L'entité formée par les villes de La Paz et El Alto est l'agglomération urbaine la plus importante de la Bolivie. Comme dans toutes les grandes villes, la gestion des ressources en eau représente un défi de taille à relever. Les décisions stratégiques concernant la gestion de l’eau revêtent une importance capitale du fait de l’importance de ces deux villes sur le plan national. De telles décisions doivent être prises en tenant compte d’interactions complexes entre facteurs environnementaux, légaux et sociétaux. Citons notamment, les conditions particulières du milieu telles que la géographie, la dynamique des ressources en eau, l'infrastructure existante et à prévoir, les lois sur la propriété des ressources et surtout l’état des connaissances actuelles et de la recherche sur l'ensemble des variables et des enjeux de la gestion de l’eau.<p><p>Dans cette thèse, nous présentons une analyse des variables et des enjeux de la gestion de l'eau comme un outil utile pour déterminer les bases de l’application de la GIRE (Gestion Intégrée des Ressources en Eau). Cette analyse nous permet à la fois de diminuer les incertitudes qui existent sur chacune de ces variables mais aussi d’établir les relations de dépendance entre elles et de conclure à l’importance relative de chacune de ces variables dans le bilan de l’offre et de la demande en eau. Cette analyse représente également un outil de diagnostic des systèmes en eau existants pouvant être utilisé pour la planification future de la gestion de l’eau.<p><p>En suivant cette démarche, les décisions à prendre sur la gestion de l’eau tant dans le cadre de la planification stratégique que dans celui de l’utilisation quotidienne de l’eau se baseront sur des connaissances approfondies, permettant de diminuer les risques d’erreur.<p><p>Nous présentons comme résultats de cette recherche, plusieurs conclusions concernant les variables telles que les précipitations, la dynamique de l’apport du bassin versant, le rôle des glaciers dans cet apport, la démographie, la consommation en eau, les pertes dans les systèmes ainsi que l’analyse réalisée sur les contraintes qui pèsent sur les futures sources en eau des villes de La Paz et d’El Alto.<p><p>La prise en compte de l’ensemble de ces aspects dans le cadre du bilan de l’offre et de la demande en eau nous apporte comme résultats :l’influence relative de chaque variable, l’analyse et les moments clés de la gestion de l'eau (temps de la gestion) et une proposition pour sa mise en oeuvre. Par l’application des modèles utilisés et des nouvelles méthodes suggérées dans ce travail, nous proposons de nouveaux outils pour la gestion quotidienne de l’eau.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans un contexte où les changements climatiques se manifestent sous forme de phénomènes climatiques extrêmes tels que des sècheresses prolongées et des précipitations abondantes soudaines, la question de la texture des sols urbains et de la protection des sources d’eau fait l’objet de nouvelles préoccupations en matière de planification urbaine. Alors que la régulation et la filtration de l’eau de ruissèlement sont restreintes par l’imperméabilité des surfaces urbaines, plusieurs métropoles, dont São Paulo, peuvent se retrouver en situation de crises dues à l’indisponibilité de l’eau potable, aux inondations subites ou à la création d’îlots de chaleur. L’efficacité de la gouvernance environnementale appliquée à la gestion des eaux en milieu métropolitain devient donc primordiale. Par une étude de cas de la métropole de São Paulo, la présente recherche tente d’élucider les facteurs rendant possible l’atteinte d’un modèle de gouvernance environnementale métropolitain qui permettrait de maintenir les fonctions écosystémiques des bassins versants et de construire la résilience à la variabilité climatique. La stratégie d’enquête, basée sur l’analyse de documents scientifiques et gouvernementaux, l’observation participante et la tenue d’entretiens semi-dirigés, permit de soulever plusieurs obstacles à l'application des politiques publiques de protection des espaces verts et des sources d’eau. La carence de maîtrise de l’usage des sols, la priorisation des intérêts économiques, la sectorisation des instances gouvernementales et la faible intégration de la société civile au processus de prise de décision surgissent comme d’importants freins à la construction d’une gouvernance environnementale à São Paulo. La considération des savoirs scientifiques et locaux et la gestion du risque lié à la variabilité climatique sont marginalisées par la sphère politique. Ainsi, la présence d’une vaste législation environnementale, telle qu’en vigueur dans la métropole de São Paulo, ne signifie pas forcément une application des projets et des règlements sans faille. / In a context where climate changes are manifested by extreme climatic events such as prolonged droughts and sudden abundant rainfall, the issue of urban soil texture and water protection is a new concern in urban planning. While the regulation and filtration of runoff water is restricted by the impermeability of urban surfaces, several cities, including São Paulo, may end up in crisis due to the unavailability of drinking water, floods or creation of heat islands. The effectiveness of environmental governance applied to water management in metropolitan areas therefore becomes paramount importance. Through a case study of the metropolis of São Paulo, this research attempts to elucidate the factors that make it possible to achieve a metropolitan environmental governance that would maintain watersheds ecosystem functions and build resilience to climate variability. The research strategy, based on the analysis of scientific and governmental documents, participant observation and semistructured interviews, shows several obstacles to the application of public policies for the protection of green spaces and water sources. The lack of control over land use, the prioritization of economic interests, the governmental sectoralization and the weak integration of civil society into the decision-making process appear as major obstacles to the construction of environmental governance in São Paulo. Scientific and local knowledges and climate risk management are marginalized by the political sphere. Thus, the presence of a vast environmental legislation, as in place in the metropolis of São Paulo, does not necessarily mean an unfailing application of projects and regulations.

Cette thèse a comme objectif d’estimer la variabilité régionale présente et future des trihalométhanes (THM) dans les systèmes d’approvisionnement en eau potable (SAEP) desservis en eau de surface à l’aide de modèles multiniveau. La variabilité régionale des THM a été étudiée à l’aide d’une importante base de données développée dans le cadre de cette thèse et concernant les résultats réglementaires de la qualité de l’eau potable, les infrastructures de traitement, la qualité de l’eau de surface et plusieurs paramètres spatio-temporels pouvant influencer la qualité de la source d’eau (Chapitre 2). Les modèles de régression multiniveaux permettent de considérer la structure hiérarchique des données et ainsi d’étudier la variabilité des échantillons de THM tout en contrôlant pour le regroupement des concentrations de THM entre les SAEP et entre les divisions écologiques du territoire. Dans un premier temps, des modèles de régression linéaire multiniveaux ont été développés pour estimer la variabilité régionale et temporelle d’un indicateur des précurseurs des THM, soit le carbone organique dissous (COD) (Chapitre 3). En utilisant les connaissances acquises lors de cette étude et à l’aide de modèles de régression logistique multiniveaux, nous avons ensuite développé un modèle permettant d’estimer la variabilité régionale de la probabilité que les concentrations de THM dans l’eau potable dépassent un seuil spécifique (Chapitre 4). Ce modèle de régression fut ensuite utilisé afin d’estimer l’impact possible des changements climatiques sur la variabilité régionale future de la probabilité que les concentrations de THM dans l’eau potable dépassent ce même seuil (Chapitre 5). Les modèles de régression multiniveaux ont été très peu utilisés dans le domaine de la modélisation de la qualité de l’eau potable. Or, les résultats de cette thèse ont démontré qu’ils s’avèrent un outil très efficace pour considérer la hiérarchie naturelle des variables permettant de modéliser la qualité de l’eau potable à l’échelle régionale. La base de données développée et l’exploration méthodologique des modèles de régression multiniveaux effectuée dans les différents chapitres de cette thèse offrent une plateforme unique pour les futures études de modélisation concernant la variabilité régionale de la qualité de l’eau potable. Mots clés : eau potable, eau de surface, modèle de régression multiniveau, cadre écologique du territoire, trihalométhanes, sous-produits de la désinfection, carbone organique dissous, changements climatiques / The objective of this thesis is to estimate the present and the future regional variability of trihalomethane (THM) occurrence in drinking water utilities (DWUs) supplied by surface water using multilevel models. The regional variability of THMs was investigated using a large database developed as part of this thesis that takes into account information about regulatory drinking water quality analyses, treatment infrastructures, surface water quality, and many other spatiotemporal parameters that may influence source water quality (Chapter 2). The multilevel models allow for the consideration of the hierarchical structure of the data and the study of variability among THM samples, while controlling for the grouping of THM concentrations within DWUs and at the regional level. At first, multilevel linear regression models were developed to estimate the regional and temporal variability of an indicator of THM precursors (i.e., dissolved organic carbon – DOC) (Chapter 3). Then, using the knowledge acquired in this study and based on multilevel logistic regression models, we developed a model which allows us to estimate the regional variability in the probability of THM concentrations exceeding a specific threshold in drinking water (Chapter 4). Then, this model was used to estimate the possible impact of climate change on the future regional variability in the probability of THM concentrations exceeding the threshold (Chapter 5). Multilevel models have only rarely been used in the field of drinking water quality modelling. And yet results from this thesis demonstrate that they are quite useful in considering the natural hierarchy of variables allowing for the modelling of drinking water quality on a regional basis. The database we developed and the methodological exploration of multilevel regression models that is carried out through the chapters of this thesis offer a useful framework for future modelling studies which examine the regional variability of drinking water quality. Keywords: drinking water, surface water, multilevel regression models, regional ecological framework, trihalomethanes, disinfection by-products, dissolved organic carbon, climate change

La qualité des sources d'eau potable est progressivement affectée par des pressions naturelles et anthropiques. Pour réduire les effets de ces pressions sur la production d'eau potable, les municipalités doivent intensifier leurs efforts de surveillance spatiale et temporelle de la qualité des sources d'eau et améliorer le traitement de l'eau. Les températures des cours d'eau et les précipitations changent en raison des changements climatiques et de la variabilité des patrons météorologiques. Les pluies peuvent entraîner des changements rapides de la qualité de l'eau brute des usines de traitement d'eau (UTE) en raison du transport des contaminants qui résulte de l'écoulement des eaux de pluie dans les bassins versants. Pendant ces événements pluvieux, des paramètres cruciaux de la qualité de l'eau brute pour les opérations du traitement de l'eau, tels que la turbidité et la teneur en matière organique naturelle (MON), peuvent varier considérablement. Ces changements dans la qualité de l'eau brute nécessitent des modifications opérationnelles du traitement de l'eau, telles que des ajustements des doses de coagulants et de désinfectants pour maintenir la qualité de l'eau traitée. Le délai entre un évènement de pluie et la variation de la qualité de l'eau à l'entrée de l'UTE que cela induit, et les temps de réaction à ces évènements avec les approches traditionnelles, augmentent les risques de moins bonnes performances de traitement de l'eau. Le premier objectif de cette thèse est de développer des modèles pour prévoir les variations de la qualité de l'eau brute, particulièrement après des événements de pluie, en se basant sur des données hydrologiques et météorologiques. L'autre objectif est de développer des modèles pour prédire la qualité de l'eau traitée à l'UTE en fonction des conditions de traitement de l'eau et de la qualité de l'eau brute. La thèse comprend six chapitres qui présentent l'état de l'art sur le sujet, les méthodologies et les procédures proposées pour la modélisation, et la démarche utilisée pour le développement et l'application des modèles pour des cas réels en utilisant des données météorologiques, hydrologiques, et de la qualité de l'eau brute alimentant des UTE. Une revue critique de la littérature a permis d'identifier les lacunes concernant les connaissances en matière de modélisation et de prédiction de la qualité de l'eau brute à des fins de traitement de l'eau. Pour combler ces lacunes, une méthodologie a été proposée pour calculer les décalages temporels globaux entre le moment où une pluie se produit, le moment où le débit d'une rivière réagit, en tant que réponse hydrologique à la pluie, et le moment où les paramètres de qualité de l'eau se dégradent. Différents modèles d'apprentissage automatique simples et d'ensemble ont été développés pour modéliser et prédire des paramètres cruciaux de la qualité de l'eau brute, en utilisant des informations hydrologiques et météorologiques. Les modèles développés ont permis de tester avec succès la méthodologie d'estimation des temps de décalage entre les variables, ainsi que de faire des prédictions des variations de la turbidité et de la MON dans l'eau, en particulier après des événements pluvieux. Globalement, les changements de la qualité de l'eau brute se produisent une demi-journée après les pics de débit de rivière (déclenchés par les évènements pluvieux) pour la turbidité (particules fines) et entre 4 à 6 journées après ces pics, pour l'absorbance UV à 254 nm (MON). Avec ces délais estimés, des variables prédicteurs mieux corrélées avec les paramètres de qualité de l'eau brute (turbidité et UV254) ont été trouvées. Les modèles d'apprentissage automatique ont démontré des bonnes capacités pour prédire la qualité de l'eau brute avec un pas de temps horaire. Ces modèles ont permis de faire des prédictions de qualité de l'eau brute en n'utilisant que des variables hydrologiques et météorologiques. Cette méthodologie ainsi que ces prédictions pourraient faire partie de systèmes d'alerte précoce du genre « évènement de pluie - traitement de l'eau » pour améliorer la gestion de la qualité de l'eau potable dès le bassin-versant. Finalement, en utilisant les capacités prédictives des algorithmes d'apprentissage automatique simples et d'ensemble, des modèles de prédiction du pH de coagulation, de l'UV à l'eau filtrée et de l'abattement de l'UV ont été développés. Ces modèles pourraient permettre aux opérateurs d'évaluer virtuellement et rapidement les performances de différentes conditions d'opération. Ces outils de modélisation ouvrent ainsi la porte à une mise en œuvre future de modèles prédictifs de doses de coagulants, en utilisant des informations sur la qualité de l'eau brute et les objectifs de traitement de l'UTE. / The quality of drinking water sources is progressively affected by natural and anthropogenic pressures. To evaluate and reduce these pressures, increased efforts are required by municipalities for spatio-temporal monitoring and surveillance of water quality and water treatment operation. Trends in temperatures and precipitation patterns are changing as a result of climate change and the variability of meteorological characteristics. Rainfall leads to rapid changes in raw water quality due to rainfall-runoff processes in watersheds. During these events, key parameters of raw water quality for drinking water treatment, such as turbidity and natural organic matter (NOM), can vary considerably. These types of changes in raw water quality require modifications in water treatment operations, such as adjustments in coagulant and disinfectant dosages, to maintain the production of safe treated water. In addition, operators of drinking water treatment plants (DWTPs) have to deal with temporal delays between the occurrence of a rainfall event and the moment when raw water quality begins to change, as well as delays between the moment they become aware of such changes and the moment when corrective actions are implemented. The objective of this thesis is to develop models to predict variations in raw water quality during and after rainfall events and to predict water treatment performances, based on hydrological and meteorological data at watershed scale, and data from raw water quality, and operational parameters of the DWTP. The thesis consists of six chapters which present the state of the art on the subject, the methodologies and procedures proposed for modeling, and the approach for the development and application of models for real cases. A critical review of the literature allowed for the identification of gaps in the knowledge regarding modeling and prediction of raw water quality for treatment purposes. To fill these gaps, a methodology was proposed to calculate the overall lag times between the occurrence of rainfall, represented by rainfall time series, the moment when the river flow reacts as a hydrological response to rainfall, represented by river flow rate time series, and the moment when water quality parameters change. Several simple and ensemble machine learning models were developed to predict key parameters of raw water quality, using hydrological and meteorological information. The developed models allowed testing the lag time estimation methodology between variables especially after rainfall events. Globally, raw water quality changes are produced half-day after river flow peaks (triggered by rainfall events) for turbidity (representing particles) and between 4 to 6 days after, for UV absorbance at 254 nm (representing NOM). This methodology and these calculated time-lags allow to find best correlated predictor variables with raw water quality variables (turbidity and UV254). Machine learning models show optimal capabilities for predicting raw water quality variables with an hourly time step. Moreover, these models showed skills for predicting raw water quality variables using only hydrological and meteorological information. This methodology and the predictions could be a part of a special kind of early warning system (EWS) called, Weather Event - Water Treatment, to enhance drinking water management starting in the watershed. Finally, by using the predictive capabilities of simple and ensemble machine learning algorithms, prediction models for coagulation pH, UV in filtered water, and UV reduction have been developed. Modeling coagulation pH and treatment efficiency, like the NOM removal measured in filtered water, may enable operators of DWTP to virtually and quickly assess the performance of different operating conditions. This opens the opportunities for future implementation of predictive models for coagulant dosages, using information on raw water quality and treatment objectives of DWTP.

"Thèse en cotutelle, doctorat en génie des eaux: Université Laval Québec, Canada Philosophiae doctor (Ph.D.) et Institut national polytechnique de Toulouse, Toulouse, France, Docteur." / La gestion intégrée de la ressource en eau implique de distinguer les parcours de l’eau qui sont accessibles aux sociétés de ceux qui ne le sont pas. Les cheminements de l’eau sont nombreux et fortement variables d’un lieu à l’autre. Il est possible de simplifier cette question en s’attardant plutôt aux deux destinations de l’eau. L’eau bleue forme les réserves et les flux dans l’hydrosystème : cours d’eau, nappes et écoulements souterrains. L’eau verte est le flux invisible de vapeur d’eau qui rejoint l’atmosphère. Elle inclut l’eau consommée par les plantes et l’eau dans les sols. Or, un grand nombre d’études ne portent que sur un seul type d’eau bleue, en ne s’intéressant généralement qu’au devenir des débits ou, plus rarement, à la recharge des nappes. Le portrait global est alors manquant. Dans un même temps, les changements climatiques viennent impacter ce cheminement de l’eau en faisant varier de manière distincte les différents composants de cycle hydrologique. L’étude réalisée ici utilise l’outil de modélisation SWAT afin de réaliser le suivi de toutes les composantes du cycle hydrologique et de quantifier l’impact des changements climatiques sur l’hydrosystème du bassin versant de la Garonne. Une première partie du travail a permis d’affiner la mise en place du modèle pour répondre au mieux à la problématique posée. Un soin particulier a été apporté à l’utilisation de données météorologiques sur grille (SAFRAN) ainsi qu’à la prise en compte de la neige sur les reliefs. Le calage des paramètres du modèle a été testé dans un contexte differential split sampling, en calant puis validant sur des années contrastées en terme climatique afin d’appréhender la robustesse de la simulation dans un contexte de changements climatiques. Cette étape a permis une amélioration substantielle des performances sur la période de calage (2000-2010) ainsi que la mise en évidence de la stabilité du modèle face aux changements climatiques. Par suite, des simulations sur une période d’un siècle (1960-2050) ont été produites puis analysées en deux phases : i) La période passée (1960-2000), basée sur les observations climatiques, a servi de période de validation à long terme du modèle sur la simulation des débits, avec de très bonnes performances. L’analyse des différents composants hydrologiques met en évidence un impact fort sur les flux et stocks d’eau verte, avec une diminution de la teneur en eau des sols et une augmentation importante de l’évapotranspiration. Les composantes de l’eau bleue sont principalement perturbées au niveau du stock de neige et des débits qui présentent tous les deux une baisse substantielle. ii) Des projections hydrologiques ont été réalisées (2010-2050) en sélectionnant une gamme de scénarios et de modèles climatiques issus d’une mise à l’échelle dynamique. L’analyse de simulation vient en bonne part confirmer les conclusions tirées de la période passée : un impact important sur l’eau verte, avec toujours une baisse de la teneur en eau des sols et une augmentation de l’évapotranspiration potentielle. Les simulations montrent que la teneur en eau des sols pendant la période estivale est telle qu’elle en vient à réduire les flux d’évapotranspiration réelle, mettant en évidence le possible déficit futur des stocks d’eau verte. En outre, si l’analyse des composantes de l’eau bleue montre toujours une diminution significative du stock de neige, les débits semblent cette fois en hausse pendant l’automne et l’hiver. Ces résultats sont un signe de l’«accélération» des composantes d’eau bleue de surface, probablement en relation avec l’augmentation des évènements extrêmes de précipitation. Ce travail a permis de réaliser une analyse des variations de la plupart des composantes du cycle hydrologique à l’échelle d’un bassin versant, confirmant l’importance de prendre en compte toutes ces composantes pour évaluer l’impact des changements climatiques et plus largement des changements environnementaux sur la ressource en eau. / Integrated water resource management requires distinction between water paths that are directly available for society and those which are not. Water pathways, from precipitation to the oceans or the atmosphere, are highly variable from one place to another. The complexity of water pathways can be simplified by focusing on two main categories of water resources: blue water, which is the stock and flow moving into the hydrosystem that is directly available (e.g. rivers, lakes, aquifers and groundwater flow), and green water, which is the invisible flow of water vapor leaving the hydrosphere to the atmosphere. The latter includes the water used by forests, grasslands, rain fed crops, and the water in soils. However, many hydrological studies focus only on blue water, particularly the discharge or more rarely the ground water recharge, ignoring all green water components, therefore missing the overall picture. At the same time, climate change highlighted in recent years have been found to impact water pathway distributions by affecting different components of the hydrological cycle at the watershed scale. The study presented here exploits the SWAT hydrological model to assess the variation of different components of a hydrosystem facing climate change. The study area is the watershed of the Garonne River, where data is available. The first part of this work focused on refining the implementation of the model in order to better tackle the problem at hand. Particular attention has been paid to the use of gridded weather data (SAFRAN product) as well as to the simulation of snow present in the mountainous portion of the watershed. Calibration of the model parameters was tested through a differential split sampling method, based on calibration and validation using climatically contrasted periods, in order to test the robustness of the model. These steps led to a substantial improvement in the simulations performance over the calibration period (2000-2010) and demonstrated the robustness of the model within a climate change context. The improved SWAT model was next used to produce simulations over a hundred-year period (1960-2050), an analysis carried out in two steps: First, the past period (1960-2000) simulation, based on observed climatic data, was used to validate discharge simulations for which very good performance was obtained. Analysis of the different components of the hydrological cycle showed a strong impact on flows and stocks of green water, with a reduction of the water content in soil and a substantial increase in evapotranspiration. Blue water is mostly impacted in terms of snow stock and discharge flow, which both showed a substantial decrease. Secondly, hydrological projections were performed (2010-2050) based on a selection of climate scenarios and models, submitted to dynamic downscaling. Analysis of these projections partly confirmed the conclusions drawn from the historic period: i.e. a substantial impact on green water, with a decrease of the soil water content and an increase of potential evapotranspiration. The projections also revealed that the soil water content during the summer season is such that it reduces the actual evapotranspiration, highlighting possible future deficits of green water stocks. Furthermore, if the analysis of blue water components always presented a substantial decrease in the snowpack, discharge appears to increase during autumn and winter periods. These results indicate an "acceleration" of blue surface water components which is likely related to an increase in extreme rainfall events. In this study, an analysis of the variation of the main hydrological cycle components have been proposed at a watershed scales, confirming the importance of taking into account all these components to evaluate the climate change impact and more broadly environmental changes on water resources.

Depuis que le Règlement sur le captage des eaux souterraines du Québec (2002) a été publié, il est exigé des municipalités de procéder à l'exercice de détermination des aires d'alimentation et des périmètres de protection de leurs puits servant à l'alimentation publique dans le but de protéger la ressource en eau et d'assurer sa pérennité. Dans plusieurs municipalités du sud du Québec dont l'eau souterraine est la première source d'approvisionnement en eau, l'agriculture est un important secteur de développement économique. En conséquence, il est important d'approfondir l'état des connaissances de l'impact des pressions agricoles sur la qualité de l'eau souterraine et en particulier aux abords des ouvrages municipaux de captage d'eau. La présente recherche pose comme hypothèse générale que l'eau de consommation provenant de puits municipaux est soumise à l'influence de l'agriculture particulièrement lorsque l'agriculture se manifeste de manière intensive. Le territoire d'étude inclut sept (7) régions administratives de la province de Québec et compte environ 550 puits municipaux. Des aires d'alimentation approximatives des puits ont été générées selon une adaptation de l'approche par bassin versant à partir des modèles numériques d'élévation. Cette analyse régionale diffère des autres études du genre conduites auparavant puisqu'elle propose l'application d'une unité spatiale spécifique pour chaque puits au lieu de rayons fixes. L'information ayant trait à la vulnérabilité ainsi qu'aux pressions agricoles a été manipulée par le biais d'un système d'information géographique (SIG). Les variables générées pour la caractérisation de la vulnérabilité des aquifères à la contamination sont : l'infiltration superficielle, les caractéristiques des sols, la porosité des dépôts meubles et leur profondeur. Plusieurs variables ont été générées afin d'établir un portrait représentatif des pressions agricoles affectant les aires d'alimentation approximatives des puits. L'état de la qualité de l'eau des puits a été décrite selon deux paramètres : les concentrations de nitrates-nitrites exprimées par des seuils de 0,5 et 1 mg/ L N et l'occurrence de contamination microbiologique par les conformes totaux. Les résultats de cette étude démontrent que la qualité de l'eau des puits municipaux en regard des nitrates-nitrites et des conformes totaux est plus faible lorsque la vulnérabilité de l'eau souterraine et les pressions agricoles sont plus élevées à l'intérieur de l'aire d'alimentation. Plusieurs modèles de régression logistique ont été développés afin de prédire la probabilité que les puits municipaux, dépassent des seuils établis de contamination. Trente-sept (37) modèles de régression logistique ont été créés selon différentes façons de définir des épisodes de contamination. Les variables qui ressortent régulièrement significatives sont : la proportion des terres occupées par l'agriculture, le potentiel agricole des sols, la présence de dépôts superficiels peu profonds et finalement la combinaison de la proportion des terres agricoles et les conditions de drainage. Les modèles développés peuvent être utilisés par les gestionnaires du territoire comme outils d'aide à la décision. Par contre ils comportent des limites et pourraient être améliorés dans le futur.

L'intensification, la spécialisation et la concentration des pratiques agricoles causent des problèmes de surplus de fumier qui peuvent dégrader la qualité microbiologique des eaux de surface et souterraines. L'objectif de cette recherche est de développer une méthodologie pour évaluer la vulnérabilité des systèmes d'approvisionnement en eau potable à la contamination microbiologique, en particulier dans les régions d'agriculture intensive. Pour ce faire, des indicateurs ont été développés sur la base de l'approche multi-barrière « de la source au robinet ». Ces indicateurs sont représentés initialement par quatre barrières : la susceptibilité de la source à une contamination microbiologique ; l'efficacité du traitement ; la gestion du système de distribution ; et les pratiques de gestion. La classification, le regroupement et la pondération des indicateurs ont été effectués à l'aide d'une analyse multicritère résultant en une moyenne pondérée qui varie entre 0 et 100, ce qui représente la valeur de l'indicateur de risque microbiologique (VIRM). Plus la valeur est élevée, plus le risque est élevé. Les cas à l'élude sont 39 systèmes d'approvisionnement en eau potable de la région de Chaudière-Appalaches, dans la province du Québec, Canada. La méthodologie et les résultats ont été validés en comparant les VMR1 avec les événements de contamination microbiologique dans les systèmes à l'étude. Également, une analyse de sensibilité et une analyse de faisabilité ont été effectuées afin de vérifier la pertinence des indicateurs dans le modèle. Le modèle développé peut être utilisé pour prioriser les systèmes d'approvisionnement en eau potable qui ont des besoins d'amélioration et pour évaluer l'ensemble de la population à des contaminations microbiologiques dans des études épidémiologiques future. / Increasing agricultural practices cause manure surplus problems potentially resulting in the degradation of the quality of surface and groundwater sources. The objective of this project was to develop a methodology to evaluate the vulnerability of drinking water utilities to microbiological contamination, in particular in regions with intensive agricultural land use. To do so, various indicators were developed to represent the source to tap multi-barrier approach for drinking water quality. These indicators correspond to four barriers: source susceptibility to microbiological contamination; treatment efficiency; distribution System management and overall management of water quality. The indicators were classified, regrouped and weighted within a model based on a multi-criteria analysis resulting in a weighted mean varying between 0 and 100 which represents the value of the microbiological risk indicator (VMRl). The model was developed and applied to 39 drinking water utilities located in the Chaudière-Appalaches region in the Province of Québec, Canada. The methodology and results were validated by comparing VMRl values and past events of microbiological contamination in the utilities under study. Sensitivity and feasibility analysis were also carried out to evaluate the relevance of indicators according to their accuracy and acquisition cost. The model obtained can be used to prioritize utilities requiring improvement and to assess exposure of the population to microbiological contaminants in future epidemiological studies.

Le Brésil est l’un des pays les mieux desservis en ressources en eau de la planète, avec 12 pour cent du total mondial. Pourtant, son processus de gestion est encore immature comparé aux pays européens, asiatiques et américains. Les problèmes d’accès, d’utilisation et de gestion de l’eau présentent des contextes et des problèmes différents à l’intérieur du pays. La région du Nord-Est représente un tiers de la population et dispose d’environ 3, 3 % des ressources en eau. Dans cette région se trouve la région du semi-aride qui, historiquement, souffre des impacts sociaux et économiques des sécheresses périodiques. Dans ce contexte, la thèse propose une réflexion pouvant mener à un modèle de gestion durablede la région semiaride brésilienne. Celle-ci a pour but de contribuer à une gouvernance de l’eau applicable pour les acteurs concernés et respectant les caractéristiques sociales, économiques et culturelles de la région. De prime abord, nous avons opté pour des choix conceptuels et méthodologiques permettant de comprendre les effets d’un siècle d’histoire de gestion hydrique dans la région à l’étude. Ainsi, ce sont les représentations territoriales, la gouvernance de l’eau et la vision de l’État qui ont été choisies comme cadre théorique. La méthodologie se situe dans le paradigme interprétatif multivarié qui, par une analyse qualitative, a permis de mesurer le poids des variables et des indicateurs. L’étude de cas a été choisie comme stratégie de vérification. S’est ajoutée l’analyse de contenu documentaire et du discours recueilli par des entretiens réalisés auprès de membres du comité de la zone intermédiaire du bassin versant du fleuve San Francisco. Le résultat a été l'identification et l'analyse des représentations du territoire semiaride au cours des siècles où il fut appelé sertão. Ainsi, le semi-aride a été représenté alternativement comme frontière de la colonisation et des espaces vides, comme région problématique, comme représentation du passé et des espaces de la mémoire et, enfin, de durabilité par le biais de la coexistence avec le climat semi-aride. Cela a fortement influencé la vision de l’État et de la société civile organisée sur le territoire en ciblant les politiques et les actions de gestion de l’eau. La gestion de l’eau au sein du territoire étudié, dans une perspective multiscalaire, présente trois niveaux. Le premier est l’État, le second les organisations sociales civiles en partenariat avec l’État et le troisième la Chambre consultative régionale du sous-bassin San Francisco dans le cadre des travaux du Comité du bassin hydrographique du fleuve San Francisco. Cela entraîne des chevauchements de compétences et, en même temps, a rendu la gestion difficile pour la compréhension et la participation populaire. La thèse propose un cadre conceptuel pour la construction d’un modèle de gestion durable impliquant un changement dans la vision du territoire, la consolidation des relations institutionnelles et des lois, l’approfondissement de la décentralisation et de l’autonomie dans les décisions des comités de bassins hydrographiques et l’encouragement de la culture d’anticipation des problèmes et des crises. / Brazil is one of the most served countries in terms of water resources, with 12% of the world's total. However, its management process is still immature compared to European, Asian and North American countries. The problems of access, use and management of water present different contexts and problems within the country. The Northeast region accounts for one third of the population and has about 3, 3% of water resources. In this region is the semiarid region, which historically suffers the social and economic impacts of periodic droughts. In this context, this thesis proposes a reflection to direct to a sustainable management model of the Brazilian semiarid. Its objective is to contribute to water governance applicable to stakeholders and to respect the social, economic and cultural characteristics of the region. At first glance, we have conceptual and methodological choices to understand the effects of a century of water management history on the region under study. Thus, there are territorial representations, water governance and the vision of the state that were chosen as the theoretical framework. The methodology is part of the multivariate interpretative paradigm, which, through qualitative analysis, allowed us to measure the weight of variables and indicators. The case study was chosen as a verification strategy. In addition, documentary content and discourse analysis was collected through interviews with members of the São Francisco River Basin Committee in their submediate excerpt. The result was the identification and analysis of representations of the semiarid territory over the centuries in which it was called sertão. Thus, the semiarid has been represented as a frontier of colonization and empty spaces, as a problem region, as a representation of the past and the spaces of memories and, finally, of sustainability through coexistence with the semiarid. These representations strongly influenced the view of the state and organized civil society in the territory, regarding water management policies and actions. Water management in the study area, from a multi-scale perspective, has three levels. The first is the state, the second is civil society organizations in partnership with the state, and the third is the São Francisco Sub-basin Regional Advisory Chamber, as part of the work of the São Francisco River Basin Committee. This leads to overlapping skills and, at the same time, hindered administration for popular understanding and participation. The thesis proposes a conceptual framework for the construction of a sustainable management model that involves changing the view of the territory, consolidating relations and institutional laws, deepening decentralization and autonomy in committee decisions, watersheds and fostering a culture of anticipating problems and crises. / O Brasil éum dos países mais servidos em termos de recursos hídricos, com 12% do total mundial. No entanto, seuprocesso de gestãoainda é imaturo em comparaçãocom países europeus, asiáticos e norte-americanos. Os problemas de acesso, uso e gestão da águaapresentam diferentes contextos e problemas dentro do país. A região Nordeste responde por umterço da população e possui cerca de 3, 3% dos recursos hídricos. Nessaregião, fica o semiárido, que sofrehistoricamente os impactos sociais e econômicos das secas periódicas. Nesse contexto, essa tese propõeumareflexão para direcionar a um modelo de gestãosustentável do semiárido brasileiro. Seu objetivo é contribuir para a governança da águaaplicávelàs partes interessadas e respeitar as características sociais, econômicas e culturais da região. À primeira vista, optamos por escolhasconceituais e metodológicas para entender os efeitos de umséculo de história da gestão da águanaregião em estudo. Assim, temse as representaçõesterritoriais, a governança da água e a visão do Estado que foramescolhidas como quadro teórico. A metodologia faz parte do paradigma interpretativo multivariado, que, por meio da análisequalitativa, permitiu medir o peso das variáveis e indicadores. O estudo de caso foiescolhido como estratégia de verificação. Alémdisso, foifeita a análise do conteúdo documental e dos discursos coletado por meio de entrevistas commembros do Comitê da da Bacia do Rio São Francisco em seu trecho do submédio. O resultado foi a identificação e análise de representações do território semiárido ao longo dos séculos em que foi chamado sertão. Assim, o semiárido tem sido representado como umafronteira da colonização e espaçosvazios, como umaregião problema, como umarepresentação do passado e dos espaços da memória e, finalmente, da sustentabilidadeatravés da convivênciacom o semiárido. Essarepresentaçõesinfluenciaramfortemente a visão do estado e da sociedade civil organizada no território, quantoàs políticas e ações de gestão hídrica. O gerenciamento da águana área de estudo, em uma perspectiva de múltiplas escalas, possuitrêsníveis. O primeiro é o estado, o segundo são as organizações da sociedade civil em parceriacom o estado e o terceiro é a Câmara Consultiva Regional da Sub-bacia do São Francisco, como parte do trabalho do Comitê da Bacia do Rio São Francisco. Isso leva à sobreposição de habilidades e, ao mesmo tempo, dificultou a administração para a compreensão e participação popular. A tese propõeumarcabouçoconceitual para a construção de um modelo de gestãosustentável que envolvamudançanavisão do território, consolidação de relações e leisinstitucionais, aprofundamento da descentralização e autonomianasdecisões dos comitês. bacias hidrográficas e fomentando a cultura de antecipar problemas e crises.

Par un regard croisé sur l'histoire environnementale et régionale, cette étude permet la réévaluation dans une perspective de longue durée des désertions des villages du Fayoum de l'Egypte romaine aux IIIe et IVe siècles de notre ère. En appliquant le modèle d'analyse des situations de crises sociétales de madame Ella Hermon, cette recherche passe en revue l'évolution historique à l'époque hellénistique et romaine afin de mettre en lumière non seulement un état de crise endémique qui tient compte du facteur environnemental, mais également des changements de perspectives à l'époque romaine. En effet si, à l'époque lagide, nous assistons dans le Fayum à la construction d'un nouvel écosystème basé sur des aménagements hydrauliques importants et une solide administration, la transformation de l'Egypte en province romaine signifie un renforcement des systèmes en place par une tentative d'adaptation constante à l'émergence et à la cristallisation d'une crise sociétale. Grâce à la documentation papyrologique, nous pouvons constater que le facteur environnemental se présenta comme un catalyseur des ruptures tant sociales qu'économiques, et cela à l'échelle locale. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2014