Inaug. _ Diss.: Rechts- und staatswissenschaftliche Fakultät: Zürich: 1976. _ Bibliogr. p. V-VI.

Th. univ.--Sciences--Dijon, 1973. / Bibliogr. p. 283-286.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Géographie et aménagement : Lyon 2 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.. Index.

La réduction des apports de phosphore (P) de sources agricoles diffuses est une priorité environnementale pour la baie Missisquoi, un plan d’eau partagé par la province de Québec et l’état du Vermont, sérieusement affecté par la prolifération de cyanobactéries. Les objectifs d’un projet de recherche initié en 1997 dans le bassin versant du ruisseau au Castor (11 km2) étaient de 1) décrire le système de transfert du P dans le bassin versant au moyen de descripteurs du paysage et des systèmes de production agricole et 2) évaluer l’effet d’un aménagement hydro-agricole du bassin sur le transfert du P. Une étude réalisée sous pluie simulée sur un réseau de 36 parcelles implantées sur les trois séries de sol dominantes du bassin a démontré un degré élevé d’interaction entre le couvert végétal (sol nu vs. prairie), l’apport d’engrais de ferme et les propriétés physico-chimiques des sols sur l’exportation du P et sa biodisponibilité. L’analyse de variance indique que les contributions des traitements et interactions à l’explication de la variabilité de la concentration en P total du ruissellement suit l’ordre suivant : Type de sol > Couverture du sol > Sol X Couverture du sol > Amendement au lisier. A l’échelle du bassin versant, les exportations annuelles de P total et de P réactif soluble se sont chiffrées, en moyenne, à 1,53 et 0,65 kg-P ha-1, respectivement, pour la période de suivi de six ans. La distribution temporelle des exportations de P fut épisodique. La plus large part des exportations demeure associée aux débits de pointe, à la faveur de conditions de ruissellement de surface associées à la fonte des neiges et aux précipitations sur sol gelé ou saturé à la fin de l’hiver et tôt au printemps. En régime d’écoulement de base, la relation débit-concentration en P du ruisseau indique que les contributions ponctuelles comptent pour 3 à 11% du total des exportations annuelles de P. En conditions de débits élevés du ruisseau, la forte biodisponibilité et la dominance de la forme particulaire du P exporté témoignent de mécanismes de stockage et de transformation dans le réseau hydrographique, de même que d’un transport significatif du P par les voies souterraines. L’analyse de covariance des observations de qualité de l’eau, utilisant le débit comme co-variable, a mis en relief un contrôle hydrologique, lié aux particularités du paysage, de même qu’une influence de la gestion des engrais de ferme sur la mobilité du P. Une réduction significative de l’ordre de 25% de la concentration en P total pondérée pour le débit des crues du ruisseau est associée à l’aménagement de bandes riveraines et de structure de captage du ruissellement le long de la branche principale du ruisseau. / Reduction of non-point source phosphorus (P) related to agricultural land use has been identified as a priority for Missisquoi Bay, a water body impaired by cyanobacteria blooms and shared by Quebec province, Canada, and Vermont state, USA. The objectives of a research initiated in 1997 within the Beaver experimental watershed (11 km2) were 1) to describe the non-point source P transfer to the aquatic ecosystem through landscape and agricultural production systems descriptors and 2) to evaluate the effectiveness of surface runoff management on P transfer. A simulated rainfall study conducted on an array of 36 runoff plots deployed on three benchmark soils of the watershed demonstrated the high level of interaction among cropping (tilled vs hay) and manure treatment and the site-specific influence of soil physical and chemical properties on P export and bioavaibility. Variance analysis indicated significant contributions of treatments in explaining total P concentration in runoff as follows: Soil type effect > Cropping effect > Soil*Cropping interaction > Manure effect. Annual exports of dissolved reactive P and total P averaged 0.65 and 1.53 kg-P ha-1, respectively, over the six years watershed monitoring period. These export loads were temporally episodic in nature and occurred dominantly during peak stream flow events and under late-winter/early-spring conditions when overland runoff was generated through snowmelt or precipitation on thawing or saturated soils. Under base flow conditions, the flux-stream discharge relationship indicated that P point sources contributed between 3 to 11% of annual exports. During elevated stream flow conditions, high bioavailability and particulate ratio of P exports indicated in-stream P storage and transformation mechanisms, as well as a significant contribution of subsurface P transport to the main stream channel. Covariance analysis of water quality data using stream flow as a covariate highlighted a landscape-driven hydrologic control on the spatial pattern in P transfer, as well as an influence of manure P sources management. Temporal trend in water quality from the downstream station also indicated a 25% reduction in total P flow-weighted concentration during high flows in response to the establishment of riparian buffers and catch basins along the stream main stem.

Thèse de doctorat : Mécanique des fluides : Strasbourg 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 14 p.

L’eutrophisation en milieux côtiers et estuariens est souvent reliée à une augmentation des apports en nutriments aux systèmes stimulant leur productivité et représente, à ce jour, l’un des plus gros enjeux associés aux impacts de la pollution par les activités anthropiques. Le Saint-Laurent, considéré comme l’un des plus grands systèmes hydrographiques au monde, fait désormais l’objet d’études cherchant à mieux comprendre les causes du développement d’une zone hypoxique (i.e. zone déficitaire en oxygène dissous) en eau profonde au niveau de son estuaire. Deux grandes causes principales pourraient expliquer cette diminution d’oxygène : une variation au niveau des températures et des teneurs en oxygène des courants de l’Atlantique ainsi qu’une augmentation de la demande en oxygène expliquée par la décomposition de la matière organique. Dans ce contexte, l’objectif principal de ce projet est de caractériser la répartition spatiale et saisonnière des éléments nutritifs de l’estuaire moyen et maritime, entre la ville de Québec et Pointe-des-Monts. Les données recueillies sont issues d’expéditions en mer menées au cours des quatre saisons entre l’automne 2017 et l’été 2019. Des incubations avec enrichissement de nitrate, d’ammonium ou d’urée marqué au ¹⁵N ont également été effectuées à différents points de l’estuaire afin de quantifier et de caractériser la prise d’azote par le phytoplancton. Les résultats indiquent la présence de gradients spatiaux dans les concentrations de nutriments associés à la zone de transition entre la portion d’eau douce et d’eau salée de l’estuaire. Les secteurs de Québec et de l’estuaire moyen présentent une variation saisonnière importante largement associée aux apports provenant de la portion fluviale du fleuve. Les données printanières suggèrent également que les concentrations de surface en nitrate de l’estuaire maritime sont influencées par la propagation des concentrations élevées observées en amont. Les ratios azote:phosphore (N:P) inorganiques dissous indiquent que la région de Québec est passée d’une limitation en phosphore à une limitation en azote depuis les années 1970. Les taux maximaux de prise d’azote par le phytoplancton ont été mesurés dans le secteur de Québec et de l’estuaire moyen au cours des quatre saisons. La contribution relative des différentes formes d’azote indique que le nitrate et l’ammonium sont préférés à l’urée quelle que soit la position dans l’estuaire. Ces travaux, qui pourront désormais servir de référence, permettent une meilleure compréhension de la dynamique des nutriments dans l’estuaire du Saint-Laurent. / Eutrophication in coastal and estuarine environments is often linked to an increase in nutrient inputs to ecosystems, stimulating their productivity and, to date, represents one of the biggest issues associated with the impacts of pollution from anthropogenic activities. The St. Lawrence System is considered one of the largest hydrographic systems in the world and is now the subject of studies that are looking into the causes of the development of a hypoxic zone (i.e. a zone lacking in dissolved oxygen) in the deep waters of its estuary. Two main causes have been identified to explain this decrease in dissolved oxygen: a variation in water temperature and oxygen levels in the Atlantic currents, and an increase in oxygen demand due to the decomposition of organic matter. In this context, the main objective of this project is to characterize the spatial and seasonal distribution of nutrients in the Upper and Lower Estuaries, between Quebec City and Pointe-des-Monts. The data has been collected on expeditions conducted in all four seasons between fall 2017 and summer 2019. Incubations with enrichment of ¹⁵N-labelled nitrate, ammonium or urea were also carried out at various stations in the estuary to quantify and characterize nitrogen uptake by phytoplankton. The results indicate the presence of spatial gradients in nutrients concentrations associated with the transition zone between the freshwater and marine portions of the estuary. The Quebec City and Upper Estuary sectors show significant seasonal variation largely associated with inputs from the upstream river. The spring data also suggest that surface nitrate concentrations in the Lower Estuary are influenced by the spread of high concentrations observed upstream. Dissolved in organic nitrogen:phosphorus ratios indicate that the Quebec City area has undergone a transition from phosphorus to nitrogen limitation since the 1970s. Maximum nitrogen uptake rates by phytoplankton were measured in the Quebec City area and the Upper Estuary in all four seasons. The relative contribution of the different forms of nitrogen indicates that nitrate and ammonium are preferred to urea regardless of position in the estuary. This work, which can now be used as a reference, provides a better understanding of the dynamics of nutrients in the St Lawrence Estuary.

Th. 3e cycle--Pharm. métrol. des polluants dans l'alimentation et l'environnement--Montpellier 1, 1979.

Le concept d'intégration dans la gestion intégrée de l'eau par bassin versant (GIEBV) a été sélectionné pour décloisonner les différentes approches et mieux protéger les ressources en eau dans une optique de développement durable. Ce processus intégré, caractérisé par la transversalité de nombreux enjeux, est complexe. L'évaluation des politiques publiques rattachée à ce type de gestion, l'est tout autant. Au-delà des avancées réalisées dans les dernières décennies, plusieurs problématiques freinent toujours l'intégration de la GIEBV au Québec. Divers ouvrages scientifiques québécois ont abordé divers thèmes et solutions pour la GIEBV. À travers notre démarche, plusieurs de ces analyses ont été sélectionnées et structurées autour de quatre types d'intégration (verticale, de la connaissance, participative, territoriale). Cette approche a permis d'identifier certains enjeux fondamentaux de la GIEBV et de mettre en relation diverses recommandations sous forme de synthèse afin d'évaluer la Politique nationale de l'eau (PNE) de 2002. Dans une optique de responsabilisation des acteurs de l'eau, ces pistes de solutions peuvent bonifier l'approche de la nouvelle Stratégie québécoise de l'eau (2018-2032) et ainsi renforcer le caractère intégré de la GIEBV au Québec. Nos résultats amènent à voir que, malgré les efforts des 15 dernières années, l'intégration pour la GIEBV n'est pas suffisamment effective. Bien qu'une évolution plus marquée soit observée pour l'intégration participative, certaines avenues devraient toutefois être davantage considérées pour ce type d'intégration comme celles d'acteurs plus responsabilisés œuvrant dans une dynamique plus collaborative et une clarification du rôle des organismes de bassins versants (OBV). Pour sa part, l'intégration verticale serait plus efficace par une décentralisation des responsabilités vers le palier régional, une législation révisée afin d'assurer une plus grande concordance entre ministères et secteurs d'activités ainsi que par la mise en place d'un système de redevance diversifié. Pour l'intégration de la connaissance, les différents types de savoirs (scientifiques, locaux, experts) devraient être mieux valorisés dans toutes les étapes du processus de la GIEBV. Pour l'intégration territoriale, l'échelle du bassin versant devrait être davantage considérée comme la plus pertinente pour la planification territoriale et pour articuler davantage la réalité des sous-bassins versants en matière de GIEBV jusqu'aux différents ministères.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Les conditions actuelles de réchauffement climatique provoquent d'importants changements dans les paysages subarctiques, notamment le dégel du pergélisol et la croissance des lacs de thermokarst. Ces lacs sont connus pour leur libération importante de gaz à effet de serre (GES), un processus conduit par l'activité microbienne. Ce projet utilise comme modèle la vallée de la rivière Sasapimakwananistikw (SAS), située dans la région de Whapmagoostui-Kuujjuarapik au Nunavik, pour tracer un portrait des populations virales de ces milieux afin de permettre une meilleure compréhension des changements liés au dégel du pergélisol. Les lacs de thermokarst sont peu profonds (< 3 m) et riches en matière organique. En été, leur colonne d'eau est stratifiée, avec des eaux chaudes et oxygénées en surface et des eaux froides et anoxiques en profondeur. En hiver, l'ensemble du lac est scellé par la neige et la glace, entravant les échanges avec l'atmosphère, et l'eau y devient entièrement anoxique. Ces conditions anoxiques favorisent l'activité des micro-organismes méthanogènes et la formation de GES. Les virus sont connus pour avoir un impact considérable sur l'environnement. Ils peuvent affecter les réseaux trophiques, l'équilibre des populations microbiennes et les cycles biogéochimiques. Puisque nombre de virus sont encore inconnus, leur impact sur les écosystèmes polaires reste mal documenté. Ce projet donne l'occasion de combler une lacune importante dans les connaissances actuelles. Dans ce projet, j'utilise une approche métagénomique pour étudier la communauté virale des lacs de thermokarst du nord du Québec dans le but de répondre aux questions suivantes : (1) Quelle est la diversité virale des lacs de thermokarst et comment varie-t-elle au fil des saisons? Et (2) Quel est le niveau de connectivité entre les communautés virales nordiques, du lac thermokarstique aux milieux marins en passant par les rivières les reliant? Deux études préliminaires ont été menées pour étudier les communautés virales et leurs hôtes cellulaires dans le lac SAS2A. La première étude présente la variation saisonnière des communautés virales intracellulaires dans ce lac; la seconde étude étudie les hôtes cellulaires retrouvés dans la « petite » fraction. Ces études ont mis en lumière la transition des communautés virales entre les saisons ainsi que la diversité et les rôles métaboliques des micro-organismes de petite taille. L'analyse d'échantillons du lac SAS2A a permis de décrire deux communautés virales distinctes dans un lac de thermokarst échantillonné en été et en hiver sur une période de trois ans. Une communauté saisonnière dynamique occupe la couche de surface oxygénée pendant l'été et une communauté plus stable occupe la couche d'eau anoxique au fond du lac en été et dans une grande partie de la colonne d'eau en hiver. La grande majorité des génomes viraux identifiés dans ces métagénomes ont été assignés à des familles virales appartenaient aux Caudovirales (Caudoviricetes), notamment les groupes morphologiques myovirus, siphovirus et podovirus. Une comparaison avec des métagénomes d'autres milieux nordiques a mis en évidence la composition distincte des communautés virales dans cet écosystème lacustre de dégel du permafrost. L'analyse d'échantillons de multiples habitats dans la vallée SAS, incluant le lac SAS2A, la tourbière et une palse de la vallée SAS2, et la rivière SAS qui draine le système vers la Baie d'Hudson, a révélé un niveau de connectivité variable dans la région. Les résultats dénotent une déconnexion complète des communautés virales de la palse et de la rivière, contrastée par une relation étroite entre les communautés de l'eau du lac et de ses sédiments. La comparaison avec les populations virales de nos études antérieures a confirmé la récurrence de certains génotypes viraux dans cet habitat sur plusieurs années. Les résultats de cette étude montrent la présence d'une grande diversité de virus dans le paysage pergélisolé et indiquent une connectivité très variable entre les habitats adjacents. Dans l'ensemble, les résultats de cette thèse enrichissent nos connaissances sur le fonctionnement interne des lacs de thermokarst, en approfondissant notre compréhension des communautés virales sur un spectre taxonomique, temporel et spatial plus large. Les lacs de thermokarst présentent une grande diversité virale en toutes saisons et des relations transitoires complexes à travers le temps et l'espace. Ce projet ouvre la voie à une meilleure compréhension et de nouvelles recherches sur l'écologie virale des environnements nordiques touchés par la dégradation du pergélisol. / Under current global warming conditions, subarctic landscapes are undergoing major changes, including permafrost thawing and the growth of thermokarst lakes. These lakes are known for their considerable release of greenhouse gases (GHG), a process driven by microbial metabolism. This metagenomics project uses the Sasapimakwananistikw (SAS) river valley, located in the Whapmagoostui-Kuujjuarapik region in Nunavik, as a model to portray viral populations in these environments, with a focus on better understanding the changes associated with permafrost thaw. Thermokarst lakes are shallow (< 3 m) and rich in organic matter. In summer, their water column is stratified, with warm, oxygenated water at the surface and cold, anoxic water at the bottom. In winter, the whole lake is sealed off by snow and ice, preventing exchanges with the atmosphere, and becomes entirely anoxic. These anoxic conditions favor the activity of methanogenic micro-organisms and the formation of GHG. Viruses, small intracellular parasites, are known to have a considerable impact on their host and environment. They can affect food webs, the balance of microbial populations and biogeochemical cycles. Since many viruses are still unknown, their impact on polar ecosystems is still poorly documented. This project was an opportunity to fill a major gap in current knowledge. This project used a metagenomic approach to study the viral community of thermokarst lakes in northern Quebec, with the aim of answering the following questions: (1) What is the viral diversity of thermokarst lakes, and how does it vary over the seasons? And (2) What is the level of connectivity between northern viral communities, from peatland soils and wetlands to thermokarst lakes, and to the marine environment via connecting rivers? Two preliminary studies investigated viral communities and their cellular hosts in thermokarst lake SAS2A. The first study focused on the seasonal variation of intracellular viral communities in this lake, while the second examined the cellular hosts found in a small size fraction (< 0.2 μm) of the microbial community. These studies highlighted the transition of viral communities between seasons, as well as the high diversity and broad metabolic potential of small microorganisms, generally poorly represented in traditional metagenomes. Analysis of SAS2A lake samples revealed two distinct viral communities in a thermokarst lake sampled in both summer and winter over a three-year period. A dynamic seasonal community occupied the oxygenated surface layer in summer, while a more stable community occupies the anoxic water layer at the bottom of the lake in summer and a large part of the water column in winter. The vast majority of viral genomes identified in these metagenomes were assigned to viral families belonging to the Caudovirales (Caudoviricetes), notably the morphological groups myovirus, siphovirus and podovirus. A comparison with other permafrost and northern lake metagenomes highlighted the distinct composition of viral communities in this permafrost thaw lake ecosystem. Analysis of samples from multiple habitats in the SAS valley, including SAS2A lake, the surrounding peatland, a palsa in the SAS2 valley, and the river that drains the system into Hudson Bay, revealed a variable level of connectivity across the landscape. The results show a clear and complete disconnection between the viral communities of the palsa and the river, contrasted by a close relationship between the communities of the lake bottom water and its sediments. Comparison with viral populations from our previous studies carried out in this thermokarst lake system confirmed the recurrence of certain viral genotypes in this habitat over several years. The results of this study show the presence of a high diversity of viruses in the permafrost landscape and indicate highly variable connectivity between adjacent habitats. Overall, the findings of this thesis add to our knowledge of the inner workings of thermokarst lakes, deepening our understanding of viral communities over a wider taxonomic, temporal and spatial spectrum. Thermokarst lakes exhibit high viral diversity in all seasons, as well as complex transitional relationships across time and space. This project paves the way for a better understanding and new research into the viral ecology of northern environments impacted by permafrost degradation.

Les insecticides néonicotinoïdes, qui sont omniprésents en agriculture, sont un des principaux facteurs impliqués dans le déclin des populations d’abeilles domestiques et d’autres pollinisateurs sauvages. Dans cette étude, nous avons évalué les impacts des traitements de semences néonicotinoïdes sur le niveau de mortalité des abeilles domestiques, l’intoxication du bourdon fébrile (par le suivi d’un biomarqueur, acétylcholinestérase ou AChE) ainsi que sur la contamination de l’eau. Les résultats démontrent qu’à proximité des semis de maïs traités à l’insecticide le niveau de mortalité des colonies d’abeilles domestiques est quadruplé et le niveau d’AChE des bourdons est également plus élevé. Le projet a également permis de confirmer que les flaques d’eau à la surface des champs sont une nouvelle voie d’intoxication potentielle pour les abeilles. Ces résultats démontrent les nombreux impacts de l’utilisation massive des traitements de semences néonicotinoïdes et met en évidence le rôle essentiel qu'ils jouent dans l’actuel déclin des pollinisateurs. / Neonicotinoid insecticides, which are ubiquitous in agriculture, are one of the main factors involved in the recent decline of honey bees’ and native pollinators’ populations. In this study, we evaluated the impact of neonicotinoid seed treatments on honey bee mortality levels, bumble bees intoxication (through monitoring of acetylcholinesterase (AChE) as a biomarker) and water contamination. The results show that honey bee mortality level is quadrupled and that AChE levels of bumble bees are higher when living and foraging in a pesticide-treated corn-dominated environment. The project also confirmed that puddles of water at the surface of corn fields are a new potential route of intoxication for bees. These results demonstrate the harmful impact of the widespread use of neonicotinoid seed treatments and highlight the key role they play in the current pollinators’ decline.