identifier: Mouton, Julia  (2008). Développement d'un procédé de lavage de sol pour le traitement simultané des HAP et du plomb.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 274 p.

subject:
lavage de sol
HAP
plomb
décontamination

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 XXle siècle, ère du du Développement Durable, marque une prise de conscience de
taille : la gestion des déchets et des contaminants générés par l'Homme. Les
recherches sur le traitement de matières contaminées sont nombreuses et ce pour
diverses matrices (sols, sédiments, boues d'épuration, résidus industriels, etc.) et par
divers modes de traitement ex situ ou in situ (biologique, physico-chimique, thermique).
Si beaucoup de procédés de traitement de sols contaminés se voient commercialisés de
par le monde, très peu proposent un traitement simultané de contaminants organiques
et inorganiques. Ce projet cible des contaminants hautement toxiques (HAP et plomb),
aux propriétés fondamentalement différentes, et se place au coeur d'une problématique
contemporaine: dépolluer à moindre coût. Le défi scientifique inhérent au projet résulte
des différences fondamentales des propriétés des contaminants visés (organiques et
inorganiques) ainsi que dans l'hétérogénéité de distribution des contaminants
organiques au sein de la matrice. Les seuils réglementaires définis dans ce projet
comme seuils de référence relatifs à la qualité des sols, sont les seuils établis par la
politique de protection et de réhabilitation des terrains contaminés du Québec.
L'objectif ultime de ce projet concerne le développement d'un procédé de traitement de
sols contaminés par des HAP et du plomb, de manière simultanée au sein d'un même
réacteur, qui soit simple, fiable, économiquement applicable, et propre. Ainsi, des essais
de lavages mixtes ont été entamés, faisant apparaître deux filières potentiellement
intéressantes, soient: CAS + EDTA et CAS + NaC1 à pH 3. Seule la filière utilisant NaCI
a été retenue pour la suite des essais, menés en cellule de flottation. De l'ensemble des
essais réalisés, l'idée d'un procédé mixte HAP/Pb se dessine en flottation sous des
conditions standards d'opérations (CstdO : ST = 10%, [CAS] = 0,2% p/p, [NaC1] = 5,5M,
pH = 3, tflottation = 15 min, Qflottation = 3 L/min, vitesse d'agitation = 1 800 tours/min, T =
20°C, n = 1). L'optimisation du procédé autour de ces paramètres mène à considérer
ces conditions, comme les conditions optimales de flottation (CoptF). L'optimisation du
procédé de flottation a permis de développer une technologie capable de décontaminer
simultanément des sols présentant des contaminations mixtes (de type HAP/Pb). Sous
les conditions de flottation définies comme optimales, la manipulation du nombre de
flottation appliqué (n), permet d'abaisser les teneurs en contaminants à des
concentrations acceptables aux yeux de la législation de référence. Ainsi, plus la matrice
d'entrée est contaminée, plus l'objectif d'abaissement des seuils de contamination aux
seuils réglementaires, nécessite l'addition d'un nombre n croissant de flottations
successives. Lors du développement de cette technologie de «soil washing» par
flottation, trois phases distinctes apparaissent: la sélection de conditions mixtes
optimales pour la solubilisation et la séparation des contaminants, l'optimisation du
procédé retenu et traitement des effluents générés, l'optimisation du procédé avec
traitement et recirculation des eaux de procédé.
Une démarche originale de cette recherche réside dans l'étude du comportement des
surfactants amphotères, dans cette application de traitement des sols contaminés par
lavage. Ainsi, deux surfactants de type sultaine (CAS) et betaine (BW) issus d'acides
gras de noix de coco sont testés quant à leur potentiel de solubilisation des HAP et des
métaux (Pb). Au regard des résultats obtenus dans ce projet pour le CAS, l'idée d'utiliser
des surfactants amphotères, à des fins environnementales de décontamination, est
maintenue et vivement encouragée. Le potentiel d'utilisation de surfactants amphotères
en procédé de traitement de sols contaminés est démontré avec une efficacité de
46 ± 2% sur la somme des HAP. Cependant, et comme pour tout surfactant, la nature
des groupements amphotères présents sur la tête sont à l'origine de sa balance
hydrophile-lipophile, et donc de son comportement en solution. Ainsi, si le
cocamydopropylhydroxysultaine (CAS), présentant un groupement R-(CH3)2N+-CH2CHOHCH2-
S03-, s'est avéré efficace, le cocamydopropylbetaine BW, présentant un
groupement R-(CH3)N+-CH2CH2-COO-, n'a montré aucun potentiel de solubilisation des
HAP aux concentrations testées.
Enfin, une deuxième particularité de cette étude concerne le traitement des effluents
générés, et rapporte que si le procédé développé permet d'atteindre un sol en fin de fin
de procédé respectant les seuils réglementaires en vigueur, il traite également ses
effluents avec un taux de récupération du plomb supérieur à 90% en 60 minutes de
traitement électrochimique par électrodéposition. Toutefois, la non-reproductibilité
d'efficacité du procédé pour l'enlèvement des HAP, lors de re-circulations des eaux,
mène à reconsidérer la qualité des eaux en sortie d'électrochimie. Ainsi, la formation
d'acide hypochloreux, par oxydation durant le traitement électrochimique, a pu être mise
en évidence et confirme la dégradation (ou inhibition) du surfactant (dans ses propriétés
de solubilisation), lors de la re-circulation des eaux de procédé. À ce stade
d'optimisation, si le procédé de traitement des sols est fiable, le procédé de traitement
des effluents faillit. En fait, les émissions de gaz dangereux (C12) occasionnés par
l'oxydation des eaux de procédé lors du traitement par électrodéposition mène à
reconsidérer l'utilisation même de l'électrochimie pour le traitement de ces effluents. Un
essai en précipitation chimique est proposé au sein de ce projet. Des réactions
compétitives interviennent au cours de la précipitation chimique et cette étape reste, à
ce stade, bien que non optimisée, prometteuse.


identifier: Poulin, Jimmy  (2008). De la médecine à la géologie - visualisation des modèles physiques par tomodensitométrie.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 215 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/zip

subject:
déformation de la lithosphère
imagerie médicale
structures géologiques
tomodensitométrie
géomécanique des roches

abstract: La modélisation du développement des structures géologiques pendant la déformation de la lithosphère peut s’effectuer à l’aide de modèles physiques analogues. L’étude de la déformation des modèles se fait traditionnellement de façon destructive ce qui s’avère un inconvénient majeur. Pour éliminer ce problème ainsi que les effets qu’il occasionne, la tomodensitométrie a été utilisée dans plusieurs laboratoires de modélisation physique appliquée à la géologie structurale et à la géomécanique. La tomodensitométrie est une méthode d’imagerie médicale qui permet d’obtenir une reconstruction de la structure interne d’un objet en fonction de la variation d'absorption des rayons X de ses composants. Cependant, l’utilisation de méthodes et de techniques provenant de disciplines différentes amène son lot de défis et de particularités.   L’objectif général de ce projet de maîtrise est donc de proposer une procédure et de formuler des recommandations pour permettre une utilisation judicieuse de la tomodensitométrie dans les activités de modélisation physique appliquée à la géologie structurale et à la géomécanique, particulièrement lors de l’utilisation de matériaux fragiles-ductiles et ductiles. L’atteinte de cet objectif nécessite des interventions à la fois dans les deux disciplines impliquées, soit la modélisation physique et la tomodensitométrie. Il fait également intervenir des notions de traitement d’images et de vision par ordinateur, le produit de la tomodensitométrie se présentant sous forme d’images. Le projet a entre autre permis de trouver un ensemble de matériaux utilisable pour la confection des modèles et favorable à une utilisation à l’intérieur d’un tomodensitomètre. Il a également permis de quantifier l’impact des paramètres de configuration du tomodensitomètre sur la qualité de la vue en coupe de différents modèles. Finalement, le traitement manuel des images tomodensitométriques étant une tâche longue et subjective, une grande partie du projet a été consacrée à la conception et au développement d’une procédure permettant d’automatiser l’extraction des structures internes d’un modèle et de simplifier les étapes à réaliser entre l’acquisition des données et la visualisation 2D et 3D des structures. Pour ce faire, un prototype a été développé afin de réaliser la segmentation des vues en coupe des modèles ainsi que l’étiquetage et la séparation des couches mal séparées. Suite à une validation du résultat par l’opérateur, le jeu de données résultant peut être assemblé afin d’être importé dans le logiciel de modélisation géologique gOcad. L’importation et la reconstruction du modèle dans gOcad s’effectue automatiquement à l’aide de scripts générés par l’application développée. En réduisant l’intervention humaine, l’ensemble de la procédure permet d’augmenter l’objectivité et la reproductibilité du résultat en plus de réduire considérablement le temps de traitement.


identifier: Ricard, Simon  (2008). Évaluation du modèle hydrotel à estimer la recharge des aquifères: application sur le bassin versant de la rivière Chateauguay.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 194 p.

subject:
hydrotel
spatiotemporelle
aquifères
bassin versant
rivière
Chateauguay

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.

Caractériser la recharge des ressources aquifères permet de déterminer un seuil
d'exploitation durable de ces dernières. Quantifier la recharge d'un aquifère de façon fiable
et peu coûteuse demeure toujours un défi technique pour les scientifiques et ingénieurs. À
l'échelle régionale et sur de longues périodes, ces derniers sont effectivement contraints de
développer et utiliser des méthodes indirectes d'estimation. Ce mémoire a pour principal
objectif d'évaluer la capacité d'HYDROTEL, un modèle hydrologique distribué à base
physique, à produire une estimation spatiotemporelle adéquate de la recharge potentielle du
bassin versant de la rivière Châteauguay. La recharge potentielle se définit quant à elle
comme l'eau percolant des couches superficielles de sol, rejoignant « potentiellement» la
nappe phréatique. L'atteinte des objectifs de recherche est encadrée par une démarche
analytique portant une attention particulière à l'étude de la cohérence et de la sensibilité du
sous-modèle BV3C, ce dernier simulant le bilan vertical et l'écoulement de l'eau dans le sol.
BV3C propose une représentation relativement simple des écoulements souterrains par le
biais d'une séquence verticale composée de trois couches de sol. La variable contenue
dans BV3C représentant l'écoulement entre la seconde et la troisième couche de sol
(nommée q23) est ici instrumentée afin de déterminer la recharge potentielle du bassin à
l'étude. Une application du modèle HYDROTEL a donc été réalisée sur le bassin versant de
la rivière Châteauguay en récupérant puis en mettant à jour différents jeux de données
préalablement disponibles. Une stratégie de calage manuel a permis de définir un jeu de
valeurs paramétriques pour lequel le fonctionnement du modèle fut considéré optimal.
L'analyse des résultats de simulation a permis d'affirmer que le fonctionnement de BV3C est
«globalement cohérent ». Toutefois, certains aspects comportementaux illustrent
l'incapacité du modèle à simuler adéquatement divers phénomènes d'écoulement dans le
sol.
Les valeurs annuelles de recharge potentielle produites par BV3C ont finalement été
comparées avec les travaux de Croteau (2006), ces derniers portant sur l'estimation de la
recharge effective du bassin de la rivière Châteauguay à l'aide du modèle hydrogéologique
1-D HELP. En termes annuels et absolus, les profils longitudinaux de simulation de la
recharge provenant des deux modèles présentent un excellent synchronisme. Les valeurs
de recharge potentielles produites par BV3C semblent cependant surestimées de par le fait
que les valeurs simulées de transpiration associées à la troisième couche de sol n'y sont
pas soustraites. La distribution des zones de recharge produite par HYDROTEL correspond
à celle produite par Croteau (2006). Cette observation n'est cependant valable que si la
distribution est produite pour une année associée à un régime climatique «sec» ou
« normal ». En effet, les années associées à de fortes précipitations présentent des valeurs
de recharge variant significativement d'un regroupement d'unités spatiales de calcul à
l'autre. Ceci indique une incidence dominante et inadéquate des valeurs paramétriques
distribuées sur l'estimation de la recharge produite par HYDROTEL.
L'analyse de sensibilité portant sur la nature des relations entre la variable q23 et les
différents paramètres contenus dans BV3C permet de pousser davantage l'examen du
comportement de BV3C. Cette démarche ne permet cependant pas d'identifier un seul ou
quelques paramètres dominant exclusivement le comportement de la variable q23. Au
contraire, l'analyse de sensibilité fait ressortir le caractère variable des relations entre les
différents paramètres et la variable à l'étude. Certaines tendances semblent cependant se
tracer. Certains paramètres présentent effectivement une incidence de nature
« hydrophile », c'est-à-dire d'autant plus significative que les types de sol composant la
colonne de sol présentent un faciès perméable. En contrepartie, d'autres paramètres
induisent une incidence plus significative sur la variable q23 lors que la colonne de sol
présente un faciès imperméable. Cette incidence est alors qualifiée « d'hydrophobe ».
L'approche proposée dans le cadre de ce mémoire présente l'intérêt de produire, à faible
coût et relativement rapidement, une estimation provisoire des zones de recharge d'un
bassin versant. Cependant, un nombre significatif d'incohérences théoriques ainsi que
certaines pratiques hasardeuses de modélisation associées à BV3C ont été soulevées. Il
demeure ainsi inopportun de conclure définitivement sur la capacité du modèle HYDROTEL
à caractériser adéquatement la recharge d'un bassin versant. Ceci étant dit, il est possible
d'affirmer que les travaux présentés dans ce mémoire proposent une méthode de travail
cohérente découlant d'une application du modèle HYDROTEL qui permet, en première
approximation, de caractériser efficacement la distribution spatio-temporelle de la recharge
d'un bassin versant.


identifier: Roy, Stéphanie  (2008). Maturation thermique et potentiel pétroligène de la ceinture de Gaspé, Gaspésie, Québec, Canada.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 459 p.

subject:
Maturation thermique
pétroligène
ceinture de Gaspé
siluro-dévonien
hydrocarbures

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 bassin de la Ceinture de Gaspé a fait l'objet de plusieurs études géologiques, et
ce, depuis plus de cent cinquante ans. Ces études portaient autant sur la stratigraphie, la
structure et, plus récemment, sur la géochimie et la pétrographie de la matière organique
appliquée à la prospection des hydrocarbures. Par contre, ces études ciblaient des
secteurs discontinus de la Gaspésie. Beaucoup d'autres secteurs de la Gaspésie n'ont pas
été étudiés pour leur potentiel en hydrocarbures, alors que les secteurs étudiés adjacents
suggèrent que ces secteurs mal connus devraient être tout aussi prospectifs.
L'objectif de notre projet était donc d'identifier le potentiel pétroligène du bassin
siluro-dévonien de la Gaspésie. Pour atteindre cet objectif, il a fallu: 1) identifier les
roches mères à hydrocarbures, 2) évaluer la maturation thermique, 3) reconstruire
l'histoire de l'enfouissement et de la génération des hydrocarbures, 4) déterminer quand a
eu lieu la migration des hydrocarbures, et 5) faire une. corrélation entre les huiles et les
roches mères.
Les analyses qui ont été réalisées sur les composants solides sont: la pétrographie
de lames minces polies, la pétrographie du kérogène, la réflectance des types de matière
organique du kérogène, les analyses élémentaires, l'analyse du carbone organique (COT)
et la pyrolyse en programmation de température (Rock Eval). Les analyses de
pétrographie (de lames minces polies et du kérogène) et de la réflectance ont été
effectuées à l'INRS. Les analyses de carbone organique et de pyrolyse en programmation
de température ont été faites dans les laboratoires de la Commission géologique du
Canada (CGC) et dans les laboratoires de l'IFP, alors que les analyses élémentaires ont
été faites par SGC Multilab. D'autres analyses ont été effectuées sur des huiles et des
extraits organiques dans les laboratoires de l'IFP. Ces analyses sont: la chromatographie
liquide, la chromatographie gazeuse des hydrocarbures légers ou lourds par le S2
analyseur, la chromatographie gazeuse couplée à de la spectroscopie de masse pour
l'étude des biomarqueurs (GC-MS) et celle de la composition isotopique du carbone des
hydrocarbures (GC-IRMS).
Quatre secteurs du bassin siluro-dévonien gaspésien ont un niveau de maturation
thermique bas. Les roches de ces secteurs se trouvent dans la fenêtre à huile. Le premier
secteur se situe dans le Nord-Est de la Gaspésie. Ce sont les roches de la Formation
d'Indian Cove et du Groupe des Grès de Gaspé qui sont dans la fenêtre à huile. Le
second secteur se trouve dans le Nord-Ouest, plus précisément au sud de la faille de
Shickshock Sud et au nord de la faille des Monts Berry. Les roches situées dans la
fenêtre à huile sont celles des groupes des Calcaires supérieurs de Gaspé et des Grès de
Gaspé. Le troisième secteur est le Sud-Est, près de la boutonnière Maquereau-Mictaw.
Les seules roches dans la fenêtre à huile appartiennent au Groupe de Mictaw.
Finalement, le dernier secteur se situe au sud de la faille de Nouvelle, dans le synclinal de
Ristigouche. Ce sont les roches des groupes de Chaleurs et de Miguasha qui sont dans la
fenêtre à huile.
La maturation thermique des autres secteurs de la Ceinture de Gaspé est assez
élevée. En général, les roches sont supramatures en termes de génération d'huile (valeurs
de la réflectance estimée de la vitrinite supérieures à 2,0 %). Elles se trouvent dans les
stades à condensats et à gaz sec et même dans celui du stérile.
La région Sud du bassin (anticlinorium d'Aroostook-Percé et synclinorium de la
Baie des Chaleurs) est plus mature que la région Nord (synclinorium de Connecticut
Valley-Gaspé), puisque les roches de la région Sud sont plus vieilles que celles de la
région Nord. Par contre, à un même niveau stratigraphique, la maturation thermique des
deux régions est semblable.
La maturation thermique dans la Ceinture de Gaspé est surtout due à de
l'enfouissement sédimentaire. L'enfouissement maximal a eu lieu au Dévonien moyen
durant l'orogénie acadienne dans la région Nord du bassin. Dans la région Sud,
l'enfouissement maximal est plus probablement d'âge Carbonifère. La maturation reliée
à l'enfouissement dans la région Nord du bassin est généralement pré- à syn-tectonique
par rapport à l'orogénie acadienne. Dans la région Sud, une composante post-tectonique
est plus importante. Elle est probablement due en grande partie à une épaisse
sédimentation carbonifère, dont les successions sont maintenant en grande partie érodées.
Une partie de la maturation de la matière organique est également due à des
épisodes de chauffes anormales. Ces chauffes anormales sont localement associées à des
auréoles thermiques dues à des intrusions, même si, généralement, ces intrusions n'ont
que des effets locaux sur le patron régional de la maturation thermique. L'auréole
thermique autour du secteur de minier de Murdochville est d'ampleur exceptionnelle dans
la Ceinture de Gaspé. La surchauffe dans ce secteur, due à une intrusion en profondeur,
est définitivement post-acadienne.
La présence de coke natif est un indicateur important pour diagnostiquer des
chauffes anormales dans une succession sédimentaire. L'augmentation régionale de la
cokéfaction de la matière organique en descendant dans la stratigraphie indique que
l'accroissement de l'hydrothermalisme et/ou de la friction inter-couches au niveau des
failles croient en fonction de la profondeur et peuvent aussi avoir contribué à
l'augmentation de la maturation thermique enregistrée par la matière organique.
En plus du secteur de Murdochville, le secteur Ouest de la région Sud du bassin a
aussi été sujet à plus d'épisodes de chauffes anormales que le reste du bassin. Ces
épisodes sont probablement reliés à l'activité volcanique et ignée plus intense dans cette
région que les autres secteurs étudiés. Il en a résulté un gradient paléogéothermique
estimé plus élevé dans le secteur de Miguasha que dans la région Nord du bassin.
Les roches mères potentielles de la Gaspésie peuvent être séparées en deux
groupes : les roches du Cambro-Ordovicien et du Dévonien Les roches de la Formation
de Rivière Ouelle, du Groupe de Mictaw, du Black Shale Assemblage du Mélange du
Ruisseau Isabelle et de la Formation de Popelogan et du Membre de Ritchie Brook
(Formation de Boland Brook) sont les roches mères potentielles ordoviciennes. Les
formations d'Indian Point, de Forillon, de Shiphead et de York River (Membre de l'Anse-à-
Brillant) sont les roches mères potentielles du Dévonien. Les roches de ces formations
et groupes sont assez riches en matière organique et elles sont aussi assez matures pour
avoir généré des hydrocarbures. Les valeurs de COT de certains échantillons de ces
formations et groupes sont supérieures à 1,0 %. La Formation de York River a la valeur
de COT la plus élevée (59,7 % pour le charbon). De plus, certaines roches du Groupe de
Mictaw peuvent atteindre localement des valeurs de COT de plus de 3,0 %.
La matière organique des roches mères ordoviciennes serait de type II, alors que la
matière organique des roches mères dévoniennes serait de type II et/ou III.
Les huiles analysées proviennent de puits situés dans le Nord-Est de la Gaspésie.
Ces huiles auraient comme origine des roches mères marines. Les analyses de
biomarqueurs montrent qu'il y a un chevauchement entre la composition des huiles et
celle des extraits de roche des successions ordoviciennes et siluro-dévoniennes. Les
huiles représentent donc un mélange entre celles qui proviennent des successions
ordoviciennes et celles qui proviennent des successions siluro-dévoniennes. La
distribution des alcanes normaux dans l'huile du puits Pétro Gaspé Galt no 5 le suggère.
Finalement, l'huile du puits Pétro Gaspé Galt no 3 est biodégradée, ce qui rend la
détermination de son origine difficile.
La génération des hydrocarbures de la région Nord (sync1inorium de Connecticut
Valley-Gaspé) de la Ceinture de Gaspé a commencé il y a 397,5 millions d'années et elle
s'est terminée il y a 395 millions d'années dans le cas où les roches du Cambro-Ordovicien
(Formation de Rivière Ouelle ?) sont les roches mères. Pour les formations
de Forillon et de Shiphead, la génération des hydrocarbures a débuté il y a 395 millions
d'années et elle s'est terminée il y a 390 millions d'années, lors de l'enfouissement
maximal. La migration des hydrocarbures à partir des roches du Cambro-Ordovicien a
débuté il y a 395 millions d'années et elle se serait terminée il y a 390 millions d'années.
Pour la Formation de Forillon, la migration des hydrocarbures a commencé il y.a 390
millions d'années et elle aurait continué jusqu'à aujourd'hui. Le niveau de saturation
dans la Formation de Shiphead étant toujours resté bas, il n'y aurait pas eu de migration primaire.
Pour la région Sud (antic1inorium d'Aroostook-Percé et sync1inorium de la Baie
des Chaleurs), la génération des hydrocarbures a commencé il y a 412 millions d'années
pour les formations de Popelogan et de Boland Brook et s'est terminée il y a 408 millions
d'années pour la Formation de Popelogan et il y a 398 millions d'années pour la
Formation de Boland Brook. La migration des hydrocarbures a débuté il y a 411 millions
d'années pour les deux formations. Pour la Formation de Popelogan, elle s'est terminée il
y a 394 millions d'années, alors qu'elle s'est terminée il y a 330 millions d'années pour la
Formation de Boland Brook.


identifier: Tramblay, Yves  (2008). Régionalisation des concentrations extrêmes de sédiments en suspension dans les rivières d'Amérique du nord.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 248 p.

subject:
sédiments en suspension
rivières
Amérique du nord
modélisation
CSS

abstract: Les fortes concentrations de sédiments en suspension réduisent la qualité de l’eau et peuvent dégrader les habitats aquatiques. Des réseaux de mesure en rivière existent, mais peu de stations enregistrent quotidiennement les données de concentrations de sédiments en suspension(CSS). Ainsi, les événements extrêmes sont difficiles prévoir pour de nombreux cours d’eau ne disposant pas de données. L’objectif de cette thèse est d’adapter aux concentrations extrêmes en sédiments en suspension pour les cours d’eau d’Amérique du Nord (Canada et USA) le concept de la régionalisation. La régionalisation en hydrologie consiste à transférer de l’information des sites jaugés vers les sites non jaugés afin d’estimer les valeurs des extrêmes hydrologiques. Ainsi, elle est couramment utilisée pour les débits de crue ou d’étiage. Les données de CSS quotidiennes pour 179 stations au Canada et aux États-Unis constituent la base de ce travail, en utilisant également les débits et diverses caractéristiques physiographiques et météorologiques des bassins versants de ces stations. Dans cette thèse quatre objectifs spécifiques sont abordés. Le premier consiste en une modélisation probabiliste des événements extrêmes de CSS par l’analyse fréquentielle locale, permettant de caractériser l’amplitude et la fréquence de ces événements. Le second, porte sur l’étude des événements extrêmes de CSS, afin d’analyser les cycles saisonniers d’occurrence des événements de fortes concentrations, mais aussi les corrélations avec les débits et avec les propriétés physiographiques et climatiques des bassins versants. Le troisième objectif est d’utiliser des approches de régionalisation couramment utilisées pour les débits afin d’estimer les concentrations de CSS extrêmes pour des sites non jaugés. L’évaluation de la qualité d’estimation des approches testées se faisant par ré échantillonnage avec les données disponibles. Des approches utilisant soit les caractéristiques physiographies soit des critères saisonniers pour délimiter des groupes de stations « homogènes » sont comparées. Enfin le quatrième et dernier objectif porte sur le développement d’une nouvelle approche de régionalisation afin de pallier aux limitations des approches existantes, pour l’estimation des CSS extrêmes. L’approche non paramétrique des arbres de régressions est ici utilisée à cette fin. Parmi les conclusions les plus importantes de cette thèse, il à été montré qu’une approche régionale aboutit à une meilleure estimation des événements extrêmes qu’un seul modèle global incluant tous les sites. La grande spécificité locale des événements extrêmes de CSS à été mise en évidence d’une part par la variabilité d’un site à l’autre des distributions statistiques retenues pour modéliser les CSS extrêmes, et d’autre part par l’importance des caractéristiques physiques du voisinage immédiat des stations de mesure dans la modélisation des événements extrêmes. Il a été aussi montré que les débits seuls ne permettent pas d’expliquer les concentrations extrêmes observées dans la majorité des stations. Les caractéristiques physiographiques et climatiques des sites de mesure sont plus efficaces pour prédire les concentrations extrêmes. Il s’avère également que les lois Exponentielles et Log-Normales sont, pour la plupart des stations, les plus adaptées pour modéliser les maximums annuels de CSS. L’échantillonnage par maximums annuels et par dépassement de seuil (ici le 99iéme percentile à été utilisé) donne des résultats très similaires, mis à part pour les courtes périodes de retour où l’échantillonnage par dépassement de seuil semble plus performant.


identifier: Zaier, Imen  (2008). Modélisation de l'épaisseur de glace des lacs par les réseaux de neurones artificiels.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 112 p.

subject:
épaisseur de glace
lacs
réservoirs
réseaux de neurones artificiels
changements climatiques

abstract: En milieu nordique, un des problèmes auxquels ingénieurs barragistes doivent faire face est celui de la présence de glace dans les réservoirs. L'estimation et la prévision des épaisseurs de glace en réservoir s'avèrent nécessaires pour permettre la prise en compte de cette variable de première importance dans la conception et la gestion des ouvrages hydrauliques. Ce mémoire de maîtrise est basé sur une technique de modélisation éprouvée en science et génie : les réseaux de neurones artificiels. L'originalité du travail repose sur une première application des ensembles de réseaux de neurones pour la prédiction des épaisseurs de glace. L'approche des prédictions en utilisant l’ensemble des réseaux de neurones artificiels est une technique dans laquelle les sorties des réseaux de neurones artificiels entrainés séparément sont combinées, dans le but de former une prédiction unique. L'ensemble des réseaux de neurones artificiels est développé dans cet article, afin d'améliorer les résultats de l’approche de réseaux de neurones artificiels simples pour l'estimation de l'épaisseur de la glace dans des nombreux lacs canadiens durant l'hiver précoce pour la période de la croissance de la glace. Un ensemble efficace se compose de plusieurs réseaux de neurones artificiels qui pourraient ne pas être très performants quand ils sont entrainés séparément, mais, une fois combinés, leur erreur de prédiction est grandement réduite. Ce mémoire évalue l'efficacité de plusieurs techniques incluant l’approche aléatoire, le bagging et le boosting qui contribuent à la création des membres de l'ensemble et les techniques de la moyenne et de l’empilage qui permettent la combinaison de ces membres. Les expériences montrent que, dans le contexte de l’estimation de l'épaisseur de glace des lacs, le boosting est plus performant que l’approche aléatoire et parfois meilleur que le bagging. L'empilage est plus compétitif que la moyenne. Au final, les modèles de l’ensemble de réseaux de neurones artificiels pour l’estimation de l'épaisseur de glace sont plus efficaces que les modèles de réseaux de neurones simples, en particulier, quand le boosting est utilisé pour combiner les membres de l’ensemble et l'empilage pour la combinaison des sorties des membres individuels. L'ensemble des réseaux de neurones artificiels accomplit une meilleure performance quand la taille de l'ensemble atteint les 20 membres. En ce qui concerne la seconde partie de ce mémoire, l'épaisseur de la glace dans le passé a été évaluée par les deux modèles LSR et RNA en utilisant les données climatiques observées sur le réservoir la Grande IV. La comparaison de ces modèles a montré que le modèle RNA est plus performant que celui de LSR. Des scénarios de changements climatiques sont ensuite mis à contribution afin de produire une estimation du changement du régime des glaces dans un site du bassin de la rivière La Grande, région importante pour la production hydroélectrique québécoise. Les changements anticipés sont significatifs. Ces résultats devraient interpeller la communauté des ingénieurs hydrauliciens qui se penchent sur la conception des ouvrages hydrauliques dans ce milieu.


identifier: Alamgir, Shah  (2009). Characterization and estimation of rainfall in Bangladesh based on ground radar and satellite observations.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 278 p.

subject: pluviométrie radar précipitations statistique Bangladesh

abstract: Le Bangladesh est un pays de l’Asie du Sud-Est qui fait face à des inondations à chaque année couvrant jusqu’au deux tiers de son territoire. La topographie du pays est caractérisée par un relief très plat (10 m d’altitude). Le plateau de Shillong, le long de la frontière nord du pays, agit comme une barrière topographique par rapport aux vents dominants (de direction sud) lors de la mousson de sorte que la quantité de précipitation est très élevée sur le versant sud du plateau. La topographie jumelée à la circulation des vents générés par les orages produisent localement des précipitations importantes dues au rehaussement des masses d’air. La connaissance de leur  répartition et leur quantification précise est donc essentielle pour la prévention des inondations ainsi que pour la gestion de l’eau au Bangladesh. Toutefois, le système de mesures pluviométriques au Bangladesh n’est pas adéquat. Le nombre de pluviomètres est insuffisant car les précipitations varient dans le temps et l’espace en fonction  de la topographie et des conditions climatiques. De plus, les radars météo au sol au Bangladesh ne sont pas bien étalonnés et le champ radar le plus important, la réflectivité radar, n’est pas toujours sauvegardé à cause de l’absence de système de contrôle radar et de la capacité réduite des systèmes d’archivage des données. Ainsi, les radars météo ne peuvent être utilisés quantitativement dû à l’absence d’étalonnage absolu de l’algorithme des précipitations. Donc, il est essentiel, d’étalonner les systèmes radar et de développer une procédure d’estimation des précipitations en temps quasi réel au Bangladesh afin d’améliorer l’étalonnage des modèles pour la simulation du ruissellement dans le contexte de la prévision des crues. Les produits du satellite Tropical Rain Measuring Mission (TRMM) ont donc été validés à cette fin. Dans ce contexte, six objectifs de recherche avaient été définis pour cette thèse et ils ont été atteints: 1) D’abord, les caractéristiques des systèmes pluvieux du Bangladesh ont été analysées à partir des données radar, TRMM et GMS-5. Ils se développent dans le Nord du pays. Leur durée moyenne est de 5.7 heures et ils se déplacent à 5m/s. La période optimum des précipitations maximales est entre 00-06 LST dans les régions du Nord, 06 LST dans les régions du Sud ainsi que 06 LST et 15-18 LST dans le Centre. Ce maximum de précipitations la nuit est assez particulier mais s’expliquerait par le caractère océanique du pays. Une autre particularité est que l’intensité des précipitations orageuses de la période de pré-mousson est supérieure à celle des précipitations de la mousson; 2) La performance des estimations du radar météo de Dhaka a été évaluée à l’aide des données de pluviomètres et le radar sous-estime de 25 % les valeurs des pluviomètres à cause des paramètres utilisés dans la relation Z-R et de la couverture limitée  (100 km); 3) La performance des produits pluviométriques de TRMM (1998-2002) a également été évaluée à l’aide des données de 31 stations. Le produit 3B42 détecte tous les jours de pluie et peut déterminer 98 % des précipitations. 4) L’analyse du produit TRMM 2A25 (2000-2003) a montré que les précipitations pré-mousson sont fortes comparées à celles pendant et après la mousson. La structure verticale varie dans le temps. Durant la période pré-mousson, les échos en altitude sont plus forts qu’à la base et c’est l’inverse après la mousson. Cette différence dans la  structure des précipitations serait la cause de la surestimation des précipitations par TRMM 3B42RT durant la période pré-mousson et la sous-estimation durant la mousson. Le produit 3B42RT a aussi confirmé les précipitations maximales à 06 LT. 5) Des paramètres spécifiques pour le radar de Dhaka de l’algorithme de précipitation radar ont été déterminés à l’aide de la  technique du filtre de Kalman et des données de 3 stations voisines. La corrélation entre les données des pluviomètres et du radar est passée de 43 % à 58 % en utilisant les nouveaux paramètres, à 90 % en incluant un facteur d’ajustement d’erreur et à 96 % avec le filtre de Kalman. 6) Enfin, les produits radar 2A25 (intensité) et 2A23 (type de pluie) ont été utilisés pour étalonner des données micro-ondes passives (TM1) de plus faible résolution spatiale. Une  approche basée sur les réseaux de neurones, développée par Grecu et Anagnostou (2001), a été comparée à celle de Kummerow et al. (2001) utilisée pour le produit TM1-2A12. L’approche RN donne de meilleurs résultats parce qu’elle utilise plusieurs bandes et les différentes caractéristiques du système nuageux (stratiformes / convectifs). Qu’importe l’algorithme, les estimés sont meilleurs pour les précipitations stratiformes que convectives. En conclusion, l’utilisation de radar au sol calibrés et de données satellitaires micro-ondes actives et passives (TRMM, AMSR-E) pourrait faciliter le suivi en temps réel des précipitations au Bangladesh.


identifier: Aubert, Maxime  (2009). La datation par les séries de l'uranium en archéologie : nouvelles applications à la datation de l'art rupestre et des fossiles humains.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 186 p.

subject:
datation
archéologie
spectrométrie
minéraux
uranium
art rupestre
fossiles humains

abstract: L’introduction de la datation absolue en archéologie entraîna une véritable révolution pour la discipline, particulièrement avec le développement de la datation au radiocarbone à la fin des années 1940. Depuis, d’autres méthodes de datation absolues ont été appliquées en archéologie, comme la datation par les séries de l’uranium. Néanmoins, certains matériaux archéologiques, notamment l’art rupestre et les fossiles humains, demeurent très difficiles à dater. Les dessins, les peintures et les gravures sur support rocheux appelés art rupestre sont un des traits caractéristiques de l’Homme moderne (Homo sapiens sapiens). La difficulté d’obtenir l’âge de ces oeuvres limite considérablement leur intégration aux autres données archéologiques et environnementales. Dans cette recherche, la dernière génération d’équipement analytique  moderne a été utilisée afin de dater les oeuvres rupestres qui sont naturellement microstratifiées avec ou recouvertes d’enduits minéraux. Les dépôts de carbonate ainsi que les vernis minéraux ont été étudiés afin de déterminer la possibilité d’utiliser les séries de l’uranium comme méthode  de datation. Les résultats obtenus démontrent la possibilité d’utiliser cette technique pour dater les oeuvres rupestres préhistoriques. Elle permettra ainsi de placer ces oeuvres dans leurs contextes temporaux et environnementaux. Afin de connaître l’évolution de l’espèce humaine, il est impératif de pouvoir dater les fossiles humains. Toutefois, ceci ne se fait pas sans entraves. En effet, pour les spécimens âgés de plus de cinquante mille ans, on ne peut pas utiliser la méthode au radiocarbone. De plus, comme les échantillons sont très précieux, toute méthode de datation doit éviter ou minimiser au maximum leur destruction. La spectrométrie de masse à multicollecteurs couplée à un système à ablation laser a donc été utilisée afin de modéliser l’incorporation et la diffusion de l’uranium dans les os et les dents fossiles. Et cette technique révolutionnaire permet la datation des fossiles humains tout en minimisant la détérioration de l’échantillon.


identifier: Bonnet, Anne-Laure  (2009). Les zones d'altération comme vecteur d'exploration des ceintures volcano-plutoniques felsiques metamorphisées a haut-grade : concepts et exemple du système hydrothermal de la Romaine dans la province de Grenville.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 459 p.

subject: exploration volcano-plutoniques hydrothermal SMV gneissiques Natashquan Grenville

abstract:
Les zones d'altération hydrothermale métamorphisées à haut-grade forment des unités
diagnostiques qui représentent des vecteurs d'exploration efficaces pour la recherche de gîtes
hydrothermaux fossiles. Toutefois, leur identification lors de travaux d'exploration et de
cartographie régionale en terrains gneissiques vierges peut être sévèrement entravée par leur
ressemblance avec des roches métasédimentaires ou des paléosols métamorphisés. Afin de contrer
ces difficultés et d'évaluer ou de réévaluer le potentiel minier des terrains gneissiques, souvent
méconnus et sous-explorés, une stratégie d'exploration a été établie dans le cadre de ce doctorat.
Cette stratégie se base sur l'utilisation méthodique de clés d'observation de terrain axées
principalement sur les empreintes minéralogiques et texturales des gneiss. Ces clés d'observation
offrent des pistes de réflexion permettant, dans un premier temps, de diagnostiquer les protolites
des gneiss et de retracer les systèmes hydrothermaux métamorphisés. Lorsqu'un système
hydrothermal a été reconnu, l'application de ces clés d'observation permet, dans un deuxième
temps, de tracer en détailles différents types d'altération et de cibler les unités importantes pour
des études lithogéochimiques; lesquelles permettront de confirmer les hypothèses de terrain et
d'établir des modèles métallogéniques appropriés.
Cette stratégie d'exploration a été appliquée systématiquement lors de levés géologiques réalisés
dans les terrains gneissiques du secteur sud-est du domaine de Natashquan, dans la Province de
Grenville orientale. Elle a contribué à la découverte de plusieurs foyers d'hydrothermalisme et de
minéralisation cuprifère, associés à un contexte volcano-plutonique felsique métamorphisé aux
faciès des amphibolites à celui des granulites. Ce contexte volcano-plutonique comprend quatre
centres volcaniques de 1,50 Ga, affleurant parmi des intrusions synvolcaniques gneissiques,
typiques de l'arc magmatique continental pinwarien de 1,52-1,46 Ga. Ces centres volcaniques
sont sus-jacents à une séquence sédimentaire arénacée, typique du Groupe de Wakeham. Ils sont
composés principalement par des roches volcanoclastiques rhyolitiques à dacitiques présentant
une texture fragmentaire très bien préservée. Dans certains centres volcaniques, les unités
volcanoclastiques sont associées à des laves rhyolitiques rubanées et du porphyre. Localement,
ces centres volcaniques sont sous-jacents à une unité composite d'amphibolite renfermant des
laves mafiques et des filons-couches de métagabbros. L'interprétation des textures volcaniques
permet d'associer le dépôt des faciès volcanoclastiques à l'effondrement d'un dôme rhyolitique,
dans un environnement volcanique sous-marin peu profond et proximal. La signature calcoalcaline
dominante des roches éruptives et intrusives felsiques à mafiques et leur distribution sont
compatibles avec le développement de séquences volcano-sédimentaires d'intra-arc issus du
bassin du Groupe de Wakeham. Les foyers d'hydrothermalisme identifiés dans ces bassins
volcano-sédimentaires sont caractérisés par la présence de méta-exhalites et de zones d'altération
hydrothermale métamorphisées. Ces dernières comprennent des métatufs rhyolitiques à nodules et
veines de composition alumineuse, des gneiss alumineux migmatisés renfermant des fragments
volcaniques felsiques (lapillis, blocs), des métatufs à lapillis présentant des trains discontinus
à quartz-cordiérite ainsi qu'une unité hétérogène renfermant des roches carbonatées et calcosilicatées,
du gneiss ferrugineux, de la hornblendite, plagioclasite, grenatite, diopsidite, épidosite,
et de l'amphibolite minéralisée. Cette unité hétérogène recoupe la structure interne de l'unité
composite d'amphibolite. Les résultats de l'analyse pétrologique et géochimique indiquent que les
roches altérées représentent l'équivalent métamorphisé de zones d'altération séricitique, argilique,
siliceuse et d'une zone de décharge des fluides, caractérisée par des altérations calciques et la
précipitation de métaux (Cu) et d'oxydes de fer. Les changements chimiques enregistrés par les
différentes altérations semblent similaires à ceux observés dans les halos d'altération entourant
certains gisements de sulfures massifs volcanogènes riches en Cu.
Une enclave de coticule, interprétée comme une roche métasomatique d'origine hydrothermale,
affleurant au sein des granitoïdes gneissiques synvolcaniques de l,50 Ga, et la présence d'un
porphyre de 1,46 Ga recoupant des veines avec altérations alumineuses au sein de métatufs de
1,50 Ga, suggèrent que l'hydrothermalisme soit contemporain au magmatisme d'arc de 1,5 Ga. La
datation U-Pb par SHRIMP de zircons hydrothermaux prélevés dans une amphibolite et une
amphibolite carbonatée, échantillonnées dans la zone de décharge des fluides, ne permet pas
d'obtenir un âge précis de l'hydrothermalisme. En effet, ces zircons ont été sévèrement
réinitialisés pendant les événements thermaux postérieurs à l'hydrotherma1isme, engendrant des
âges sub-concordants compris entre 1325 et 1030 Ma. Toutefois, l'âge le plus ancien de 1325±50
Ma fournit un âge minimal pour l'hydrothermalisme. Les âges les plus jeunes sont contemporains
aux âges de 1029±16 Ma, obtenus sur les zircons métamorphiques et interprétés comme l'âge du
pic thermique du métamorphisme de haut grade. Le métamorphisme de haut grade aurait donc eu
lieu 300 Ma après l'hydrothermalisme, durant l'orogénie grenvillienne.

Abstract

High-grade metamorphosed hydrothermal alteration zones form diagnostic lithologies that
represent key elements in vectoring to ore. However, the recognition of such diagnostic
lithologies in gneiss terranes where mineralization has not been found or explored for is severely
hampered by their resemblance to metasediments and metamorphosed paleosols. In this Ph.D
Thesis, field strategies and tools have been proposed to evaluate or reevaluate the mineral
potential of largely uncharted gneiss terrains. These strategies and tools are based on
mineralogical and textural characteristics of gneisses and field indicators diagnostic of
hydrothermal activity. They are not exact tools but provide a method to evaluate gneissic
protoliths and to recognize high-grade metamorphosed hydrothermal alteration zones. Once a
hydrothermal system is identified, it is possible by using these geological criteria to target key
lithologies for more detailed mapping and lithogeochemical exploration that is useful to test
metallogenic models.
The use of these field strategies and tools led to the discovery of an upper amphibolite-granulite
facies metamorphosed cupriferous hydrothermal system in a felsic vo1cano-plutonic belt
occurring in the gneiss terrains of the southeastern Natashquan domain, in the Grenville Province.
The vo1cano-plutonic belt comprises four 1.50 Ga vo1canic centres that crops among gneissic
synvo1canic intrusions typical of the 1.52-1.46 Ga Pinwarian continental magmatic arc. The
vo1canic centres overlie arenaceous metasediments typical of the Wakeham Group. They
comprise rhyolitic to dacitic pyroc1astic deposits with well-preserved fragmental textures. In some
vo1canic centres, pyroc1asits units are associated with flow-banded felsic lavas and porphyries.
Locally, a composite amphibolite unit comprising mafic lavas and gabbroic sills overlies the
vo1canic centres. Vo1canic textures suggest that pyroc1astic deposits are related to the emergence
of rhyolitic domes in a proximal, shallow marine environrnent. The calc-alkaline signature of the
eruptive and intrusive felsic to mafic rocks and their distribution are compatible with the
development of intra-arc vo1cano-sedimentary belts stemming from the Wakeham Group basin.
The metamorphosed hydrothermal system occurring among these vo1cano-sedimentary belts
comprises meta-exhalites and several hydrothermal alteration zones. These latter comprise mainly
aluminous nodules and veins in rhyolitic tuff, migmatized aluminous gneiss with well preserved
felsic volcanic fragments (lapilli-and block sized), grey lapilli tuffs with discontinous trains of
quartz-cordierite material, and series of calc-silicate and carbonate rocks, ironstone, hornblendite,
plagioc1asite, garnetite, diopsidite, epidosite, and mineralized amphibolite crosscutting the
composite amphibolite unit. Results from petrological and geochemical analysis indicate that the
altered rocks are the metamorphosed equivalents of sericitic, argillic, and silicic alteration zones,
and of a discharge zone of fluids characterized by calcic alterations associated with iron-oxide and
copper mineralization. Chemical changes associated with these various hydrothermal alterations
share similarities with those observed in alteration halos associated with volcanic-hosted massive
sulphide deposits.
The presence of pods of coticule occurring within a 1.50 Ga synvolcanic granitoid, and the
intrusion of a 1.46 Ga Qtz-Kfs porphyry across hydrothermally altered tuffs suggest that
hydrothermal activity was coeval with 1.50 Ga arc magmatism. SHRIMP U-Pb analyses on
hydrothermal zircon of an amphibolite and a carbonated amphibolite occurring in the discharge
zone of fluids does not provide a direct age of the hydrothermal activity as they were strongly
reset during thermal events post-dating the hydrothermal activity, yielding dates in the 1325 Ma
to 1030 Ma range. However, the 1325±50 Ma older age provides a minimum age of hydrothermal
activity. The younger ages are coeval with the 1029±16 Ma age obtain from metamorphic zircons
and interpreted as the time of regional granulite-facies metamorphism. Then, granulite-facies
metamorphism occurs 300 Ma after the hydrothermal activity during the collisional Grenvillian
orogeny.


identifier: Boutin, Élaine  (2009). Valorisation des rejets organiques de Biscuits Leclerc ltée par production de compost de haute qualité.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 198 p.

subject:
rejets organiques
compost
écailles de cacao
compostage
boues physico-chimiques
boues biologiques

abstract: Les industries de transformation alimentaire génèrent des quantités imposantes de coproduits organiques, lesquelles demeurent, même aujourd’hui, peu valorisées. La présente recherche a permis de réaliser un inventaire détaillé des coproduits générés dans les usines de Biscuits Leclerc qui produisent des biscuits, du chocolat, des céréales et des barres collations. La caractérisation de ces coproduits a permis d’identifier des formulations adéquates de mélanges d’intrants (écailles de cacao, résidus de biscuits et céréales, boues physicochimiques et biologiques) pour des essais de compostage. Le but était de produire un compost de haute qualité, répondant aux exigences de compost de type AA et ayant de bonnes valeurs fertilisante et marchande. Un dispositif expérimental comprenant six tas de compost d’approximativement une tonne métrique (tm) et aérés par retournement manuel, a ensuite été opéré pendant une période de quatre mois. Des températures maximales se situant entre 60 et 68°C ont été mesurées dans les différents tas au cours de la période de compostage, alors que des températures moyennes supérieures à 50°C ont été maintenues pendant des périodes se situant entre 6 et 10 semaines. Des composts d’excellente qualité, répondant aux exigences de qualité AA (normes du BNQ) en termes de teneurs en contaminants métalliques et microbiens et de stabilité microbiologique ont été générés au terme de la période de compostage. Ces essais ont aussi démontré que les écailles de cacao, un coproduit important de la fabrication du chocolat, constituent un excellent agent de foisonnement. Des essais de compostage à grande échelle ont été ensuite menés sur des tas d’environ 8 et 14 tm retournés avec une pelle mécanique sur une période de 4 mois. Les différents paramètres suivis lors du compostage sont similaires à ceux des essais à petite échelle. Par contre, étant donné les brassages moins fréquents, un des deux mélanges n’était pas encore totalement dégradé à la fin de l’étude. L’absence de structure bétonnée et d’un système permettant de recueillir le lixiviat ont eu pour conséquences de rendre plus difficile les brassages et d’apporter des quantités significatives de terre aux mélanges. Des tests agronomiques ont été réalisés avec certains composts issus des premiers essais de compostage. Cette étude agronomique a permis de comparer les effets fertilisants des composts avec ceux d’un compost disponible sur le marché et de différentes doses d’engrais minéraux. Avec l'orge et le lin, un des composts s’est démarqué avec un coefficient d'efficacité supérieur à celui du compost acheté. Par contre, probablement à cause d'une minéralisation tardive, avec l’orge, les autres composts ont eu de très faibles efficacités fertilisantes et des rendements statistiquement équivalents à ne pas ajouter d’engrais minéral.


identifier: Clerc, Clément  (2009). Suivi de la nappe, de la recharge et de l'écoulement à l'aide méthodes in situ afin de comprendre la dynamique de tourbières ombrotrophes de la région de la Baie de James.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 240 p.

subject:
tourbières
ombrotrophes
hydrologie
Baie de James

abstract:
Afin d'améliorer le modèle hydrologique HYDROTEL à la problématique de l'abondance de
milieux humides rencontrés dans la région de la Baie de James, nous avons cherché à
améliorer la compréhension et la quantification de l'écoulement des tourbières à l'aide de
méthodes in situ. Dans ce contexte, un protocole a été développé sur deux micro-bassins
versants (97 ha et 160 ha) occupés par des tourbières majoritairement ombrotrophes et ne
possédant qu'un seul exutoire: la tourbière de la Nécopastic et celle de l'Aéroport.
Afin de mesurer efficacement le débit à l'exutoire de chacun des sites sélectionnés, des
canaux trapézoïdaux ont été utilisés. Le débit est ainsi estimé en fonction de la hauteur d'eau,
mesurée à l'aide d'un capteur de pression submersible installé dans un puits de
tranquillisation, en amont d'une constriction exercée par le canal. Ce type d'instrument est
très conservateur car il ne modifie ni la forme, ni la dynamique d'écoulement du cours d'eau.
En parallèle, des puits, équipés eux aussi avec des capteurs de pression submersibles, ont été
disposés sur chacune des tourbières afin de suivre les fluctuations de la nappe phréatique. La
tourbière de la Nécopastic a en outre été instrumentée plus intensivement, notamment avec le
déploiement de nids de piézomètres, permettant d'estimer la recharge et de tester une méthode
de mesure de conductivité hydraulique. Les mesures de niveaux d'eau dans les puits et dans le
canal permettent alors d'estimer de façon précise la quantité d'eau qui s'écoule et qui est
stockée en fonction des précipitations et selon les conditions initiales du système (sèches ou
humides). D'autres méthodes alternatives de suivi de la nappe ont par ailleurs été explorées.
Les données obtenues ont permis d'établir une relation fiable entre le niveau de la nappe
phréatique et le débit à l'exutoire. Nous proposons de résumer cette relation selon deux
équations logarithmiques, départagées par un point d'inflexion qui représente le niveau limite
que la nappe doit atteindre pour qu'un écoulement significatif se produise. Ces équations ont
été établies pour différents types de végétation et de profil de tourbe à l'intérieur d'une même
tourbière, permettant ainsi de discuter de l'hétérogénéité des réponses selon le type de tourbe.
Par la suite, l'intérêt d'intégration d'un modèle propre à l'écoulement dans les tourbières
(PRIM) à HYDROTEL a été évalué.
Les données complémentaires récoltées sur la tourbière de la Nécopastic ont permis
d'analyser plus en détails les phénomènes internes qui gouvernent la génération de
l'écoulement et les interactions existant entre des zones aux propriétés structurales et
écologiques différentes. Ces mesures ont également montré l'existence d'un phénomène
d'hystérèse entre les fluctuations de la nappe et la génération du débit à l'échelle de la
tourbière, de même que l'existence de fluctuations journalières de la nappe en été,
directement liées à l' évapotranspiration. Enfin, une méthode alternative de suivi de nappe, la
méthode de l'aimant a été testée sur ce site. Son potentiel d'utilisation a été démontré lorsqu'il
s'agit de comparer les fluctuations de la nappe phréatique à l'occupation écologique d'une
tourbière.
Ces travaux permettent d'établir un nouveau portrait, essentiellement hydrologique, de
tourbières ombrotrophes du moyen nord Québécois. Outre la compréhension générale des
paramètres gouvernant le bilan hydrologique d'une tourbière ombrotrophe, les mesures
obtenues directement sur le terrain nous ont amenés à établir des équations pouvant expliquer
efficacement la relation hauteur de nappe-débit.


identifier: Djedidi, Zied  (2009). Développement d'un modèle informatique prédictif de traitement par précipitation des effluents métalliques.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 344 p.

subject:
précipitation
prédiction
modèle informatique
boues
métaux

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.

Au début du 21ème siècle,la pollution par les métaux lourds des eaux souterraines et de surfaces,
continue de représenter un défi pour les autorités responsables de la protection de
l’environnement. Les rejets incontrôlés de métaux et de métalloïdes dans les écosystèmes comme
l’Ag, As, Be, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sb, Tl et Zn, constituent de graves menaces pour la santé
humaine et animale. Plusieurs méthodes de traitement des eaux contaminées par les métaux ont
été proposées au cours des dernières décennies. Cependant, la technique de précipitation des
métaux reste l’option la plus favorable, à l’échelle industrielle, pour des raisons technico-économiques.
Dans ce contexte, le présent projet de recherche a été entrepris pour développer un
outil informatique qui permet de prédire la spéciation chimique des métaux lors de la
précipitation chimique d’un effluent ayant une caractéristique donnée, tout en tenant compte des
normes de rejets à atteindre et des coûts totaux de traitement.
Dans un premier temps, les caractéristiques de déshydratation des boues (décantation, filtration
et centrifugation), générées à la suite du traitement par précipitation des solutions
monométalliques (0.02 mol/L), ont été évaluées. Les tests de précipitation effectués pour 15
différents métaux, ont donné des rendements d’élimination généralement comparables à ceux
prédits par le logiciel MINEQL+. La précipitation sous forme d’hydroxydes à pH 10.0 était la
technique la plus efficace pour l’élimination de huit ions (Al3+, Cd2+, Co2+, Fe2+, Fe3+, Mg2+,
Mn2+, Ni2+), alors que la précipitation sous forme de phosphates (à pH 6.0 avec l’addition de
0.0133 mol de PO4
3-/L) a donné des taux d’enlèvement les plus élevés pour Ba2+, Ca2+, Cr3+. La
précipitation sous formes de sulfures (à pH 7.0 en utilisant 0.02 mol S2-/L) a été la technique de
précipitation la plus efficace seulement pour le Cu2+ et Sn2+, alors que la précipitation sous
formes de carbonates (à pH 8.0 en utilisant 0.02 mol CO3
2-/L) a donné les meilleurs rendements
d’élimination pour Pb2+. Les résultats ont montré également que les précipités de phosphates, ont
généralement les meilleures caractéristiques de déshydratation (indice de volume des boues
(IVB), capacité de filtration (CF), résistance spécifique à la filtration (RSF) et siccité (ST)) par
rapport aux carbonates, aux sulfures et aux hydroxydes. La précipitation par formation de
carbonates est particulièrement intéressante pour les solutions contenants Mn2+ et Pb2+.
Dans un deuxième temps, cette étude a exploré les caractéristiques de déshydratation des boues
générées à l’issue du traitement par précipitation de solutions multimétalliques équimolaires et
de solutions synthétiques représentatives de drainages miniers acides (DMA). Les résultats ont
révélé que les propriétés de déshydratation des boues métalliques varient, en fonction de la
matrice utilisée (Cl- ou SO4
2-), de l’agent précipitant et des métaux présents dans l’effluent à
traiter. Des analyses aux rayons X (DRX) ont montré que les hydroxydes métalliques (pH 10.0)
et les phosphates métalliques (pH 7.0) sont de nature amorphe, donc difficile à déshydrater. Pour
ces deux méthodes de traitement, la substitution de la matrice chlorure par la matrice sulfate
améliore considérablement les propriétés de déshydratation (RSF = 6.60 × 1013 et 2.35 × 1013
m/kg, respectivement pour les matrices chlorures et sulfates). Dans les cas des traitements par les
sulfures et les carbonates (à pH 8.0), les précipités obtenus sont respectivement de nature semi-cristalline
et cristalline et aucune influence significative sur les caractéristiques de déshydratation
n’a été détectée.
La troisième partie du projet a porté sur l’effet de trois matrices réelles sur les caractéristiques de
séparation solide-liquide des boues générées par les différentes techniques de précipitation, soit
un lixiviat de sol contaminé, un lixiviat de cendres d’incinération et un lixiviat de boues de
station d’épuration. Les valeurs de RSF obtenues suite à la filtration sous pression des précipités
de traitement du lixiviat de sol suivent l’ordre croissant suivant: sulfures (4.3 × 1012 m/kg) <
phosphates (6.4 × 1012 m/kg) < hydroxydes [Ca(OH)2] (14.2 × 1012 m/kg) < hydroxydes [NaOH]
(19.7 × 1012 m/kg) < carbonates (26.5 × 1012 m/kg). Pour le traitement du lixiviat de cendres, les
résultats obtenus sont similaires et ce, quelque soit le mode de traitement utilisé; les valeurs de
RSF varient entre 5 et 7 × 1012 m/kg, alors que IVB est compris entre 39 et 50 mL/g. Les
meilleures caractéristiques de déshydratation des précipités issus du traitement du lixiviat de
boues d’épuration ont été obtenues par précipitation avec les phosphates (IVB = 180 mL/g et
SRF = 7.6 × 1012 m/kg). Dans tous les cas, la méthode de filtration sous pression [ST = 11 à 73%
(p/p)] s’est avérée plus efficace que la centrifugation [ST = 5 à 11% (p/p)] pour la déshydratation
des précipités métalliques.
Dans la dernière partie du projet un nouveau progiciel portant l’acronyme PITEM (Programme
Informatique de Traitement des Effluents Métalliques) a été développé pour la prédiction du
traitement des effluents métalliques par les techniques de précipitation. PITEM intègre, dans un
premier temps, un modèle de spéciation chimique se basant sur la méthode de constante
d’équilibre, afin de calculer les concentrations en métaux résiduelles et les types de précipités
métalliques formés. PITEM utilise les données thermodynamiques fournies par la base de
données du logiciel MINEQL+ couplé avec le code informatique nommé EST (Equilibrium
system tool). PITEM inclut également un modèle mathématique pour la prédiction des
caractéristiques de déshydratation et de production de boues développé à partir des résultats
expérimentaux de cette thèse, et un module économique pour l’évaluation du coût total de
traitement par précipitation. PITEM est écrit en langage Visual Basic sous la plate-forme de
Microsoft EXCEL et il est conçu sous forme d’outil informatique facile à utiliser à des fins
industrielles et/ou académiques.
Les résultats de simulation montrent que les valeurs de ST sont généralement en accord avec
celles obtenues expérimentalement. Le coût unitaire de traitement estimé par le programme pour
les quatre scénarios de traitement par précipitation, suit l’ordre ascendant suivant : carbonates
(Na2CO3) < sulfures (Na2S) < phosphates (Na3PO4) < hydroxydes (NaOH). Dans les cas étudiés,
la neutralisation par les carbonates est apparue la technique la plus économique et ce, en raison
des bonnes caractéristiques de déshydratation des boues générées.
Cette étude doctorale a permis, pour la première fois, de mettre au point un modèle informatisé
permettant à la fois de prédire l’équilibre des espèces chimiques en solution et des précipités
formés lors du traitement d’effluents métalliques, ainsi que de prédire le comportement de
déshydratation des boues métalliques. De plus, ce modèle permet d’estimer les coûts de
traitement de ces effluents et de gestion des boues métalliques, ce qui permet d’établir la
technique de précipitation à privilégier, selon la situation rencontrée (concentrations et types de
métaux en solution, normes en vigueur, coûts des produits chimiques et de disposition des boues
métalliques). Ce modèle simple d’utilisation facilite la prise de décision en ce qui à trait au choix
technologique en matière de traitement des effluents pollués par les métaux toxiques.


identifier: Dubé, Jérôme  (2009). Effet de la morphologie d'une succession seuil-mouille sur la croissance et l'évolution d'un couvert de glace dans un tronçon de la rivière Rimouski, Est-du-Québec.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 120 p.

subject:
seuil-mouille
couvert de glace
hydrométéorologie
rivière  Rimouski

abstract: Le phénomène de glace en milieu fluvial représente une dynamique complexe autant lors de la période de formation, d'évolution que de rupture du couvert de glace. Durant ces périodes, la diversité des interactions entre les caractéristiques morphologiques du chenal, la dynamique de l'écoulement et les conditions hydrométéorologiques affectent la glace. Cependant, peu d'études ont documenté ces interactions en lien avec la formation et l'évolution du couvert de glace sur une base journalière. Cette recherche vise d'abord à analyser quotidiennement les processus de formation et de croissance de la glace dans une succession seuil-mouille. Elle vise ensuite à documenter l'effet de la morphologie du chenal et des conditions hydrométéorologiques sur la croissance et l'évolution du couvert de glace.    Le site d'étude se situe sur la rivière Rimouski dans la région du Bas-St-Laurent au Québec. Le tronçon de rivière à l'étude mesure 600 m de long par 50 à 60 mètres de large. Il comprend deux seuils graveleux bien développés et une mouille profonde. Du 30/11/2005 au 9/03/2006 (100 jours), des photographies numériques ont été prises quotidiennement de façon perpendiculaire au chenal à partir de 8 stations fixes sur la Berge pour suivre la mise en place du couvert de glace. L'analyse spatio-temporelle des images permet d'estimer les taux quotidiens de croissance de glace. De plus, la documentation des caractéristiques morphologiques du couvert a été réalisée quotidiennement. L'épaisseur du couvert de glace a été mesurée à 27 positions dans la succession seuil-mouille. Des cartographies du chenal et du couvert de glace ont également été réalisées à partir de 23 sections transversales.    Les résultats montrent que la mise en place du couvert de glace se produit en même temps dans les seuils et la mouille, mais que la fermeture complète du couvert de glace survient un mois plus tôt dans la mouille. Cette différence s'explique par des mécanismes de croissance variables selon les unités morphologiques. Dans les seuils, la glace croît des berges vers le centre du chenal par accumulation de particules de frasil et croissance thermique. De plus, la glace se développe et croît autour des blocs protubérants dans le centre du chenal initialement par expansion de la glace de fond pour ensuite croître thermiquement. Dans la mouille, le couvert de glace croît latéralement à partir des berges vers le centre du chenal par gel thermique et accumulation de particules de frasil à la surface de l'écoulement. Les taux de croissance quotidiens cumulés révèlent dans chacun des environnements des profils similaires suivant une dynamique de croissance de la glace d'abord rapide au début de la formation du couvert et ensuite lente jusqu'à sa fermeture. Ces patrons de croissance sont présents à chaque site d'observation malgré un décalage temporel significatif. Ces données ont permis le développement d'un modèle simple de croissance du couvert de glace pour cette succession seuil-mouille. Les épaisseurs de glace médianes sont similaires dans les seuils et la mouille, mais elles sont plus variables dans les seuils. Les conditions hydrométéorologiques ont affecté la croissance du couvert et engendré l’apparition d'événements glaciels significatifs. Une coulée de neige liquéfiée est survenue au mois de janvier dans le ruisseau Levasseur, un tributaire mineur dans le tronçon étudié. Cet événement extrême a provoqué la désorganisation de la morphologie glacielle à la confluence en incisant le couvert de glace présent dans le ruisseau et en formant un imposant cône glaciel sur le couvert de la rivière Rimouski. Les données ont permis de réaliser un modèle simple de croissance de glace dans les seuils et la mouille à partir du pourcentage de couverture de glace dans le chenal et le pourcentage de jours de croissance.


identifier: Gauthier, Marie-Josée  (2009). Étude sur le terrain et par modélisation du bassin versant du ruisseau Thomas (vallée d'Annapolis, Nouvelle-Écosse): influence de l'hétérogénéité et autres facteurs sur les interactions entre l'eau de surface et l'eau souterraine et la recharge des aquifères.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 119 p.

subject:
bassin versant
ruisseau
Thomas
hétérogénéité
eau de surface
eau souterraine
aquifères
hydrologie

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

Ce mémoire porte sur l’étude des interactions entre l’eau de surface et l’eau
souterraine à l’échelle locale dans le bassin versant du ruisseau Thomas (8 km²), dans
la vallée d’Annapolis en Nouvelle-Écosse. Ce projet de maîtrise s’est déroulé dans le
cadre du projet de caractérisation des aquifères de la vallée d’Annapolis de la
Commission Géologique du Canada.
La vallée d’Annapolis est une région essentiellement agricole et est de ce fait sujette à
une contamination de l’eau de surface et souterraine par les nitrates et les bactéries.
Le bassin versant du ruisseau Thomas a été sélectionné en raison de sa représentativité
au niveau de la géologie et des activités de la vallée, et de la disponibilité des données
de jaugeage et de qualité de l’eau du ruisseau (récoltées par Agriculture Canada
depuis 2001). La présente étude avait donc pour objectif de mieux comprendre
l’hydrodynamique du bassin versant du ruisseau Thomas, et en particulier de
quantifier les interactions entre l’eau de surface et l’eau souterraine au moyen d’un
modèle couplé 3-D. Ce modèle, nommé CATHY, intègre deux modules (de surface et
souterrain) qui ont une discrétisation spatiale et temporelle bien distincte. Les
objectifs secondaires incluaient l’évaluation de l’effet d’un ajout graduel
d’hétérogénéités dans le modèle et la considération du couvert de neige.
Une revue des données existantes a été effectuée sur la région, ainsi que sur la
modélisation couplée et l’intégration de l’hétérogénéité dans le modèle. Par ailleurs,
trois campagnes de terrain se sont déroulées durant les étés 2004, 2005 et 2006.
Celles-ci incluaient une campagne piézométrique, des forages, l’installation de
piézomètres, des échantillonnages d’eau (pour l’analyse d’isotopes stables, de tritium
et de carbone 14) et de sol (principalement pour des granulométries), des essais au
perméamètre de Guelph, des essais de perméabilité (slug tests), de pompage, et de
type Lugeon (packer tests), des mesures d’infiltration et de débit du ruisseau, ainsi que
de la géophysique (diagraphies et géoradar). Ces travaux ont permis de confirmer la
direction d’écoulement de l’eau souterraine (allant du nord vers le sud) et d’estimer la
perméabilité des trois formations rocheuses présentes, soit de Wolfville
(3,8 x 10-5 m/s), de Blomidon (2,0 x 10-5 m/s) et des montagnes du Nord
(1,8 x 10-6 m/s). L’hétérogénéité des dépôts de surface a également pu être
représentée avec une perméabilité croissante du nord vers le sud, allant de 10-8 à
10-5 m/s. Finalement, l’alimentation du ruisseau par l’aquifère a pu être quantifiée : il
a été estimé que le débit croissait également du nord au sud, étant de
10-9 m3/s dans les montagnes du Nord et de 10-6 m3/s à l’exutoire du bassin. L’analyse
des données existantes et acquises a permis de développer le modèle conceptuel du
bassin à modéliser. La modélisation couplée a ensuite été effectuée selon
neuf scénarios. Les huit premiers scénarios intègrent graduellement la géologie
« réelle » du bassin alors que le 9e considère le couvert nival sur le modèle le plus
complexe (scénario 8).
La présente étude a ainsi permis de quantifier par modélisation les principaux
processus hydrologiques et hydrogéologiques de ce bassin. La modélisation a
également démontré l’importance de représenter adéquatement la géologie et autres
caractéristiques majeures du bassin étudié afin de se rapprocher des données de
terrain. Le scénario 9 est donc celui dont les valeurs simulées se rapprochent le plus
des valeurs observées tant pour les hydrogrammes du ruisseau et de puits de
surveillance, que pour les niveaux d’eau ponctuels dans des puits résidentiels et la
recharge annuelle. Les valeurs simulées obtenues pour ce dernier scénario sont :
349 mm/an pour la recharge, 0,18 m3/s pour le débit du ruisseau à l’exutoire,
0,21 m3/s pour l’écoulement de surface (overland flow) et 0,097 m3/s pour l’apport
souterrain (return flow). L’estimation de la recharge à partir des données de terrain
avait fourni une valeur de 315 mm/an et le débit moyen annuel du ruisseau pour
l’année 2005 était de 0,17 m3/s. De plus, l’écart entre les niveaux de la nappe simulés
et observés était en moyenne très faible (0,33 m). L’évolution des scénarios simulés,
où l’hétérogénéité représentée devenait de plus en plus complexe, a montré que
l’intégration des différentes conductivités hydrauliques pour chacune des formations
géologiques avait un impact significatif sur les réponses du système. Le pendage des
formations, la porosité et la considération de la neige ont pour leur part eu beaucoup
moins d’influence. Le modèle CATHY a également permis de visualiser quelques
processus dans le temps dont la recharge, la saturation à la surface et la profondeur de
la nappe. Ces distributions spatiotemporelles sont très intéressantes puisqu’elles
permettent de quantifier plusieurs processus difficiles à évaluer in situ. Ces travaux
ont de plus permis de valider l’applicabilité du modèle CATHY à des cas réels.
Ces travaux sur les interactions entre l’eau de surface et l’eau souterraine constituent
un volet important de l’étude hydrogéologique régionale de la vallée d’Annapolis, car
ils ont permis de mieux comprendre l’hydrodynamique de ce système, représentatif de
la vallée, et donc les mécanismes sous-jacents à la contamination par les nitrates. Ces
travaux contribuent ainsi à fournir des informations essentielles à l’élaboration de
plans de gestion et de protection des aquifères pour cette région rurale.


identifier: Laberge, Brigitte  (2009). Portrait des organismes de bassin versant du Québec et évaluation du plan directeur de l'eau.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 208 p.

subject:
organismes
bassin versant
Québec

abstract:
De plus en plus aux prises avec des problématiques complexes en matière de gestion de l'eau et
devant le constat des limites d'une approche sectorielle pour aborder ces problèmes, le
gouvernement du Québec a désiré réformer la gouvernance de cette ressource en adoptant la
Politique nationale de l'eau (PNE) en 2002. Cette politique s'inscrit dans une stratégie plus
globale de décentralisation des services de l'État vers les régions du Québec.
La Gestion intégrée de l'eau par bassin versant (GIEBV) est une approche écosystémique
utilisant les limites naturelles des bassins versants des rivières pour aborder les problématiques
liées à la ressource eau. De plus, elle implique localement les acteurs visés par la gestion de l'eau
autour d'une table de concertation appelée Organisme de bassin versant (OBV). Ces OBV ont la
responsabilité de réaliser un Plan directeur de l'eau (PDE) qui se veut à la fois un portrait et un
diagnostic du territoire par rapport à l'eau et un plan d'action pour solutionner les problèmes
identifiés par les principaux intéressés à la question. Ce plan d'action est ensuite mis en oeuvre en
fonction des responsabilités de chacun.
Cinq ans après l'adoption de la politique, un premier bilan de la GIEBV au Québec s'imposait
afin de comprendre la réalité des OBV dans le contexte de la mise en oeuvre de ce nouveau
mode de gestion de l'eau (2007, début des travaux de collecte des données et d'analyse des
résultats de ce mémoire). Quelles sont les caractéristiques physiques et sociales des bassins
versants où a été mise en oeuvre la GIEBV ? Quel est le mode de fonctionnement des OBV?
Quelles sont leurs ressources humaines et financières ? Ces questions et bien d'autres, qui
n'avaient jamais été documentées pour l'ensemble des OBV jusqu'à présent, font l'objet de la
présente étude dont le premier objectif est d'établir le portrait des OBV du Québec. Ce portrait,
établi à partir des rapports annuels des OBV, illustre la diversité qui caractérise les OBV. Cette
diversité est issue des caractéristiques physiques des bassins versants et de l'historique de la
formation des organismes. Ces différences ont des conséquences sur les extrants que produisent
les OBV, dont la réalisation du PDE.
Le PDE est l'outil central de la planification de la gestion de l'eau et le gouvernement du Québec
en a confié la responsabilité aux OBV. Il y a lieu de s'interroger sur l'utilité de cet outil. Étant
donné que le mode de gestion proposé par la PNE est relativement récent dans son implantation
au Québec, il est important de préciser que le PDE n'est pas évalué par rapport à ses résultats à
long terme tels que la récupération de certains usages ou encore l'amélioration de la qualité de
l'eau, mais bien par rapport à son utilité comme outil de gestion dans la mise en oeuvre de la
GIEBV. Ceci constitue le deuxième objectif de cette étude. Pour ce faire, un cadre d'évaluation a
été développé spécifiquement pour cette étude et un questionnaire a été distribué aux
coordonnateurs des 33 OBV prioritaires déterminés dans la PNE. Au moment de réaliser
l'étude, en décembre 2007, 15 OBV sur 23 n'avaient pas complété leur PDE. La plupart des
répondants jugeaient le PDE utile parce qu'il leur permet d'accéder rapidement aux données
nécessaires pour une saine gestion de l'eau et qu'il contribue à planifier le travail efficacement. Il
est également utile pour identifier, en concertation avec les acteurs de l'eau, les problèmes et les
enjeux liés au territoire. Par contre, malgré les ressources et les efforts consentis pour réaliser le
PDE, les répondants admettaient que la collaboration des acteurs de l'eau à la réalisation du
PDE est plutôt faible.
Le troisième objectif était d'évaluer la performance des OBV et d'identifier les caractéristiques
liées à celle-ci. Cette performance a été évaluée par rapport à cinq facteurs issus des sciences
organisationnelles, soit la stratégie, l'environnement externe, les partenariats, la gestion et les
ressources. La principale force des OBV se situait au niveau de la compétence et de la
productivité des ressources humaines bien que le nombre d'employés soit jugé insuffisant de
même que leur stabilité. La faiblesse principale touchait également les ressources des OBV, soit
les ressources financières qui sont jugées insuffisantes pour le travail à accomplir. Au niveau de
la stratégie des OBV, cette dernière est qualifiée de réaliste, mais ne s'aligne pas sur celle prônée
par le gouvernement en matière de gestion de l'eau. Les OBV avaient une bonne capacité à
développer des partenariats avec les acteurs de l'eau, particulièrement en ce qui a trait aux
relations de confiance entre les acteurs de l'eau et au consensus parmi eux. Toutefois, les
partenaires contribuaient peu au soutien financier des OBV et les coordonnateurs ont indiqué
que les besoins de leurs membres étaient encore peu connus. En ce qui concerne
l'environnement externe, les OBV étaient davantage capables de comprendre le contexte
environnemental et social et de s'y adapter, mais ils éprouvaient plus de difficultés à évaluer le
contexte économique et politique et à s'y adapter. En matière de gestion de l'OBV, tous les
coordonnateurs réalisaient une planification budgétaire et un plan d'activités. Par contre, peu
d'entre eux évaluaient la performance de leur organisme, faisaient une évaluation des risques
pour leur OBV ou partageaient entre eux leurs expériences et leur expertise.
De plus, au niveau de la performance des OBV, aucune différence significative n'a été observée
entre les OBV qui avaient complété leur PDE et ceux dont le PDE était toujours en cours de
réalisation. Par ailleurs, les caractéristiques des OBV et de leur territoire ont été associées aux
OBV présentant les meilleurs pointages, ce qui permettait d'identifier les facteurs liés à la
performance des organismes. Au niveau du territoire, ces facteurs concernent la superficie du
bassin versant, la densité de population, le nombre d'unités administratives sur le bassin versant
et l'occupation du territoire. Pour ce qui est des caractéristiques de l'OBV, ces facteurs sont la
mission de l'OBV, l'ancienneté de l'organisme, le nombre de membres de l'OBV, le comité
technique, le nombre d'administrateurs, les représentants du secteur communautaire, le nombre
d'employés et le nombre de personnes ayant occupé le poste de coordonnateur. Enfin,
concernant les réalisations des OBV, ces facteurs sont la réalisation de projets d'éducation et de
sensibilisation, le nombre de projets réalisés et le budget attribué à la réalisation du PDE et à la
réalisation de projets.
Ce mémoire sur la mise en oeuvre de la GIEBV et plus spécifiquement sur l'utilité du PDE
comme outil de gestion constitue une première étude exhaustive des OBV prioritaires par
rapport à leurs caractéristiques et à leur performance. Il présente également un modèle de la
GIEBV conçu à partir des documents de référence entourant la PNE et une méthode
d'évaluation spécifique à la situation du Québec.


identifier: Lanos, Romain  (2009). Circulation régionale, masses d'eau, cycles d'évolution et transports entre la mer de Beaufort et le golfe d'Amundsen.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 274 p.

subject:
masses d'eau
cycles d'évolution
transports
mer
Beaufort
golfe d'Amundsen
ArcticNet
arctique
hydrographie

abstract:
La région d'étude du programme Canadian Arctic Shelf Exchange Study (CASES)
est formée par le sud de la mer de Beaufort, les plateau et delta du fleuve Mackenzie et le
golfe d'Amundsen. Entre 2002 et 2004, plusieurs campagnes océanographiques ont
permis d'y acquérir un très grand nombre de données dans le but de mieux comprendre
son fonctionnement et d'en envisager l'évolution future sous la pression des changements
climatique globaux. Cet échantillonnage s'est poursuivit au cours des années 2005,2006,
2007 et 2008 lors des campagnes réalisées sous l'égide du réseau ArcticNet.
Dans la présente étude, un grand nombre de données issues de ces compagnes est
utilisé pour générer une description régionale des propriétés de l'océan en termes de
masses d'eau et de circulation, documenter le cycle annuel d'évolution des principaux
paramètres océanographiques et évaluer les échanges entre la mer de Beaufort et le golfe
d'Amundsen.
La cartographie des champs de propriétés laisse apparaitre une forte hétérogénéité
spatiale aux échelles locale et régionale. Cette observation est liée à la circulation, aux
singularités bathymétriques ainsi qu'aux effets du seuil séparant la mer de Beaufort et le
golfe d'Amundsen. Le schéma de circulation, mis en évidence pour la première fois dans
le golfe d'Amundsen, fait apparaitre deux couches aux mouvements opposés,
anticyclonique en surface, cyclonique au fond. Dans le sud de la mer de Beaufort les
résultats présentés confirment les connaissances existantes et la présence d'un jet
géostrophique en bordure du plateau continental. L'analyse spectrale des courants permet
d'évaluer le rôle primordial joué par les mécanismes de résonance entre les fréquences
inertielles et les harmoniques de marée semi-diurne, elle offre également une vision
contrastée de l'effet du couvert de glace sur le contenu énergétique de ces courants.
L'identification précise des masses d'eau présentent dans la région met en
évidence la profondeur anormalement faible de la couche halocline qui permet le transfert
d'une partie de la chaleur contenue dans les eaux issues du Pacifique vers les couches de
surface. Le suivit du cycle annuel d'évolution de la colonne d'eau permet de documenter
l'évolution de la Polar Mixed Layer au cours de l'année. Les résultats laissent ainsi
apparaitre son épaississement pendant l'hiver, l'élévation très rapide de sa température au
début de l'été et son conditionnement à l'automne en vue de l'hiver suivant.
Enfm, le calcul du flux volumique entre la mer de Beaufort et le golfe
d'Amundsen montre que le golfe exporte plus d'eau vers l'Arctique qu'il n'en reçoit.
L'estimation de ce transport (-0.19 ± 0.22 Sv) correspond à 10% du volume total
transporté au travers de l'Archipel Arctique Canadien. Cette valeur montre le rôle non
négligeable joué par la région dans la circulation et les échanges au sein de l'archipel.
Ensemble, ces éléments portent un éclairage nouveau sur la région d'étude du
programme CASES et permettent d'expliquer une part de l'hétérogénéité spatiale
observée. A leur lecture, le golfe d'Amundsen n'apparait plus comme une simple
dépendance de la mer de Beaufort, mais bien comme une région à part entière aux
multiples particularités. Ils offrent également une base physique au nombreuses autres
recherches océanographiques en cours et à venir.