Le domaine de simulation est ainsi défini comme
l'ensemble des aires laissées en eau libre.
On s'assure ensuite que le modèle de la dynamique des glaces fournit des résultats
valides pour un problème académique dont la solution analytique est dérivée de la théorie
des embâcles. La qualité des résultats est ainsi contrôlée pour le cas particulier d'un
canal droit à pente constante au bout duquel est positionnée une estacade forçant l'arrêt
des glaçons. Le test, qui consiste à laisser un volume donné de glace s'amonceler contre
une estacade sous des conditions hydrauliques contrôlées, a permis de vérifier la
capacité du modèle à générer une accumulation de glaçons par agrégation des particules
de l'aval vers l'amont. En plus de produire une accumulation dont le profil final est
comparable à celui fourni par la solution analytique, le modèle s'est avéré capable de
recréer l'évolution temporelle du processus d'agglomération.
Afin d'étudier son comportement face à des problèmes plus complexes, le simulateur
lagrangien est ensuite mis à l'épreuve au cours d'un essai mené dans un canal
caractérisé par un changement de pente. Une attention particulière est portée aux
réactions du modèle au moment où la capacité de transport en glace d'une section
donnée est dépassée. Le modèle est finalement confronté à un cas pratique, celui de la
rivière Montmorency. La formation de l'embâcle qui s'était logé en mars 1998 dans le
secteur des Îlets, près de l'usine de pompage de la ville de Beauport, a été reconstituée.
Jusqu'à maintenant, l'utilisation de ce type de modèle a été restreinte à quelques
applications sur la rivière Niagara et, plus récemment, sur la rivière Missouri bien que son
caractère générique autorise en théorie son application à tous les cours d'eau. Étant
donné la complexité du problème physique, le présent travail s'inscrit donc comme un
jalon supplémentaire dans la démarche de validation globale du modèle.
Enfin, une courte revue des processus physiques observés en rivières et des facteurs qui
en causent la manifestation est présentée en guise d'entrée en matière. Plus
précisément, elle propose une synthèse des dernières théories publiées concernant la
dynamique des glaces, la production de frasil et l'évolution des couverts en milieux fluvial
et lacustre.


identifier: Dribault, Yann  (2012). Caractérisation de la dynamique saisonnière de l'hydrologie des tourbières minérotrophes du Moyen-Nord québecois, à l'aide de l'imagerie satellitaire multispectrale à très haute résolution spatiale.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 116 p.

subject:
télédétection
tourbière
hydrologie GeoEye
haute résolution
imagerie satellitaire
niveau
d'eau
débit
analyse orientée-objet

abstract:
Le bassin versant de la rivière La Grande, à la Baie James (Québec, Canada) est un contributeur
majeur à l'hydroélectricité dans la province. Les tourbières couvrent près de 20 % de
l'environnement terrestre dans cette région. Leur comportement hydrologique est encore
méconnu. La présente étude fait partie d'un projet pluridisciplinaire, visant à analyser les
processus hydrologiques dans les tourbières minérotrophes (fens) du bassin versant, afin de
fournir des outils de contrôle efficaces pour les gestionnaires de l'eau. La problématique
spécifique à cette étude était de déterminer si la télédétection satellitaire à très haute résolution
(THR) est ou non pertinente pour étudier la dynamique saisonnière de l'hydrologie dans les
tourbières minérotrophes.
Pour ce faire, 10 images multispectrales fusionnées GeoEye-l (avec une résolution nominale de
40 cm) ont été acquises au cours des saisons sans neige (mai à octobre) de 2009 et 2010, dans le
secteur Laforge (54° 06 'N; 72° 30'W), centrées sur les sites d'étude. Il s'agit de deux tourbières,
instrumentées pour un suivi hydrométéorologique en continu (niveau d'eau, débit, précipitation,
température). Une procédure d'analyse orientée-objet semi-automatisée a été mise au point et
appliquée. Cela consistait à segmenter l'image en objets en utilisant l'algorithme de
segmentation multirésolution (MRIS) pour délimiter les structures internes des tourbières
(aquatiques, semi-aquatiques, terrestres). Puis, les objets ont été étiquettés en utilisant un
algorithme basé sur la logique floue. Ceci a permis par la suite de déterminer la proportion des
structures aquatiques, semi-aquatiques et terrestres dans chacune des tourbières, ce qui était
essentiel pour un suivi de la dynamique spatiotemporelle de l 'hydrologie.
La précision globale de la classification des 10 images a été estimée à 82 %, en ce qui concerne
la délimitation des structures internes des tourbières. Considérant la séparation des structures
aquatiques, semi-aquatiques et terrestres, la précision globale atteint 92 %.
La série temporelle de la cartographie des structures internes des tourbières a démontré
l'existence d'une dynamique spatiale intra-saisonnière importante des compartiments aquatiques
et semi-aquatiques des tourbières à l'étude. L'amplitude de cette dynamique a été évaluée dans
les deux tourbières. Dans la première tourbière, la variation spatiale observée correspond à une
augmentation de 53 % des compartements aquatiques et semi-aquatiques entre les conditions les
plus sèches (image du 23 juillet 2009) et les plus humides (18 mai 2010). Dans la seconde
tourbière, la variation spatiale observée correspond à une augmentation de 17 % entre les
conditions les plus sèches (image du 13 septembre 2009) et les plus humides (30 août 2010).
Enfin, il a été démontré qu'un lien existe entre la dynamique spatiale intra-saisonnière et le
régime hydrologique des tourbières. Les débits et niveaux d'eau mesurés ont été comparés en
considérant les deux saisons d'acquisition de données. Un modèle exponentiel a pu décrire la
relation avec un coefficient de détermination de 0,63. En fait, à partir d'un seuil correspondant à
un certain niveau d'eau et à un certain débit, le comportement hydrologique de la tourbière est
modifié. Deux phases peuvent être distinguées. La première phase correspond à une
augmentation rapide du niveau d'eau tandis que le débit reste faible; elle est appelée la phase de
stockage. La seconde phase est caractérisée par une forte augmentation du débit tandis que le
niveau d'eau est déjà élevé et augmente peu. De l'eau est libérée de la tourbière; la phase est dite
de ruissellement. En observant les niveaux d'eau et débits correspondants aux dates des images
satellitaires acquises, uniquement la phase de stockage a été couverte. Néanmoins, l'absence
d'images acquises durant d'importants évènements de ruissellement n'était pas un obstacle à
l'observation d'une dynamique hydrologique saisonnère. L'ampleur de cette dynamique était
importante durant la phase de stockage et semblait être liée à l'évolution du niveau d'eau. Un
modèle linéaire a pu décrire la relation avec un coefficient de détermination entre 0,6 et 0,8. En
outre, les pentes de régressions linéaires estimées sont environ deux fois plus importantes pour
l'une des deux tourbières étudiées. Cela se traduit par une dynamique spatiale des compartiments
aquatiques et semi-aquatiques plus faible dans la seconde tourbière. Les différentes valeurs de
pentes seraient expliquées par les différences morphologiques (superficie, profondeur, contour
des mares) des deux tourbières structurées. Cette étude a donc démontré la possibilité d'un suivi
hydrologique des tourbières à la fois à l'échelle intra-saisonnière et à l'échelle locale. Les études
antérieures se sont limitées à un suivi à échelle multi-décennale.


identifier: Drolet, Clément  (1987). Application de la modélisation mathématique au problème de contamination des eaux souterraines due à l'épandage de résidus huileux sur le sol.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 132 p.

subject:
modèle mathématique
modèle PRZM
contamination
eau souterraine
épandage
résidus huileux
pesticide
aquifère
dégradation
granulométrie
HAP
Montréal
benzo(a)pyrène
phénanthrène
pyrène
sol
vadose

abstract:
Le but de la présente étude est de démontrer l'applicabilité de la
modélisation mathématique à un cas québécois de risque de contamination des
eaux souterraines dû à l'épandage de résidus huileux sur le sol.
Ce type d'épandage a été considéré dans la présente étude parce qu'il
constitue une pratique de plus en plus souvent proposée par les entreprises
pétrolières, aux autorités du ministère de l'Environnement pour traiter et
disposer de cette catégorie de déchets industriels.
D'autre part, c'est le modèle "Pesticide Root Zone Model" (PRZM) qui
a été choisi pour effectuer les simulations parce qu'il a été conçu dans le but
d'évaluer des cas de migration de contaminants vers les eaux souterraines pour
des situations présentant plusieurs analogies avec les épandages de résidus
huileux. De plus, ce modèle est relativement simple d'utilisation et
représente un outil de gestion qui pourrait être avantageusement exploité par
les milieux gouvernementaux.
Les diverses simulations effectuées dans la présente étude concernent
la migration verticale de trois hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP);
le benzo(a)pyrène, le phénanthrène et le pyrène, à travers un till argileux.
De plus, les valeurs des paramètres hydrologiques ont été choisies afin de
représenter le mieux possible les conditions prévalantes dans la région de
Montréal, où se trouvent les entreprises pétrolières susceptibles de pratiquer
l'épandage de résidus huileux sur le sol, comme moyen de traitement et de
disposition de leurs déchets industriels.
Les différentes simulations effectuées ont permis de déterminer la
profondeur de migration des contaminants étudiés et le degré d'accumulation de
ceux-ci dans le milieu souterrain. De plus l'influence du taux de dégradation
des contaminants, de la granulométrie du sol et du contenu en matière organique
du sol sur le destin des contaminants ont été évalués.
Les principales conclusions de la présente étude sont à l'effet que:
1) Bien que le phénanthrène soit le plus mobile des trois contaminants
étudiés, il ne migre pas, tant dans la phase adsorbé au sol que dans
la phase dissoute, à plus de 50 cm de profondeur en concentration
supérieure à la limite de détection.
2) Les trois HAP étudiés se retrouvent principalement dans la phase
adsorbé au sol et très peu dans la phase dissoute.
3) Le taux de dégradation des contaminants a une très grande influence
sur la persistance de ceux-ci dans le milieu souterrain. Le
benzo(a)pyrène qui a un taux de dégradation très élevé ne s'accumule
pas dans le sol ou dans l'eau de la zone vadose, même pour une
période de plusieurs années d'épandages. Par ailleurs, le
phénanthrène qui a un faible taux de dégradation, s'accumule dans le
sol, au cours des deux premières années d'épandage.
4) La granulométrie du sol n'a qu'une faible influence sur les
concentrations calculées de HAP dans les phases dissoutes et adsorbés
au sol.
5) Lorsque le contenu en matière organique du sol est élevé, les HAP
sont davantage concentrés dans la phase adsorbée au sol et ils
migrent moins en profondeur.
Mentionnons également que, par la multitude de cas théoriques pouvant
être l'objet de simulations telles que celles incluses à la présente étude, il
a été démontré que la modélisation mathématique constitue un outil pouvant
aider les gestionnaires à déterminer les conditions optimales minimisant la
migration de contaminants dans le sol suite à des épandages de résidus
huileux.
Enfin, dans le but d'amélioration la justesse ou la représentativité
des prédictions des modèles mathématiques appliqués à des cas d'épandage de
résidus huileux sur le sol, il est recommandé de favoriser la recherche dans
les domaines concernant: 1) la détermination des coefficients de partition des
contaminants entre les phases huile, eau et sol; 2) la détermination du taux de
dégradation des contaminants organiques mentionnés au tableau 1.2, dans les
phases huile, eau et sol; et 3) la détermination de l'importance de la
compétition entre divers contaminants pour les sites d'adsorption et
modélisation mathématique de cette compétition.