Cette étude présente les travaux expérimentaux sur le comportement hydromécanique d'une fracture en cisaillement sous des conditions de contrainte normale constante qui ont permis de caractériser sa transmissivité hydraulique intrinsèque en fonction de l?anisotropie directionnelle de la morphologie de la rugosité des surfaces de la fracture. Les essais ont été réalisés sur des répliques en mortier d'une fracture naturelle de façon à maintenir la même morphologie des surfaces à chaque essai. Le programme d'essais comprenait le cisaillement des répliques de la fracture dans quatre directions et à quatre niveaux de contrainte normale. Chaque essai se composait de plusieurs pas de cisaillement entre lesquels des injections ont été effectuées à des débits différents. Les résultats de ces essais montrent que: ?pour l'ensemble des essais, la transmissivité intrinsèque globale est comprise dans une zone enveloppe d'environ un ordre de grandeur. Les courbes de transmissivité à l'intérieur de cette zone enveloppe ont la particularité d'augmenter d'environ deux ordres de grandeur durant le premier millimètre de déplacement tangentiel et, par la suite de se stabiliser rapidement; ?la dilatance la plus élevée ne correspond pas nécessairement à la transmissivité intrinsèque la plus élevée et, par conséquent, le comportement de la transmissivité intrinsèque n'est pas directement proportionnelle à la dilatance d'une fracture durant son cisaillement; ?après la résistance de cisaillement au pic, l'écart est de plus en plus marqué entre les courbes des transmissivités intrinsèques à différents débits; ?à partir de la résistance de cisaillement au pic et du début de la dégradation des aspérités, une anisotropie directionnelle de l'écoulement se développe démontrant la plus forte transmissivité orientée perpendiculairement à la direction du cisaillement; ?Panisotropie ne se développe pas également dans les deux sens de la direction perpendiculaire au cisaillement. Dans le but de caractériser la dynamique de l'écoulement dans la fracture, des analyses statistiques de la morphologie des surfaces et des moulages des vides ont été effectuées avant et après cisaillement. Une analyse statistique des hauteurs des aspérités, à l'échelle globale des surfaces de la fracture, a permis de caractériser la morphologie de la fracture et de mettre en évidence l'existence d'une structure morphologique de grandes dimensions à laquelle se superpose des aspérités plus petites de dimensions variables. Cette structure de grande dimension engendre un palier plus élevé occupant un peu plus de la moitié de la surface de la fracture. L'étude de la morphologie des surfaces de la fracture effectuée à l'aide des variogrammes moyens des hauteurs des aspérités par direction avant cisaillement, démontre la présence de deux familles de structures emboîtées (28 et 15 mm). Cette même étude effectuée après cisaillement démontre que la dégradation des aspérités est associée à la diminution de la transmissivité intrinsèque de la fracture. Finalement, le moulage des vides, lors des essais de cisaillement, a permis de vérifier l'évolution des contacts avec l'augmentation du déplacement en cisaillement et de visualiser la chenalisation de l'écoulement durant le cisaillement de la fracture.

Une grande partie du territoire québécois n'est pas couverte par la stratégie de détection des feux de forêt de la Société de protection des forêts contre le feu. L'utilisation d'images satellitaires permettrait d'avoir un portrait de la situation des feux sur l'ensemble du territoire. Une technique de détection et de suivi des feux de forêt pourrait être intéressante pour les secteurs éloignés situés dans la zone de protection restreinte au nord du 5iieme parallèle nord. L'objectif de cette étude est d'améliorer l'arsenal pour la lutte contre les feux de forêt. La méthode développée dans cette étude compare la luminance mesurée par les canaux 3 et 4 du capteur AVHRR au-dessus des feux de forêt. Pour vérifier la capacité et l'efficacité de ce traitement à détecter des feux de forêt, les images-résultats ont été comparées avec les cartes de localisation des feux de forêt tracées à partir des données fournies par la direction de la conservation des forêts du ministère des Ressources naturelles du Québec. Bien que les données brutes des canaux 3 et 4 fournissent des informations intéressantes sur la répartition des feux, le traitement des images développé au cours de cette étude permet de mieux mettre en évidence les feux par rapport au reste de l'image. En plus de la détection des feux, la méthode permet aussi d'évaluer leur intensité et leur direction. Le traitement des images satellitaires a permis de détecter 62 % des feux de plus de 10 ha qui n'étaient pas couverts par des nuages. Le plus petit feu de forêt détecté avec la méthode est un feu de 20 hectares. Même si la méthode n'a pas permis de détecter tous les feux présents, elle fournit néanmoins une information des plus précieuses puisque aucun autre moyen présentement disponible ne permet d'avoir un portrait de chaque kilomètre carré du territoire plusieurs fois par jour et ce, à un coût comparable à celui des images satellitaires.

Une série d'essais mécaniques en cisaillement sur des répliques en mortier d'une fracture rocheuse (Flamand, 2000) a permis de mettre en évidence l'influence de la morphologie sur le comportement mécanique en cisaillement. Partant de ces essais on se propose d'établir un modèle du comportement et de déterminer quels sont les paramètres ou facteurs morphologiques les plus influents sur le comportement. A cette fin une revue bibliographique dans le domaine du comportement mécanique des fractures rocheuses a été réalisée ; il en ressort que les modèles actuels ne permettent pas de modéliser en une seule fois, le comportement sur toute la gamme des déplacements horizontaux. Dans un premier temps, une simulation géostatistique de la surface des épontes rocheuses est effectuée pour calculer, quelle que soit la direction de déplacement relatif des épontes, les valeurs de facteurs morphologiques ; on en retient quatre RL, Z3, 62, Z4. Dans un deuxième temps, un plan d'expériences prenant en compte des facteurs mécaniques (contrainte normale et déplacement horizontal) et les facteurs morphologiques précédents est construit; les résultats qui en découlent sont analysés. Les résultats du plan permettent d'obtenir un modèle de simulation du comportement pour des contraintes normales comprises entre 0 % et 30 % de la résistance en compression du matériau utilisé pour les répliques, pour des déplacements tangentiels compris entre 0 mm et 5 mm, et pour toutes les directions de déplacements horizontaux. Le facteur morphologique Z3 se distingue des autres ; on montre que son influence sur le comportement est très faible. Les facteurs morphologiques (RL, Z4 et 82) influencent de façon significative le comportement mécanique en cisaillement, soit la dilatance, et la contrainte tangentielle. Tenant compte des résultats d'une étude des erreurs de prédiction, une nouvelle série d'essais est proposée respectant une répartition uniforme des niveaux du facteur morphologique 02.

Le district de Chibougamau-Chapais fut l’un des principaux camps producteurs de Cu et Au en Amérique du Nord pendant la seconde moitié du XXème siècle. Ces métaux ont été exploités à partir de veines à sulfures typiques du district, et seulement deux gisements de sulfures massifs volcanogènes (SMV) y sont connus : l’ancienne mine Lemoine et le gisement Lac Scott. Ce projet de maîtrise vise à démontrer l’existence d’un potentiel sous-estimé en minéralisations de SMV à travers l’étude de plusieurs décapages récents et minéralisés. Un total de quatre secteurs répartis autour de Chibougamau, regroupant chacun une dizaine de décapages, a été cartographiés Ces secteurs sont : 1) Lac Taché-Km25 ; 2) l’Indice David ; 3) Saw Mill ; et 4) Indian Lake. Le projet répond à trois objectifs que sont : 1) la démonstration que les zones minéralisées de ces secteurs sont volcanogènes ; 2) le positionnement de ces secteurs dans la stratigraphie régionale ; et 3) la caractérisation de la fertilité des systèmes hydrothermaux. Les outils utilisés à cet effet sont la cartographie de détail des décapages, l’analyse lithogéochimique des roches hôtes et l’analyse in-situ de la chimie des pyrites en spectrométrie de masse par ablation laser (LA-ICP-MS). Pour toutes les zones minéralisées visitées, l’affinité volcanogène a été démontrée grâce à la présence des éléments suivants : 1) des lentilles concordantes de sulfures semi-massifs à massifs; 2) des couloirs discordants enrichis en chlorite, silice et sulfures (chalcopyrite notamment) ; 3) un environnement volcanique sous-marin montrant des périodes propices au développement de SMV ; et 4) des structures syn-volcaniques (failles, dykes) recoupant les lentilles sulfurées. La caractérisation des assemblages volcanosédimentaires locaux et de la géochimie des roches hôtes a permis de définir l’emplacement des zones étudiées dans l’empilement volcanique régional. Ainsi, l’indice David et le secteur Lac Taché – Km25 appartiendraient au même niveau stratigraphique Est-Ouest à l’interface entre les membres de David et d’Allard. Il s’agit d’un horizon particulièrement prospectif car il contient les deux indices mentionnés ci-dessus ainsi que de nombreuses lentilles de formations de fer et d’exhalites. Cet horizon est par ailleurs synchrone au développement des rhyolites minéralisées du Lac Scott. Le secteur Saw Mill est associé aux andésites basaltiques porphyriques d’affinité calco-alcaline typiques du Membre d’Andy. Les décapages du secteur d’Indian Lake se situent à 3 km au Sud-Ouest du secteur Saw Mill. La succession des roches, selon une polarité vers l’Ouest montre des rhyodacites lobées, une lentille pyriteuse et des turbidites. Cet assemblage a déjà été identifié au Nord du Lac Chibougamau comme le sommet du Membre d’Allard, soit à la toute fin du second cycle volcanique de cette région. L’affinité géochimique des roches d’Indian Lake corrobore cette interprétation. L’analyse du cortège en éléments traces des pyrites montre que les systèmes hydrothermaux à l’origine des minéralisations sont fertiles. Des diagrammes Se/Tl vs As permettent également de différencier les zones d’alimentation (feeders) de haute température des lentilles concordantes, en accord avec le modèle volcanogène. Finalement, des guides d’exploration sont proposés en fonction du positionnement des secteurs cartographiés. Le niveau Lac Scott - Indice David - Membre de Portage - Lac Taché - Km25 semble particulièrement prospectif. L’activité hydrothermale à Chibougamau-Chapais ne se limite toutefois pas à cet horizon, et perdure au moins jusqu’à la toute fin du 1er cycle volcanique du Groupe de Roy.

L’évaluation des risques sismiques nécessite de connaitre l’aléa sismique ainsi que la vulnérabilité des infrastructures, lesquels dépendent, entre autres, de la géologie du territoire à l’étude ainsi que de la typologie des bâtiments exposés. À l’aide de ces éléments, il est possible d’effectuer une zonation des dommages auxquels sont potentiellement exposés les bâtiments. À partir de la base de données développée sur le sous-sol du Saguenay-Lac-Saint-Jean dans le cadre du Programme d’acquisition des connaissances sur les eaux souterraines, des composantes importantes du risque sismique ont été évaluées pour le territoire de la ville de Saguenay. Cette base de données a servi notamment à l’élaboration d’un modèle géologique de la couverture de dépôts meubles sur le territoire de la ville. Des valeurs de vitesse des ondes de cisaillement (Vs), caractéristiques des matériaux géologiques, ont ensuite été estimées pour les divers types de dépôts modélisés. Finalement, la distribution spatiale de la vitesse des ondes de cisaillement et de la période fondamentale de résonnance a été déterminée pour définir la susceptibilité des sols aux effets d’amplification sismique des sites. Cette cartographie a ensuite été utilisée pour caractériser la probabilité de dommages de certains bâtiments publics de la ville de Saguenay. En premier lieu, la typologie et le code de design sismique des bâtiments ont été définis. Le niveau de secousse sismique a été calculé pour trois scénarios de magnitude 5, 6 et 7, pour ultimement déterminer les dommages pour ces scénarios pour certains bâtiments publics. Les résultats de ces travaux indiquent que la ville de Saguenay est particulièrement sensible aux effets d’amplification sismique des sites, particulièrement dans les basses-terres du Saguenay où vit la majorité de la population. Les scénarios sismiques considérés n’indiquent pas un risque élevé pour les bâtiments publics. Ces travaux seront utiles au service de sécurité de la ville de Saguenay pour la mise à jour de leur plan de première urgence lors d’une catastrophe sismique.

La stabilité de pentes rocheuses, d'ouvertures souterraines et d'autres ouvrages aménagés en massifs rocheux fortement fracturés peut présenter des risques à cause d'un mode de rupture inusité : le développement de zones d'instabilité en kink (ZIK). Bien que ce type d'instabilité a été reconnu et observé, la conception géomécanique d'ouvrages dans ces milieux ne tient compte que très rarement d'un tel mode de rupture et très peu d'études ont porté sur ce problème. La présente recherche analyse les conditions critiques menant à ce type d'instabilité et propose un critère de rupture permettant de déterminer sa résistance au cisaillement au pic. Tout d'abord, des simulations numériques utilisant le code de programmation UDEC ont relié la dilatance du massif rocheux fracturé durant la déformation au développement des ZIK et à leur résistance. Ainsi, le développement des ZIK est toujours associé à une importante dilatance du système. De plus, il ressort que le taux de dilatance est fonction de la géométrie des ZIK. Ces observations ont alors permis le développement d'un critère de rupture. Ce dernier est basé sur des considérations énergétiques et il permet de calculer la résistance au cisaillement au pic des zones d'instabilité en kink « %, » en fonction de la contrainte normale appliquée « ? », de la dilatance du système « ? » et de la friction interne « ? » : Finalement, les simulations numériques systématiques en chargement biaxial ont permis de déterminer des relations statistiques associant la géométrie du réseau de fracture à la géométrie des ZIK qui s'y développent. Ainsi, l'inclinaison et l'épaisseur des ZIK peuvent être estimées à partir uniquement de l'orientation de la fracturation et de la friction de surface des joints. Ces éléments géométriques permettent de calculer l'angle de dilatance des ZIK, donc leur résistance.

Le secteur de Monsabrais est un centre volcano-plutonique situé au nord-ouest du Groupe de Blake River. Il est situé entre les réseaux de failles internes et externes de la caldeira de Misema, basée sur le modèle de méga-caldeira pour le Groupe de Blake River. La présence d'une séquence volcanique recoupée par un essaim de dykes radiaux et concentriques autour de la suite plutonique de Monsabrais est un facteur clé du secteur. Cet environnement est généralement très favorable pour la formation de minéralisations volcanogènes. Le projet avait pour objectif principal la mise en place et le rôle génétique des dykes sur la minéralisation. Une série de techniques ont été utilisées: cartographie et échantillonnage, étude pétrographique des échantillons frais, altérés et minéralisés, lithogéochimie des dykes et des roches encaissantes, et étude des sulfures basée sur la signature des éléments traces analysés par LA-ICP-MS. Comme résultat de l'application de ces techniques, il est possible de déterminer le caractère co-magmatique de ce système volcano-plutonique de composition intermédiaire et d'affinité magmatique transitionnelle. Les lithologies intrusives sont: dykes majeurs, dykes équigranulaires, dykes porphyriques, la suite plutonique de Monsabrais et les dykes aplitiques. Les dykes majeurs sont interprétés comme des conduits d'alimentation de la séquence volcanique. La suite plutonique de composition gabbroique à granodioritique recoupe les unités précédentes. Les dykes aplitiques de composition granodioritique à granitique sont une phase plus felsique et tardive du pluton. Les dykes équigranulaires et porphyriques recoupent les autres lithologies, et ont la même composition que le pluton, mais se distinguent texturalement par leur granulométrie plus fine. L'altération hydrothermale a une distribution diffuse interprétée comme résultant de la superposition de zones d'altération semi-conformes. Les zones d'altération sont envahissantes et se manifestent sous la forme des minéraux suivants: quartz, épidote, chlorite et carbonate. Les veines de quartz-carbonates sont considérées comme étant syn-génétiques à l'altération hydrothermale. Ces modifications sont la conséquence de l'action des fluides hydrothermaux et du lessivage d'éléments dans une zone distale suivi par leur précipitation dans une zone proximale plus chaude. La source du fluide est interprétée comme étant l'eau de mer chauffée et possiblement des fluides hydrothermaux tardifs provenant de la suite plutonique. La minéralisation est représentée par la présence de pyrite, de pyrrhotite et de chalcopyrite sous trois formes: disséminée dans la matrice de la roche, en remplissage d'amygdules et moins communément dans les veines de quartzcarbonate. La classification texturale des pyrites met en évidence deux familles qui partagent les mêmes signatures géochimiques. La pyrrhotite a une signature géochimique similaire à celle des pyrites, attestant que les sulfures résultent d'un même événement hydrothermal. De plus, ces textures et signatures géochimiques sont comparables à celles d'autres gisements volcanogènes connus. Le modèle d'évolution définit le complexe de Monsabrais comme un événement magmatique formé en deux étapes. Un premier événement extrusif responsable de la formation de la séquence volcanique, où les dykes majeurs étaient des conduits nourriciers du magma. Le deuxième événement magmatique est responsable de la mise en place de la suite plutonique. Les autres dykes sont mis en place pendant les deux événements. Ces caractéristiques appuient la présence d'une ou plusieurs chambres magmatiques. L'activité hydrothermale résulte pour la plupart de la percolation d'eau de mer durant l'édification volcanique sous marine. - The Monsabrais area is a volcano-plutonic center located at the Northwest of the Blake River Group. It is situated between the inner and outer ring faults of the interpreted Misema Caldera based on the mega caldera complex model for the Blake River. The presence of a volcanic sequence intruded by a swarm of radial and concentric dykes within the plutonic suite of Monsabrais is the key features of the sector, and commonly very favourable for volcanogenic mineralization. The project had for main objective the establishment of the genetic role of the dykes on the mineralization. A series of techniques were used: mapping and sampling, pétrographie study of fresh and altered and mineralized samples, lithogeochemistry of dykes and host rocks and sulfide studies based on trace element signature yields by LA-ICP-MS. As result of the application of those techniques, it is possible to determine the co-magmatic character of this predominant intermediate, transitional magmaticvolcanic system. The intrusive lithologies are: major dykes, equigranular dykes, porphyritic dykes, Monsabrais plutonic suite and aplitic dykes. The major gabbroic dykes are interpreted as feeder conduits for the volcanic sequence. The gabbro to granodiorite plutonic suite crosscuts the precedent units. The granodiorite to granite aplitic dykes are a late and felsic phase from the pluton. The equigranular and porphyritic dykes have the same plutonic composition but a finer granulometry and occur crosscutting the other lithologies. The hydrothermal alteration has a random distribution interpreted as resulting from the analogous overprinting of semi-conformable alteration zones. The alteration zones are represented by the pervasive alteration of the following minerals: quartz, epidote, chlorite and carbonate. The quartz-carbonate veins are considered as related to the alteration zone genesis. Those alterations are the consequence of the distal leaching of elements from the rocks by hydrothermal fluids and the following precipitation of those elements in a proximal, hotter zone. The fluid source is interpreted as heated sea water and possibly later magmaticfluids from the plutonic suite. The mineralization is manifested by the occurrence of pyrite, pyrrhotite and chalcopyrite that occur on the area in three forms: disseminated in the whole rock, filling amygdules and less recurrent in quartz-carbonate veins. The pyrite defines texturally two families that share similar elemental signatures. The pyrrhotite has similar elemental signature to the pyrite families, evidencing that sulfides result from the same event. These are chemically and texturally comparable to other known volcanogenic deposits. Evolution model defines the Monsabrais complex as a two stage magmatic event. A first extrusive event is responsible for the formation of the volcanic sequence, fed by the major dykes. The second magmatic event is responsible for the plutonic suite emplacement. The other dykes are emplaced continuously during and between both events. Those features support the presence of one or more magmatic chambers in a volcanic center with complex and long evolution magmatism. Hydrothermal activity, mostly by seawater percolation was related to the volcanic edification under water.

Ce projet vise à développer une méthodologie pour caractériser les aquifères régionaux en socle rocheux fracturé et faillé à partir de mines souterraines, en considérant l’accès privilégié qu’offrent les mines et malgré les perturbations qu’elles engendrent. Les mines Beaufor, CANMET et Lac Herbin ont servi à tester les méthodes ; elles sont toutes situées dans le pluton de Bourlamaque, près de la ville de Val-d’Or, en Abitibi, au Québec, Canada. Les aspects suivants sont considérés : les systèmes de fractures, les propriétés hydrauliques, l’hydrogéochimie et les contraintes géomécaniques. Les industries minières possèdent plusieurs données existantes aidant à caractériser les aquifères rocheux. Des levés structuraux, des mesures de pression d’eau et l’échantillonnage de l’eau pour les analyses chimiques à partir des excavations minières complètent les données contribuant à établir un portrait de ces aquifères. Les levés de fractures montrent que même si les trois mines sont dans un contexte géologique similaire, elles sont différentes du point de vue structural. Plusieurs modèles analytiques de l’écoulement des eaux souterraines peuvent être utilisés à partir de données collectées dans les excavations souterraines pour estimer les propriétés hydrauliques d’un aquifère régional dans le roc fracturé. Ces modèles ont été développés soit pour des mines, pour des tunnels ou pour des puits à drains rayonnants. Les valeurs de conductivité hydraulique obtenues à l’aide de ces modèles pour les trois sites miniers sont présentées par des intervalles de valeurs possibles associés à chaque méthode ; les valeurs les plus probables sont situées entre 1,6 x 10-9 m/s et 4,6 x 10-9 m/s, les valeurs extrêmes sont de 2,0 x 10-10 m/s et 4,4 x 10-8 m/s. Les analyses chimiques de l’eau souterraine montrent deux types d’eau principaux : des eaux bicarbonatées calciques échantillonnées à des profondeurs allant de 0 à 195 m, et des eaux chlorurées sodiques potassiques à une profondeur supérieure à 300 m. La chimie de l’eau varie aussi d’un secteur à l’autre dans une même mine. La concentration en tritium diminue également avec la profondeur, ce qui tend à indiquer que les eaux profondes sont les plus vieilles. Les carbonates passent de sous-saturés près de la surface à saturés en profondeur puisque le pH augmente avec la profondeur, alors que pour les minéraux argileux c’est l’inverse. En conclusion, malgré les perturbations occasionnées par les mines, ces excavations représentent des endroits propices et comportant plusieurs avantages pour conduire des études de caractérisation d’aquifères en milieu rocheux fracturé et faillé.

L’incertitude liée aux conditions météorologiques est une des grandes problématiques de la prévision hydrologique. L’incertitude inhérente aux prévisions hydrologiques est due aux nombreuses manipulations qu’il faut effectuer pour transformer l’intrant météorologique en débit prévu pour un site en particulier. D’autre part, l’incertitude liée aux prévisions météorologiques est due aux conditions initiales et à la modélisation des phénomènes physiques. Les conditions initiales d’un modèle météorologique sont incertaines car on ne peut connaître avec exactitude l’état de l’atmosphère à un moment donné. De plus, les modèles sont des simplifications des phénomènes physiques complexes de l’atmosphère. En fait, une prévision de débit est l’aboutissement d’un processus de traitement des données impliquant les modèles de prévision météorologiques, des méthodes de pré-traitement (Zalachori, Ramos, Gar¸con, Mathevet, & Gailhard, 2012), des modèles hydrologiques, des méthodes de post-traitement et des modèles d’aide à la décision. Évidemment, les modèles sont des simplifications de phénomènes physiques complexes et comportent eux aussi une part d’incertitude inhérente aux processus représentés. La modélisation atmosphérique est un processus dynamique (Lorenz, 1963) et difficilement prévisible de par sa sensibilité aux états initiaux du modèle. De ce fait, les météorologues s’efforcent depuis les années 90 à considérer les différentes sources d’incertitude telle celle sur les conditions initiales et celle sur les paramètres dans les modèles atmosphériques. Ce changement de paradigme ne s’est cependant pas tout a fait complété dans le domaine de la prévision hydrologique opérationnelle. En effet, plusieurs centres continuent à se baser sur la méthodologie déterministe pour émettre leurs prévisions. Ceci est du notamment à la difficulté à prévoir des évènements de pluie par les modèles atmosphériques. Étant donné que les préciipitations sont des phénomènes très localisés, il est difficile de prévoir leur lieu exact d’occurrence. De plus, les précipitations, qu’elles soient liquides ou sous forme de neige, sont les variables d’entrée les plus importants d’un modèle hydrologique. Heureusement, malgré les difficultés mentionnées précédemment, la capacité de représenter les évènements de précipitation s’est grandement améliorée à travers les années. Un nombre croissant d’agences hydrologiques à travers le monde utilisent les prévisions d’ensemble dans un cadre opérationnel, notamment le EFAS (European Flood Alert System) (Thielen, Bartholmes, Ramos, De Roo, et al., 2008). Il est clair que le processus de production des prévisions hydrologiques contient plusieurs sources d’incertitude qui peuvent entraîner de graves conséquences pour les prévisions subséquentes. Il est scientifiquement plus correct de considérer et de traiter l’incertitude du modèle que de se limiter à des prévisions qui ne la considèrent pas. De l’acceptation de cette incertitude est née l’approche probabiliste. Cette approche nécessite donc de créer des membres à partir d’états initiaux perturbés. Cette procédure était impossible il y a une trentaine d’années par la capacité de calcul informatique qu’elle nécessite. De nos jours, la prévision météorologique probabiliste est la norme et est effectuée différemment pour chacun des centres météorologiques mondiaux. De plus, la résolution spatiale de ces prévisions données sous forme de grilles s’est grandement améliorée de manière à ce qu’elle soit adéquate pour la prévision hydrologique. La résolution spatiale plus fine des grilles de prévision permet de mieux décrire le champs de précipitation sur le bassin et donc d’améliorer la prévision hydrologique. Le premier objectif de ce projet de maîtrise est une analyse de l’inclusion de deux sources d’incertitude dans le processus de production de prévisions hydrologiques soit celle du choix de modèle atmosphérique ainsi que celle des conditions initiales et de la représentation physique de l’atmosphère. L’approche multi-modèle météorologique sera évaluée pour l’émission des prévisions d’ensemble hydrologiques. Cette analyse a pour but de comparer la performance d’un système de prévision multi-modèle météorologique avec la méthodologie couramment en vigueur chez Hydro-Québec qui est plutôt basée sur la climatologie. Le deuxième objectif est de tester une méthode de post-traitement multi-modèle appelée le ”Bayesian Model Averaging” (BMA) pour combiner les prévisions multi-modèles en une seule distribution prédictive. Le BMA permettra aussi d’attribuer à chaque modèle atmosphérique un poids représentatif de sa crédibilité déterminée lors d’une période d’entraînement. Des prévisions météorologiques provenant des modèles atmosphériques canadiens, américains et européens serviront à produire des prévisions hydrologiques sur trois bassins versants québécois soit La-Grande 4, Outardes 4 et Baskatong. Les performances de ces prévisions seront ensuite comparées à celle des prévisions opérationnelles brutes provenant d’Hydro-Québec. Ce mémoire de maîtrise se divise en 5 chapitres soit la problématique, la revue de littérature, l’approche méthodologique, la présentation des résultats et la conclusion.

Comme bien d'autres grandes métropoles construites sur des formations géologiques aquifères, Paris présente une situation hydrogéologique complexe et perturbée.L'imperméabilisation du sol modifie notablement la recharge naturelle des nappes qui se fait alors, principalement, par les fuites des réseaux (voirie, eau non potable, eaux usée …). L'urbanisation intense du sous-sol, qui représente plus de 30 % de la surface parisienne (hors bois de Vincennes et Boulogne), influence les écoulements des aquifères. A cela, s'ajoute le rôle des 20 à 30 millions de mètres cubes d'eau qui son prélevés annuellement dans les nappes phréatiques.Les aquifères parisiens sont surveillés par l'Inspection Générale des Carrières de Paris (Ville de Paris) grâce à un réseau de 305 piézomètres, qui suit en particulier les ouvrages à proximité de la Seine pour anticiper les conséquences d'une crue. La réalisation d'un modèle hydrogéologique du sous-sol parisien permettant d'évaluer les effets de tels évènements et tenant compte des spécificités de l'anthropisation présentait donc un intérêt.Dans cet objectif, un SIG en trois dimensions du sous-sol parisien a, en premier lieu, été construit. Il intègre plusieurs éléments :- La géologie parisienne depuis la craie campanienne jusqu'aux formations tertiaires. 20 000 sondages ont été exploités pour cela.- Les infrastructures souterraines : 20 000 parkings résidentiels et constructions en sous-sol, plus de 140 parcs de stationnement concédés par la ville de Paris, 197 km de galeries du métro souterrain et 46 km du Réseau Express Régional.- Les prélèvements d'eau, en se basant sur les prélèvements annuels déclarés (12 millions de mètres cubes).- Les données piézométriques issues de 669 piézomètres répartis sur Paris et des communes avoisinantes.Avant ce travail, il n'existait aucune représentation synthétique de l'organisation générale du sous-sol de la capitale et de ses aménagements.Un modèle mathématique hydrodynamique s'étendant sur l'emprise de la capitale et de la proche banlieue a ensuite été construit. Ce modèle multicouche comporte 11 couches alternant 6 niveaux aquifères et 5 niveaux semi perméables, discrétisées selon 607 171 mailles carrées de 50 mètres de coté. Au stade actuel, ce modèle a permis la réalisation de simulations exploratoires reproduisant en régime permanent la structure de l'écoulement dans les conditions d'aujourd'hui. / Paris, as many large cities built on aquifers, shows a disturbed hydrogeological environment.Land waterproofing reduces the natural recharge of the water table, then mainly driven by sewer network leakage. Underground intensive urbanisation covering more than 30 % of the Parisian surfaces (without Vincennes and Boulogne woods) influences groundwater flow. In addition, had to be taken in consideration the 20-30 millions cubic meters of water yearly pumped from the aquifer system.Parisian aquifers are surveyed by IGC (Inspection General des Carrières) from the city of Paris, thanks to a 305 piezometers network, in particular close to the Seine river, in order to monitor and anticipate a flood event. In order to appraise such events a hydrogeological model of the Parisian underground had to be setup, including anthropic specification.To achieve this model a 3D GIS of the Parisian underground has been done, integrating several topics:- Parisian geology, including Campanian chalk and tertiary formation. 20 000 geological drillings have been used.- Underground infrastructures: 20 000 residential car parks and cellars more than 140 public car parks conceded by the city of Paris, 197 km of underground subway and 46 km of RER.- Water pumping. Only declared samples (12 millions cubic meters)- Piezometric data from 669 piezometers over Paris and neighbouring townsBefore this thesis, no synthetic representation of Paris geology and underground has been done.In a second time a mathematical model including Paris and suburbs has been built. This multilayer model consists of 11 layers interbedding, 6 aquifers level and 5 semi-permeable discretized through 607 171 square mesh (50 m side). Until now, this mathematical model allowed exploratory simulation in steady state showing flow structure of the present day hydrogeological situation.