Academic literature on the topic 'Mackenzie (Canada ; cours d'eau)'

RésuméL'activité industrielle, l'agriculture intensive, la déviation de cours d'eau et le développement hydroélectrique ont, parmi d'autres activités, le potentiel d'avoir des conséquences directes et indirectes sur la durabilité physique et culturelle des communautés autochtones modernes. Toutefois, les droits relatifs à l'eau des peuples autochtones au Canada demeurent incertains. Cet article discute comment les collectivités dans la région du traité numéro 8 au Nord de l'Alberta possèdent des droits relatifs à l'eau, issus du traité et de laCommon Law, et, en quelques situations, ont possiblement reçu titre aux lits de cours d'eau navigables dans les réserves, implicitement. l'discute ensuite quelques conséquences indirectes de l'aménagement hydroélectrique sur l'économie traditionnelle et la manière par laquelle les collectivités peuvent empêcher ou participer dans de tels développements.

Résumé A partir d'interrogations sur la motivation et le succès d'entrepreneurs, l'article examine la carrière de deux hommes d'affaires canadiens, William Mackenzie et Herbert Holt. Les deux hommes, après avoir partagé certaines entreprises au début de leur carrière, ont développé au cours des années des attitudes et des stratégies complètement différentes. L'expansioniste Mackenzie et le conservateur Holt avaient des attitudes divergentes quant à leurs relations avec les gouvernements et leurs modes de financement. Ces différences aident à projeter un certain éclairage sur les relations entre les régions frontières et les centres métropolitains.

Les paramètres chimiques jouent un rôle important dans l'équilibre des écosystèmes aquatiques. De nombreuses études ont déjà démontré que les caractéristiques chimiques d'un cours d'eau peuvent changer avec les saisons. Cette étude a pour but de revoir les relations débit- concentration sur un petit cours d'eau, dans le contexte des variations entre deux périodes climatiques. Pour ce faire, une analyse de régression entre le débit et six paramètres de qualité de d'eau (sodium, magnésium, conductivité, pH, azote total et le carbone organique dissous) provenant d'un petit bassin versant forestier (ruisseau Catamaran, N.-B., Canada) a été réalisée afin de déterminer la différence entre la saison sans glace et la saison avec glace. Des échantillons mensuels d'eau ont été récoltés sur le ruisseau Catamaran depuis 1990. Les analyses chimiques faites sur ses échantillons ont permis de déterminer les concentrations des paramètre étudiés. La plupart des variables de qualité ont démontré une relation significative avec le débit, sauf l'azote total. Les coefficients de détermination variaient entre 0.752 et 0.898, exception faite du carbone organique dissous dont le r2 était de 0.294. La conductivité était le paramètre dont le débit expliquait le plus la variance. Une étude des rapports des sommes des carrés des résidus a permis de déterminer que seul le pH requiert un modèle différent pour la période sans glace et la saison avec glace. Les variations saisonnières de la relation débit-pH revêt une importance significative pour les ruisseaux comme celui de Catamaran, qui incluent de nombreux habitats pour le saumon de l'Atlantique. Les résultats des analyses de régressions indiquent que lorsque la géochimie est plus complexe, comme c'est le cas pour le pH, il faut diviser les séries temporelles en sous-composantes saisonnières avant de tenter d'établir une relation débit-concentration.

Le Québec a consacré des efforts techniques et financiers substantiels à l'assainissement des eaux usées municipales et à l'entreposage des déjections animales afin de satisfaire les demandes des citoyens en matière de restauration des usages des cours d'eau. L'assainissement de l'eau a, dans l'ensemble, par ses choix technologiques et administratifs, engendré des investissements publics dépassant 7,2 milliards de dollars et plus de 400 millions de dollars annuellement au chapitre de l'exploitation. Ces choix ont-ils permis d'atteindre un niveau de qualité de l'eau correspondant à un optimum social? À l'aide d'une étude de cas portant sur le bassin versant de la rivière Chaudière (Québec, Canada), cet article met en évidence les facteurs qui ont nuit à l'efficacité des politiques de contrôle de la pollution de l'eau au Québec. Sur ce bassin, 125 M$ ont été consacrés entre 1981 et 1992 à l'érection d'usines d'épuration utilisant différents types de traitement, 8,6 M$ ont été alloués pour la construction de structures d'entreposage de fumiers et le service de la dette pour l'assainissement des eaux usées municipales atteindrait près de 527 M$ selon une hypothèse de financement de 25 ans. La performance des usines d'épuration a permis de réduire significativement les apports au cours d'eau, notamment en DBO5 et en phosphore. Enfin, cette performance et le coût total de l'assainissement municipal sur le bassin de la Rivière Chaudière permettent d'évaluer, sur la base d'une relation coût-efficacité, qu'il y aurait un niveau optimal de qualité de l'eau pouvant résulté de l'établissement d'infrastructures d'assainissement des eaux usées municipales. Ainsi, dans l'optique d'une prise en charge sociale du problème collectif de la pollution de l'eau sur la base du bassin versant, il serait approprié que les gestionnaires et les usagers-contribuables de la ressource-eau, prennent en compte, non pas uniquement les objectifs de rejets, mais également les coûts et les performances de l'ensemble des usines d'épuration sur le bassin afin de retirer le maximum de charges polluantes là où les équipements sont les plus performants.

Cette étude a été réalisée dans le cadre d'un projet multidisciplinaire sur la gestion et la protection de l'habitat des salmonidés et sur l'évaluation des perturbations que subissent les habitats de ces poissons dans les eaux courantes suite aux coupes forestières et à la construction de routes. Afin d'identifier les voies d'écoulement responsables de la qualité des eaux de surface d'un petit bassin versant forestier, une étude approfondie a été entreprise sur l'évolution de la qualité de l'eau de pluie lors de son passage à travers la phytocénose et la couverture pédologique jusqu'au ruisseau. La signature chimique des compartiments du bassin versant servira d'intrant quant à l'application et l'analyse du modèle EMMA (end-members mixing analysis). La signature chimique de l'eau du ruisseau s'explique par un graphe x-y (graphe de mélange) sur lequel la composition chimique des compartiments et celle du ruisseau sont reportées. Si trois compartiments circonscrivent la signature chimique du cours d'eau, alors on peut émettre l'hypothèse que ces compartiments se mélangent de façon conservatrice pour donner la qualité des eaux de surface du bassin versant. Plusieurs traceurs (conductivité électrique, SO42-, Cl-, NO3-, K+, Alt et Fet) naturels n'ont pas servi à l'identification des compartiments parce que le modèle ne tient pas compte de certaines conditions, tels l'activité biologique, l'état hydrique des profils, etc. Seuls le pH, Na+, Ca2+, Mg2+ et SiO2 se sont avérés des traceurs utiles. La nappe phréatique a été incluse par défaut dans le modèle puisqu'il était connu qu'elle assurait la base de l'écoulement du cours d'eau en tout temps de l'année. Les sols de la plaine d'inondation semblent également prendre part à la qualité de l'eau du ruisseau, particulièrement les horizons B podzoliques, lesquels sont saturés d'eau pendant toute la période sans gel. C'est donc dire que l'écoulement de l'eau souterraine et l'écoulement hypodermique au niveau des horizons B de la plaine d'inondation sont les voies d'écoulement qui expliquent le mieux la qualité des eaux de surface du bassin versant. Toutefois, la séparation de l'hydrogramme par l'équation du bilan massique a montré qu'un modèle à trois réservoirs (nappe phréatique, horizons B des versants sud et nord) ne peut pas donner des résultats satisfaisants quant à la simulation de la charge chimique des eaux de surface. Le modèle élimine systématiquement trop de compartiments pouvant s'avérer explicatifs de la qualité de l'eau du ruisseau. Un modèle mécaniste développé à partir des variations du niveau de la nappe phréatique, de la conductivité hydraulique et de la composition chimique des solutions de sol permettrait de reproduire plus rigoureusement l'hydrogramme du ruisseau. Le modèle EMMA demeure tout de même un bon outil pour réfuter ou confirmer une hypothèse de recherche car il met clairement en relation la composition chimique des compartiments à celle du ruisseau et enlève parfois tout doute quant à l'action d'un processus susceptible d'alimenter le cours d'eau.

Le but de cette étude est de déterminer si le périphyton et le gastéropode pulmoné Helisoma trivolvis peuvent être utilisés pour évaluer la capacité de rétention des métaux dissous d'un marais construit. Cette étude a été menée dans un marais de la région d'Ottawa-Carleton (Ontario, Canada), qui a été construit en 1995 afin d'améliorer la qualité des eaux de ruissellement provenant d'un bassin versant à usage résidentiel et agricole. Au cours du mois de septembre 1999, des échantillons d'eau ont été prélevés, des escargots (H. trivolvis) ont été recoltés et un substrat artificiel a été utilisé pour faire croître du périphyton, à l'entrée et à la sortie d'eau du marais. En moyenne, les calculs de balance de masse indiquaient une rétention des formes dissoutes du Cu, Mn, Ni et Zn dans le marais. Cependant, les tendances observées pour les concentrations de métaux dissous et pour les concentrations dans les organismes différaient pour certains métaux. Les concentrations de Cd et Ni dans les tissus de H. trivolvis et le périphyton étaient significativement plus élevées à l'entrée qu'à la sortie. Cependant, les concentrations de Cr et Al dans les organismes n'étaient pas significativement différentes entre l'entrée et la sortie alors que celle de Mn était significativement plus élevée à la sortie du marais. Pour tous les métaux sauf le Cd et le Zn, les concentrations dans le périphyton étaient en moyenne plus elevées que celles dans les escargots. Le périphyton peut donc fournir une mesure plus conservatrice de la contamination du milieu pas les métaux. Cette étude montre l'importance de considérer, non-seulement les mesures chimiques, mais aussi les mesures biologiques, dans l'évaluation de l'efficacité d'un ouvrage de contrôle de pollution.

Malgré la présence de nombreux barrages au Québec, peu d'études ont été consacrées à l'analyse des impacts de ces ouvrages sur les régimes hydrologiques des cours d'eau. La présente note a pour but d'analyser les impacts d'un barrage sur le régime hydrologique de la rivière Matawin en comparant le régime hydrologique de la rivière en amont (1390 km2) et en aval (4070 km2) du barrage pendant une période de 60 ans (1930-1990) et sur trois échelles temporelles distinctes. A l'échelle interannuelle, l'influence du barrage se manifeste par une persistance plus marquée des effets des épisodes humides ou secs ainsi qu'une hausse ou une baisse des débits moyens annuels respectivement durant ces périodes. Mais cette succession et cette persistance n'ont pas affecté significativement la stationnarité de la série hydrologique. Aux échelles mensuelles et saisonnière, l'influence du barrage se manifeste par une inversion du régime hydrologique caractérisée par une hausse des débits hivernaux et une baisse des débits printaniers. Cette influence se traduit aussi par une baisse significative du débit maximum mensuel mais une hausse du débit minimum mensuel. Il en résulte une diminution du coefficient d'immodération. A l'échelle journalière, le barrage modifie la période d'occurrence des débits extrêmes minimums et maximums. Il provoque la diminution significative des débits extrêmes minimums et maximums. Mais l'écrêtement des crues est modéré pour les débits de récurrence=10 ans. L'impact le plus significatif du barrage de Matawin est sans nul doute l'inversion du régime hydrologique dont les conséquences morphologiques et biologiques ne sont pas encore documentées dans la littérature scientifique canadienne. Cette inversion résulte du faible écoulement hivernal et d'une forte production de l'énergie électrique pendant la saison froide.

L'analyse de sensibilité constitue une étape importante dans le développement et la mise en place d'un modèle de simulation. Cette analyse de sensibilité du modèle CEQÉROSS effectuée sur un petit bassin versant agricole du Québec (Canada) montre que la dimension du maillage utilisé pour découper le bassin versant de Lennoxville en éléments de calcul exerce une influence directe, mais modérée, sur la charge sédimentaire transportée à l'exutoire. Les paramètres de calage associés à l'érosivité des précipitations et les variables d'entrée décrivant la topographie influencent considérablement les résultats de la simulation pour la période considérée et, de ce fait, nécessitent une plus grande attention lors des étapes de préparation des données et de calage du modèle. La forme linéaire de l'équation de production de sédiments en rivière exerce un rôle majeur sur les charges totales annuelles simulées. L'importance relative des paramètres associés à la granulométrie des sédiments transportés en rivière indique que la capacité du cours d'eau à transporter les particules grossières limite la charge totale annuelle évacuée à l'exutoire du bassin versant de Lennoxville pendant la période d'étude. Ces résultats doivent cependant être confrontés à d'autres analyses de sensibilité afin de décider des modifications éventuelles à apporter aux équations du modèle.

Plusieurs méthodes existent pour calculer le débit réservé d'un cours d'eau. Dans la présente étude deux approches sont analysées, soit les approches par méthodes hydrologiques et hydrobiologiques. Cinq méthodes hydrologiques d'évaluation du débit réservé ont été appliquées au ruisseau Catamaran au Nouveau-Brunswick (Canada), ainsi qu'une méthode hydrobiologique. Parmi les méthodes hydrologiques, on retrouve la méthode de Tennant, celle de 25% du débit moyen annuel (DMA), la méthode du débit médian (Q50) mensuel, 90% du débit classé (Q90) et la méthode basée sur l'analyse statistique de fréquence des débits faibles (7Q10). La méthode hydrobiologique utilisée dans la présente étude fut l'application du modèle PHABSIM pour le saumon Atlantique juvénile. Ce modèle est calibré en utilisant les données de vitesse d'écoulement (V), profondeur d'eau (D) et grosseur du substrat (S) pour trois différents débits. L'application des méthodes hydrologiques a démontré que certaines méthodes telle que la méthode Tennant, 25% DMA et la méthode du débit médian, donnent des résultats similaires surtout en période d'étiage. D'autre part, deux méthodes en particulier, soit la méthode de 90% du débit classé et celle basée sur une analyse statistique des débits faibles prédisent un débit réservé très faible en période d'étiage. Une modélisation de l'habitat physique du ruisseau Catamaran démontre que l'habitat disponible maximal se trouve généralement aux environs du débit moyen. De plus, il a été observé qu'en appliquant les modèles hydrologiques, l'habitat disponible était réduit par rapport à l'habitat maximum prédit par PHABSIM. En effet, l'habitat résultant de l'application de Tennant (30% DMA) et du 25% DMA représente environ 70% de l'habitat disponible maximum. Le débit calculé par la méthode du débit médian correspond à un habitat qui n'est que de 50% de l'habitat disponible maximum, tandis que les méthodes basées sur 90% du débit classé et l'analyse statistique des débits faibles ne représentent plus que des habitats de l'ordre de 20% à 40% de l'habitat disponible maximum. L'application de ces deux dernières méthodes laisse beaucoup de doute sur le niveau de protection des habitats aquatiques qu'elles procurent et il a été jugé utile de ne pas les recommander pour l'évaluation du débit réservé dans la région d'étude. Les autres méthodes (Tennant, 25% DMA et Q50) peuvent être utilisées. Cependant, l'application de la méthode du débit médian, qui peut donner des résultats proches de 50% de l'habitat disponible maximum, doit être appliquée avec précaution.

La température de l'eau en rivière est un paramètre ayant une importance majeure pour la vie aquatique. Les séries temporelles décrivant ce paramètre thermique existent, mais elles sont moins nombreuses et souvent courtes, ou comptent parfois des valeurs manquantes. Cette étude présente la modélisation de la température de l'eau en utilisant des réseaux de neurones et la régression linéaire multiple pour relier la température de l'eau à celle de l'air et le débit du ruisseau Catamaran, situé au Nouveau-Brunswick, Canada. Une recherche multidisciplinaire à long terme se déroule présentement sur ce site. Les données utilisées sont de 1991 à 2000 et comprennent la température de l'air de la journée en cours, de la veille et de l'avant-veille, le débit ainsi que le temps transformé en série trigonométrique. Les données de 1991 à 1995 ont été utilisées pour l'entraînement ou la calibration du modèle tandis que les données de 1996 à 2000 ont été utilisées pour la validation du modèle. Les coefficients de détermination obtenus pour l'entraînement sont de 94,2 % pour les réseaux de neurones et de 92,6 % pour la régression linéaire multiple, ce qui donne un écart-type des erreurs de 1,01 C pour les réseaux de neurones et de 1,05 C pour la régression linéaire multiple. Pour la validation, les coefficients de détermination sont de 92,2 % pour les réseaux de neurones et de 91,6 % pour la régression linéaire multiple, ce qui se traduit en un écart-type des erreurs de 1,10 C pour les réseaux de neurones et de 1,25 C pour la régression linéaire multiple. Durant la période d'étude (1991-2000), le biais a été calculé à +0,11 C pour le modèle de réseaux de neurones et à -0,26 °C pour le modèle de régression. Ces résultats permettent de conclure qu'il est possible de prévoir la température de l'eau de petits cours d'eau en utilisant la température de l'air et le débit, aussi bien avec les réseaux de neurones qu'avec la régression linéaire multiple. Les réseaux de neurones semblent donner un ajustement aux données légèrement meilleur que celui offert par la régression linéaire multiple, toutefois ces deux approches de modélisation démontrent une bonne performance pour la prédiction de la température de l'eau en rivière.

Cinq des plus grands fleuves mondiaux sont en Arctique et transportent des quantités importantes de carbone dissous organique (COD) et inorganique (CID) dans l’Océan Arctique (OA). La réponse de l’océan côtier à ces apports est encore incertaine, ce qui est un frein à l’estimation des flux air/mer de CO2 dans cette région. Dans un contexte de réchauffement climatique et de changement rapide de l’environnement arctique, il est donc important de mieux comprendre l’effet de ces apports de carbone terrigène sur les flux de CO2 dans les panaches fluviaux. Le modèle couplé océan/glace/biogéochimie ECCO-Darwin est utilisé afin d’étudier la réponse du sud-est de la mer de Beaufort aux apports de carbone dissout du fleuve Mackenzie des échelles synoptiques à interannuelles. Ce modèle régional intègre le tout premier forçage interannuel journalier de COD terrigène provenant du Mackenzie estimé grâce à la fusion de données in situ et de données satellites acquis aux trois embouchures principales du delta. Nous observons que la variabilité interannuelle du débit du Mackenzie module localement les flux air/mer de CO2 dans le panache fluvial côtier. Le CID terrigène contribue deux fois plus que le COD terrigène au dégazage du panache. Avec le dégel du pergélisol, les incertitudes sur la dégradation du COD terrigène dans les panaches fluviaux sont nombreuses. La variabilité des flux air/mer de CO2 liée à la dégradation bactérienne est estimée à ±0.39 TgC yr−1 en 2009. D’autres processus biophysiques contribuent également à cette variabilité comme la floculation du COD terrigène (+0.14 TgC yr−1 absorbé par l’océan) et la stratification verticale induite par le panache (+0.35 TgC yr−1 rejeté par l’océan). Ce travail de thèse met en lumière l’importance d’inclure une représentation réaliste du continuum terre/mer dans les modèles régionaux arctiques afin d’améliorer les estimés de flux de carbone dans cet océan changeant et fortement altéré par les modifications de ses bassins versants
About 10 % of atmospheric carbon dioxide is sequestered in the ocean above 60°N, half of which is in coastal seas where 10 % of the global riverine freshwater volume flows in. Five of the world’s largest rivers convey in the Arctic Ocean (AO) huge quantities of dissolved carbon in the organic (DOC) and inorganic (DIC) form. The response of the coastal ocean to this supply is still highly uncertain, which makes the assessment of air-sea CO2fluxes challenging in this remote region. It is thus timely to gain a better understanding of the impact of terrestrial carbon released by watersheds on air-sea CO2 fluxes in Arctic rivers plumes, especially in a context of global warming. In the present PhD thesis, the ECCO-Darwin ocean-sea ice-biogeochemical model is used to investigate the synoptic to interannual response of the South eastern Beaufort Sea (Western AO) to the Mackenzie River’s carbon exports. The model includes the very first daily terrestrial DOC (tDOC) runoff forcing estimated through merging riverine in situ measurements and coastal remotely sensed data at three major delta outlets, over the last two decades (2000-2019). We find that interannual variability in river discharge modulates localized air-sea CO2flux in the coastal plume with riverine DIC contributing twice as much as riverine DOC to CO2 outgassing. As current knowledge on tDOC remineralization in Arctic plume regions is still uncertain, the range of air-sea CO2 flux variability due to microbial remineralization is estimated to ±0.39 TgC yr−1 in 2009. Other biophysical processes also contribute to the high CO2 flux variability, such as tDOC flocculation (+0.14 TgC yr−1 in gassing) and enhanced plume stratification (+0.35 TgC yr−1 outgassing). To conclude, the work presented here intends to pave the way toward a better representation of the land-to-ocean continuum (LOAC) in regional Arctic models with the aim to improve the simulated carbon cycle in rapidly changing Arctic watersheds and coastal seas

La prévisibilité des changements dans la qualité et la quantité des ressources hydriques renouvelables repose sur une étude quantitative des mécanismes qui contrôlent ces paramètres. En lien avec cette problématique, la présente étude privilégie une approche fondée sur le monitoring géochimique des exports fluviaux dissous (2H-18O, cations majeurs, carbone organique dissous (COD), Nd, Sr, 87Sr/86Sr, U, (234U/238U)). L’étude a pour objectif (i) de tracer le cycle de l’eau et (ii) de documenter les taux d’altération chimique des roches au sein bassins hydrographiques des baies d’Hudson, de James et d’Ungava (HJUB) ainsi que du fleuve Saint-Laurent. La région d’étude couvre plus de 2,8x106 km2 sur 15 degrés de latitude. Les rivières Koksoak, Great Whale, La Grande et des Outaouais et les fleuves Nelson et Saint-Laurent ont fait l’objet d’un suivi temporel alors que dix autres rivières de la région ont été échantillonnées ponctuellement (durant la fonte des neiges et l’étiage estival) afin de fournir des informations complémentaires. Les teneurs en 2H-18O des rivières étudiées présentent des variations saisonnières systématiques dont l’amplitude atteint 1 à 5‰ (18O). L’appauvrissement en isotopes lourds marquant la fonte des neiges constitue le trait caractéristique des profils isotopiques saisonniers. Lors de la période libre de glace, des enrichissements graduels en isotopes lourds sont observés en réponse à l’évaporation. La rivière La Grande est une exception à cette règle en raison de l’effet tampon causé par les réservoirs hydroélectriques qui la ponctuent. Lorsque rapportées dans un graphique 2H vs 18O, les rivières définissent des droites évaporatoires situées sous la droite des eaux météoriques et ayant une pente plus faible que cette dernière. À partir de bilans de masses isotopiques, il a été estimé que 10% de l’eau atteignant le bassin de la rivière des Outaouais est évaporée avant de rejoindre l’exutoire de cette dernière dans le fleuve Saint-Laurent. De façon similaire, on estime à 5-15% les taux d’évaporation dans les bassins hydrographiques du nord-est du Canada. Les rivières drainant les bassins hydrographiques contigus du nord-est du Canada définissent un gradient isotopique latitudinal (18O(‰ vs VSMOW) = -0. 36*Latitude+4. 4‰) parallèle à celui rapporté pour les précipitations au niveau de la même région. Cette observation tend à indiquer que le gradient isotopique hérité des précipitations est conservé dans les rivières, malgré les processus subséquents à la recharge des bassins. Au sein des bassins de l’HJUB, les taux d’altération des roches ont été étudiés à partir des exports fluviaux dissous. Les rivières du bouclier présentent des concentrations en cations majeurs variant entre 62 et 360 M, des teneurs en néodyme ([Nd]) allant de 0. 57 à 4. 72 nM et des teneurs en COD variant entre 241 et 1777 M. En comparaison, le fleuve Nelson présente des concentrations en cations majeurs plus élevées (1200-2276 M), des [Nd] plus faibles (0. 14-0. 45 nM) et des [COD] intermédiaires (753-928 M). Au sein des rivières Koksoak, Great Whale et Nelson, les concentrations en cations dissous (Na-KMg- Ca-Sr) présentent des variations saisonnières qui transcrivent l’effet des conditions hydro-climatiques. Comme pour les teneurs en 2H-18O, la dilution causée par la fonte des neiges constitue le trait caractéristique des chroniques saisonnières. Les rivières étudiées exportent vers l’HJUB un flux cationique dissout (Na-K-Mg-Ca-Sr) de 8x106 tonnes*an-1. Au sein des bassins hydrographiques, les taux d’altération chimique (cationique) des roches varient entre 1. 0 et 5. 6 tonnes*km-2*an-1. Le contrôle lithologique est proéminent, tel que suggéré par la relation établie entre l’abondance de roches volcaniques et sédimentaires (V+S%) dans les bassins et les taux d’altération cationiques des roches (ACR): ACR=0. 8*(V+S%)+0. 9. Les flux de Nd sont découplés des taux d’altération des roches mais corrélés aux flux de COD (r2=0. 95). Ces derniers diminuent vers le nord et semblent tributaires des conditions hydro-climatiques. Les exports fluviaux d’uranium ont été étudiés afin de fournir des précisions sur les processus d’altération des roches. Les rivières drainant le Bouclier canadien et la Plate-Forme Intérieure présentent des signatures [U] vs (234U/238U) distinctes. Dans le fleuve Nelson (Plate-Forme Intérieure) les [U] varient entre 1. 05 et 2. 45 nM et les déséquilibres (234U/238U) atteignent 1. 21 à 1. 25. Les [U] sont plus faibles au sein des du Bouclier canadien (0. 04 – 1. 24 nM) alors que les déséquilibres (234U/238U) sont plus variables (1. 11 – 1. 99). Dans l’ensemble, les rivières étudiées exportent 3. 4x105 moles*an-1 d’uranium vers l’HJUB, avec un ratio (234U/238U) moyen de 1. 27. Les flux d’U sont découplés des taux d’altération des roches et l’accumulation d’uranium au sein de dépôts organiques semble intervenir sur les budgets à l’échelle des bassins. Les signatures (234U/238U) distinctes des rivières étudiées pourraient offrir la possibilité de tracer les exports fluviaux dissous au sein du domaine océanique de l’HJUB
The predictability of changes in the quality and quantity of renewable water resources relies on a quantitative study of the mechanisms that control these parameters. In connection with this problem, this study favors an approach based on the geochemical monitoring of dissolved riverine exports (δ2H-18O, major cations, dissolved organic carbon (DOC), [Nd], [Sr], 87Sr/86Sr, [U], (234U/238U)). The study aims at (i) tracing the water cycle and at (ii) quantifying rock chemical weathering rates in major river basins in central and eastern Canada. The study area covers more than 2. 8 x106 km2 over 15 degrees of latitude and encompasses the major basins of Hudson Bay, James and Ungava (HJUB) as well as the St. Lawrence River. The Koksoak, Great Whale, La Grande, Nelson, Ottawa and St. Lawrence rivers were monitored in time whereas ten other rivers flowing within the same region were sampled during spring snowmelt and summer baseflow, providing complementary data. The studied rivers present systematic seasonal 18O-2H patterns with amplitudes reaching 1 to 5 ‰ (18O). Heavy-isotope depletions mark the snowmelt event and gradual heavy-isotope enrichments occur in response to evaporation during the ice-off season. The La Grande River constitutes an exception due to the buffering effect of hydroelectric reservoirs that smooth out the temporal isotopic fluctuations. When reported in a 2H vs 18O chart, the studied rivers define Local Evaporation Lines (LEL) extending below the Meteoric Water Line (MWL). Isotopic mass balance calculations suggest that approximately 10% of the total inflow to the Ottawa River Basin is lost through evaporation before reaching its outlet in the St. Lawrence River. The rivers draining contiguous basins of Northeastern Canada define a River Water Line (RWL) arising from imbricate Local Evaporation Lines (LEL). A method using the distance between the RWL and the MWL is proposed for estimating the average evaporation over inflow ratio (5 to 15%) at the scale of the study area. These rivers also define a latitudinal isotopic gradient (18O (‰ vs. VSMOW) = -0. 36 * Latitude +4. 4 ‰) that is parallel to that reported for precipitation over the same region. This observation suggests that the isotopic gradient inherited rainfall is preserved in rivers, despite the subsequent hydrological processes occurring within the basins. Landscape chemical denudation rates were addressed based on the dissolved chemistry of rivers flowing into the HJUB. The rivers of the Canadian Shield depict major cation concentrations ranging between 62 and 360 μM, neodymium concentrations ([Nd]) of 0. 57 to 4. 72 nM and variable dissolved organic carbon concentrations ([DOC]) (241 – 1777 μM). In comparison, the Nelson River (Interior Platform) shows higher major cation concentrations (1200 – 2276 μM), lower [Nd] (0. 14 to 0. 45 nM) and intermediate [DOC] (753 – 928 M). Within the HJUB basins, the dissolved cation concentrations (Na-K-Mg-Ca-Sr) show seasonal variations that transcribe the effect of hydro-climatic conditions. As for 2H-18O patterns, the dilution caused by snowmelt constitutes the main feature of the seasonal patterns. Altogether, the studied rivers export 8x106 tons*yr-1 of dissolved major cations and 50 tons*yr-1 of dissolved Nd towards the HJUB. Basin scale total rock cationic denudation rates (TRCDR) range from 1. 0 to 5. 3 tons*yr-1*km2 and are essentially controlled by lithology, as illustrated by the relationship established between rock denudation rates and the proportion of sedimentary and volcanic rocks (%S+V) within the basins: TRCDR=0. 08(%S+V)+0. 9. Contrastingly, dissolved Nd exports are decoupled from rock weathering rates and seem to be strongly dependent upon organic matter cycling, as illustrated by the tight coupling between Nd and DOC fluxes. These fluxes decrease northwards, likely in response to the hydro-climatic gradient. Riverine dissolved U contents were studied in order to provide further information regarding weathering sources and processesin the HJUB region. The rivers draining the Canadian Shield vs. That draining the Interior Platform depict distinct [U] vs. (234U/238U) clusters. In the Nelson River (draining the Interior Sedimentary Platform), U-concentrations are highest (1. 05 - 2. 45 nM) whereas (234U/238U) show little variability (1. 21 – 1. 25). U concentrations are comparatively lower in the rivers of the Canadian Shield (0. 04 – 1. 24 nM) whereas (234U/238U) span from 1. 11 to 1. 99. Altogether, the studied rivers export 3. 4x105 moles. Yr-1 of U towards the HJUB, with an amount-weighted average (234U/238U) of 1. 27. At the scale of the study area, U and major cations exports are decoupled, suggesting that rock weathering processes do not solely control U budgets. First-order calculations reveal that U accumulation in peatlands could significantly impact basin-scale U budgets. The distinct [U] vs (234U/238U) clusters defined by the monitored rivers of the HJUB region (Koksoak, Great Whale, La Grande and Nelson) should allow tracing the source of dissolved U in the nearby oceanic domain

Depuis de nombreuses années, le Gouvernement canadien collige différentes observations sur la glace lacustre, marine et de rivière. La Base de données canadienne sur la glace (BDCG) fût réalisée afin de regrouper toutes les données concernant les différentes caractéristiques de la glace au Canada. La BDCG est constituée de 63 546 observations in situ des conditions de glace de 757 sites, et ce, depuis 1822. Un échantillon de 28 sites nordiques, extraits de la BDCG, a été analysé dans le but d’identifier les relations statistiques possibles entre les variations de température de l’air de surface et les dates de formation/fonte de la glace de lac dans le Nord du Canada. Le comportement de la glace de lac s’avère être un bon indicateur de variabilité climatique pour une région donnée, mais une relation statistique plus significative a été constatée pour les lacs continentaux par rapport aux lacs côtiers.

Un examen exploratoire de la sensibilite a l'acidification de quatre rivieres a saumons a permis de faire ressortir les possibilites toxiques reliees aux facteurs ph et aluminium. Des bioessais realises en laboratoire avec de l'aluminium en conditions moderement acides indiquent que chez les ufs le metal est facilement capte dans leur chorion, lequel aurait un role de protection partielle de l'embryon contre les exces d'aluminium dans le milieu. Face a l'agression toxique sous-letale de l'aluminium, les juveniles reagissent par une proteosynthese accrue suivie d'une hyper-respirometrie. L'ensemble des effets observes pour l'aluminium est toutefois considerablement reduit en presence de 10 mg/l de matiere organique, ce qui a ete confirme lors de bioessais complementaires realises in situ ou cette teneur de matiere organique s'est averee minimale. Par ailleurs, l'examen detaille du bilan hydrochimique d'un bassin-versant experimental, couple a l'etude physico-chimique de 21 rivieres a saumons de la cote-nord du fleuve saint-laurent, a permis d'esquisser une modelisation de l'evolution du pouvoir de neutralisation d'un cours d'eau a partir des donnees de precipitations et d'apports atmospheriques. En dernier lieu, vu la necessite d'un compromis spatio-temporel dans l'echantillonnage, la fin de l'etude a ete orientee vers une optimisation d'un vaste reseau de suivi environnemental de ces rivieres a saumons

L’urbanisation croissante et la propagation des activités humaines entrainent l’augmentation de l’apport de nombreux micropolluants dans le milieu aquatique. Le compartiment aquatique est alors défini comme le réceptacle ultime de la pollution environnementale apportée par diverses sources : les effluents municipaux et industriels, les lixiviats des sites d’élimination des déchets solides, le ruissellement des eaux urbaines et des eaux des sites agricoles. Parmi les contaminants retrouvés dans l’eau, il y a les psychotropes (benzodiazépines, antidépresseurs,antiépileptiques, etc…) qui appartiennent à la grande famille des médicaments. Ce sont des molécules biologiquement actives, ubiquistes, qui sont principalement d’origine urbaine, qui sont apportées continuellement dans l’environnement aquatique et qui sont fortement consommées au niveau mondial. Depuis quelques années, les scientifiques commencent à s’intéresser à cette famille thérapeutique mais il existe encore un réel manque de connaissance sur l’intégralité du problème de diffusion des psychotropes,de leur passage en station d’épuration à leur présence dans l’environnement et enfin à leur impact sur les organismes aquatiques. Ces travaux de thèse cherchent donc à documenter ce point en se focalisant sur l’étude de la présence, du devenir et de l’impact des psychotropes dans la Garonne estuarienne (France) et le fleuve Saint Laurent (Québec, Canada). Dans un premier temps, une méthode analytique multi-résidus permettant l’analyse de 47 psychotropes dans les eaux usées et les eaux de surface a été développée et validée. Des échantillonneurs passifs de type POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) ont été calibrés et validés afin de permettre le suivi intégratif et continu des psychotropes dans les eaux de surface.Dans un second temps, les effluents d’entrée et de sortie de station d’épuration des agglomérations de Bordeaux en France et de Repentigny et Montréal au Québec ont été caractérisés. Les résultats de cette étude montrent que les traitements épuratoires de chacune des stations d’épurations étudiées ont une efficacité limitée pour éliminer les psychotropes dans les eaux usées. Par la suite, le suivi effectué dans la Garonne estuarienne et dans le fleuve Saint Laurent a mis en évidence la présence de psychotropes dans l’environnement qui sont majoritairement apportés par l’amont des villes de Bordeaux et Montréal.La comparaison des résultats obtenus pour la France et le Québec montre qu’il existe bien des habitudes de prescriptions et de consommations différentes entre les deux pays. Même si les procédés d’épuration sont différents entre les deux pays (traitement secondaire en France et primaire au Québec),l’efficacité d’élimination sur la famille thérapeutique des psychotropes reste insuffisante. Enfin ila été observé que le débit du milieu récepteur jouait un rôle important dans la dilution et le devenir des composés.Dans un troisième et dernier temps, des études in vitro et in vivo ont montré que certains psychotropes pouvaient avoir un impact toxique sur les bivalves d’eau douce étudiés (Elliptio complanata et Corbiculafluminea) lors d’exposition de composés seuls ou en mélange à des concentrations de l’ordre du mg.L-1 (concentrations expérimentales) et même du ng.L-1 (concentrations environnementales)
Increasing urbanization and human activities cause an increase of micropollutant input in the aquatic environment. The water compartment is then defined as the ultimate receptacle of environmental pollution originating from various sources: municipal and industrial wastewaters, leachates from solidwaste disposal sites, waters of urban and agricultural runoff.Among the contaminants found in the water, there are psychotropic drugs (benzodiazepines, antidepressantsor antiepileptics) belonging to the family of pharmaceuticals. These are biologically active molecules, ubiquitous, which are mainly of urban origin, which are continuously introduced into the aquatic environment and are heavily consumed around the world.In recent years, scientists have begun to show interest for this therapeutic family, but there is still areal lack of knowledge about the full psychotropic diffusion problem; from their presence in wastewater treatment plant to their presence in the environment and finally to their impact on aquatic organisms.In this global perspective these thesis works seek to document the presence, fate and impact of psychotropic drugs in the Garonne estuarine (France) and the St. Lawrence River (Quebec, Canada).Firstly, a multi-residue analytical method for the analysis of 47 psychotropic drugs in wastewater and surface waters has been developed and validated. POCIS passive samplers were calibrated and validated for continuous integrative monitoring of psychotropic drugs in surface waters.Secondly, the treatment plant influents and effluents of Bordeaux in France and Repentigny and Montreal in Quebec have been characterized. The results of this study show that treatment processes ofstudied wastewater treatment plants have limited performances to remove psychotropic drugs in wastewaters. There after, the monitoring performed in the Garonne estuarine and in the St. Lawrence River has highlighted that the presence of psychotropic drug in the environment is mainly related toupstream input of Bordeaux and Montréal.Comparison of the results obtained in the two countries surveyed show that there are many different patterns of prescriptions and consumption between the two countries. Although the treatment processes are different between the two countries (secondary treatment in France and primary in Quebec), their removal efficiency is still insufficient for psychotropic drugs. Finally it was observed that theflow rate of the receiving environment plays an important role in the dilution and the fate of the compounds.In a third and final stage, in vitro and in vivo studies have shown that some psychotropic drugs could have a toxic impact on the studied freshwater bivalves (Elliptio complanata and Corbicula fluminea) upon exposure alone or in mixture with concentrations in the order of mg.L-1 (tests concentrations) and even ng.L-1 (environmental concentrations)

Selon le Groupe International d'Experts sur le Climat (lPCC, 2007), les changements climatiques vont entraîner une intensification du cycle hydrologique à l'échelle globale et un accroissement des précipitations dans certaines régions du monde, notamment celles situées aux latitudes moyennes et élevées. Des changements survenant au niveau de la quantité de précipitation saisonnière ainsi qu'au niveau de l'intensité et de la fréquence des événements extrêmes ont un impact direct sur l'amplitude des écoulements fluviaux saisonniers et sur la période d'occurrence et la fréquence des inondations et des sécheresses. De tels changements auront des impacts significatifs sur les ressources hydriques régionales. Cette étude se concentre sur la validation et l'évaluation des changements projetés au niveau des écoulements fluviaux moyens et au niveau de la période d'occurrence et de la fréquence des écoulements extrêmes, i.e. les écoulements de fort débit (crue) et de faible débit (étiage), pour les bassins canadiens sélectionnés. Cela se fait en utilisant un ensemble de simulations du Modèle régional du climat canadien correspondant au climat actuel (1961-1990) et à un climat futur (2041-2070) basé sur le scénario SRES A2. La validation est effectuée en évaluant les erreurs de performance et celles dues au pilotage, causées respectivement par la dynamique interne et la physique du modèle et par les erreurs associées au pilotage du modèle à ses frontières. Les résultats suggèrent des erreurs de performance positives des écoulements annuels moyens pour les bassins sans régulation situés dans la partie ouest du Canada (toujours supérieur à 30% sauf pour le bassin de l'Athabasca ou la différence n'est que de 4%) en raison d'une surestimation de l'équivalent en eau de la neige (SWE). Les erreurs dues au pilotage sont, en général, plus petites que les erreurs de performance (le coefficient d'habileté S est inférieur à 85% pour 12 des 14 bassins dans le cas des erreurs de performance alors que ce n'est le cas que de 2 bassins pour les erreurs de pilotage) et présentent sauf pour les bassins situés plus au sud, un biais négatif (pouvant aller jusqu'à -25%) La validation des étiages suggère que le modèle a quelques difficultés pour reproduire l'amplitude observée et la période d'occurrence des étiages, tandis qu'au niveau des crues, le modèle reproduit raisonnablement la période d'occurrence, quoique avec quelques différences entre les amplitudes observées et modélisées. En général, les résultats suggèrent une augmentation de l'amplitude de l'écoulement hivernal et un pic de fonte de neige survenant plus tôt (une à deux semaines) pour les bassins situés plus au nord, de même que des changements significatifs quant aux caractéristiques des crues et des étiages. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Changement climatique, crue, étiage, modèle climatique régional, écoulement fluvial.