Les trihalométhanes (THM) et les acides haloacétiques (AHA) constituent les seules familles réglementées de sous-produits de la désinfection (SPD). Les SPD sont des composés issus de la réaction de la matière organique naturelle présente dans l’eau et du désinfectant lors du traitement de l’eau potable. La plupart de ces composés ne sont pas réglementés, même si plusieurs études ont montré que certains SPD peuvent présenter un risque toxicologique plus important que les THM et les AHA. De nos jours, très peu d’informations sont disponibles sur l’occurrence des SPD non-réglementés dans l’eau potable, en particulier dans les petits réseaux municipaux. Paradoxalement, les petits réseaux approvisionnés en eau de surface ont souvent des difficultés à mettre en place des traitements adéquats pour enlever les précurseurs de SPD dans l’eau soumise à la désinfection. L’eau potable des petits réseaux est ainsi plus vulnérable aux SPD et leur suivi y est d’autant plus important. Cette thèse s’est donc consacrée à améliorer les connaissances sur l’occurrence des SPD (et en particulier, les SPD non-réglementés) dans les petits réseaux de distribution d’eau potable, en étudiant notamment leur évolution spatiale et temporelle. Pour ce faire, deux campagnes d’échantillonnage ont été réalisées sur deux ans (entre 2010 et 2012) dans 25 petits réseaux du Québec et de Terre-Neuve-et-Labrador. Les THM, les AHA et trois autres familles de SPD non-réglementés, à savoir les haloacétonitriles, les halonitrométhanes et les haloacétones, ont été étudiés. Les résultats obtenus ont permis de mieux comprendre leur patron de variabilité spatio-temporelle, de modéliser leur présence et de développer un outil d’aide à la décision pour la mise en place d’une stratégie de suivi des SPD réglementés et non-réglementés. / Trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs) constitute the only regulated disinfection by-products (DBPs) in various countries. DBPs are compounds formed during drinking water treatment, from the reaction between natural organic matter and the disinfectant. Most DBPs are not regulated, even if they may have more pronounced toxicological effects than regulated ones. There is currently very little information about the occurrence of non-regulated DBPs, particularly in small water systems (SWS). Paradoxically, in many cases, SWS supplied by surface waters lack adequate treatment processes to remove DBP precursors in water subjected to the disinfection process. Their tap water may be more vulnerable to the presence of DBPs. This thesis is dedicated to improving the knowledge of the occurrence of DBPs (especially non-regulated DBPs) in SWS by studying their spatial and temporal variability. To do that, two sampling programs were carried out in 25 SWS during two years (between 2010 and 2012) in Canada. Small systems in the provinces of Newfoundland & Labrador and Quebec were considered. The following DBPs were measured during the study: THMs, HAAs, haloacetonitriles, haloketones and halonitromethanes. The obtained results contribute to a better understanding of the DBP spatio-temporal variation patterns, to establishing models to evaluate their levels and to developing decision-making schemes for simultaneously monitoring various families of DBPs, including non-regulated DBPs.

En Amérique du Nord, les populations de roseau commun (Phragmites australis) ont connu une grande expansion depuis une centaine d'années, à la suite de l'introduction d'un génotype eurasiatique très compétitif. Cette invasion biologique constitue un problème environnemental important, car les marais envahis par le roseau deviennent peu propices à la survie d'une flore et d'une faune diversifiées. Malgré le fait que le roseau ait été beaucoup étudié en Amérique du Nord, on ne sait pas vraiment de quelle manière cette plante envahissante se propage sur de vastes territoires. L'objectif principal de cette thèse est donc de mieux comprendre les processus d'envahissement à différentes échelles de cette espèce à fort pouvoir de dissémination. On émet notamment l'hypothèse que le développement d'un réseau routier engendre tout un lot de ressources favorables à l'implantation et la propagation du roseau. Dans un premier temps, une analyse génétique historique a montré que le génotype eurasiatique de roseau est présent au Québec depuis au moins 1916, mais qu'il était rare avant les années 1970. C'est le développement du réseau autoroutier au cours des années 1960 et 1970 qui a probablement contribué à l'expansion du génotype dans le paysage québécois. Dans un deuxième temps, l'analyse statistique de données de terrain régionales assistée par un système d'information géographique a permis de montrer que l'importance d'une route (largeur, trouée lumineuse, entretien, trafic routier) est associée de manière positive à la probabilité d'y trouver du roseau sur ses berges ou dans ses fossés de drainage, surtout si la route repose sur des dépôts de surface mal drainés. Dans un troisième temps, un système d'information géographique et des ensembles de photographies aériennes historiques ont permis de cartographier les populations de roseau présentes dans des marais adjacents au réseau autoroutier du Québec. Malgré le fait que le processus d'invasion du roseau débute, dans tous les cas analysés, après la construction de l'autoroute, on a pu constater que la plante ne se propage pas toujours des fossés de drainage de l'autoroute vers le marais adjacent. Parfois, c'est le phénomène inverse qui se produit. En somme, cette thèse présente un portrait spatio-temporel de la situation du roseau eurasiatique au Québec. Elle a permis, par une approche multi-échelle, d'établir une relation entre la dissémination d'une plante envahissante et l'expansion du réseau routier. Elle a aussi permis de proposer certaines recommandations au niveau de l'aménagement du territoire afin de prévenir l'envahissement ou de contrôler la propagation de la plante.

Enjeu majeur de la planification métropolitaine, la gestion de l’étalement urbain soulève le défi de saisir un phénomène complexe dans son ensemble. Cette complexité renvoie à la difficulté de proposer une représentation d’un problème toujours spécifique à un territoire, et perçu différemment par un ensemble varié d’acteurs. Les approches méthodologiques d’aide au diagnostic comme la méthode de cartographie cognitive de groupe semble adéquate pour faire émerger une représentation partagée des mécanismes explicatifs d’un phénomène, mais son utilisation invite à s’interroger sur la crédibilité scientifique des résultats obtenus. Une expérience de cartographie de groupe a d’abord été testée in situ puis évaluée de façon réflexive entre 2006 et 2007. Les recommandations proposées pour manipuler la complexité territoriale et accompagner le débat ont joué un rôle décisif sur un processus de concertation des acteurs de l’étalement urbain dans la région de Québec. Celui-ci a débuté par une analyse de la presse écrite publiée entre 2006 et 2009 afin d’explorer les représentations des acteurs ainsi que leur interaction potentielle. Un forum de discussion a ensuite été organisé sur une journée en 2009. Une trentaine d’acteurs ont ainsi négocié une représentation partagée des enjeux de l’étalement, de ses principaux mécanismes et des interventions qui devraient être priorisées. Les résultats de ce forum, soit un ensemble de cartes cognitives et leur négociation, sont enfin analysés en appliquant notamment la théorie des graphes. On observe ainsi que l’étalement urbain émerge de mécanismes territoriaux complexes et tortueux. Les représentations produites révèlent des contradictions entre les effets recherchés et subis de l’étalement, mais aussi les enjeux individuels et collectifs difficiles à concilier. Toutefois, les acteurs de Québec ont des représentations plus complémentaires que contradictoires et un modèle consensuel est mis en évidence. Ce modèle, rigoureusement comparé à la littérature scientifique récente et la plus citée sur l’étalement urbain en Amérique du nord, renforce à la fois sa crédibilité et sa spécificité. L’importance d’évaluer les représentations partagées construites lors de processus de concertation est ainsi démontrée, ce qui conduit finalement à proposer une approche générale pour manipuler la complexité territoriale, utile aux outils d’aide au diagnostic. / Managing urban sprawl at a metropolitan scale challenges planners to comprehend a complex phenomenon holistically. The complexity comes from the difficulty of building a shared understanding of a problem that is always specific to a particular territory, but which is subject to a range of perceptions among a varied set of stakeholders. Current decision-support tools such as group cognitive mapping are increasingly used to diagnose complex and fuzzy problems, and promise to help develop a shared appreciation of concepts and explanatory mechanisms. However the results obtained often remain questionable in terms of scientific credibility. A preliminary trial of group cognitive mapping was implemented in situ and assessed reflexively between 2006 and 2007. Recommendations for improving the handling of territorial complexity, and for supporting the debate among stakeholders, led to further investigation into how best to consult those with an interest in urban sprawl. An analysis of written press coverage, published between 2006 and 2009, was used to explore stakeholders’ representations, and the potential for networking and interaction between stakeholders. Then, a one-day forum, held in 2009, was organized around twelve discussion groups. This allowed about thirty stakeholders with very diverse roles in the Quebec City metropolitan area to negotiate a shared understanding of sprawl, including the main issues, the explanatory mechanisms, and the priority interventions that should be considered. The result of the forum, expressed as a series of group cognitive maps, and summaries of the negotiation processes that led to them, was then analysed using methods based to a large extent on graph theory. From this we can observe that urban sprawl seems to emerge from complex and tortuous mechanisms, underlying contradictions between desired effects and their counterparts, as well as between individual and collective interests that are hard to reconcile. However, once surfaced, the stakeholders’ representations were more complementary than contradictory, and as a result it was possible to reach a consensus on a shared conceptual model. In the final stage of this research, the group model was rigorously compared to recent and most-cited scientific literature in North America, confirming both its scientific credibility and its applicability. The results thus reveal the relevance of assessing group models built interactively during the consultation process, and this leads to a proposed general approach for handling territorial complexity as a cornerstone of decision-support tools for the diagnosis of urban problems.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017-2018 / Cette thèse s’intéresse au développement d’un système intelligent d’aide à la décision (SIAD) destiné à la conception, à la gestion et à l’optimisation des programmes de suivi de la qualité de l’eau (PSQE). Toute son originalité repose sur le fait qu’elle aborde la question dans une perspective holistique qui se traduit par le développement d’une approche participative dans le but de déterminer les besoins en connaissances sur la qualité et la quantité de l’eau sur lesquels se base le SIAD pour assister les gestionnaires de PSQE à toutes les étapes de la planification, de la gestion et de l’optimisation d’un PSQE. ... / This thesis focuses on the development of an intelligent decision-support system (IDSS) to plan, manage and optimize water quality monitoring programs (WQMPs). The main originality of this thesis is to have approached thequestion of planning, managing and optimizing WQMPs in a holistic manner. The holistic approach transcends into the developing of a participative approach to identify knowledge needs on water quality and quantity to feed an IDSS which assists WQMP managers in every aspect of planning, managing and optimizing WQMPs. ...

Cette thèse porte sur l'étude des goûts, odeurs et la perception relative à l'eau potable. Le cas à l'étude est l'eau distribuée dans un réseau d'aqueduc de la Ville de Québec. La thèse est divisée en quatre volets. Le premier volet fait la revue de la problématique des composés responsables des goûts et odeurs en réseau de distribution. Plus spécifiquement, les aspects concernant l'origine de ces composés et leurs analyses physico-chimiques et sensorielles sont abordés. Le second chapitre traite de la perception des consommateurs par rapport à l'eau distribuée. Cette étude a été réalisée au moyen de l'information spatialisée d'une enquête postale et des suivis de la qualité physico-chimique et microbiologique de l'eau réalisés entre 2003 et 2005 par la Ville de Québec. Les résultats de ces suivis ont été agrégés dans un indice de qualité d'eau. Les résultats indiquent qu'environ le tiers de la population ne consomme pas l'eau du robinet du réseau à l'étude. L'analyse par régression logistique des résultats de l'enquête montre que l'emplacement de la résidence dans le réseau, l'indice de qualité de l'eau distribuée et les risques perçus par le consommateur sont les principaux facteurs qui 'expliquent le profil de consommation de l'eau du robinet et le choix de consommer ou non l'eau distribuée. Le troisième volet porte sur la détermination des zones sensibles aux goûts et odeurs dans le réseau de distribution. Ces zones ont été établies au moyen d'une analyse multicritère combinant l'information spatialisée des plaintes des consommateurs relatives à l'eau du robinet entre 2002 et 2004, et de la perception de la population concernant l'eau distribuée. Les résultats de cette analyse ont permis de déterminer six secteurs sensibles aux goûts et odeurs dans l'eau potable répartis en 15 zones distinctes. Le dernier volet s'intéresse à l'évolution spatio-temporelle des goûts et odeurs dans le réseau d'aqueduc. Les résultats montrent que les goûts et odeurs en réseau sont liés à certains précurseurs comme les algues, le chlore et le fer. De plus, la variation saisonnière de l'intensité de la flaveur de l'eau est principalement attribuable à la présence des algues diatomées, des algues vertes et des algues bleu-vert (cyanobactéries), leurs sous-produits (géosmine et 2-méthylisoboméol) et au chlore total résiduel. L'intensité de la flaveur de l'eau varie aussi selon l'emplacement dans le réseau. L ' analyse des données en régression linéaire multiple montre que les goûts et odeurs dans l' eau distribuée sont fortement tributaires des variations saisonnières et spatiales. Ils sont aussi directement liés à la présence de cyanobactéries dans l' eau distribuée et inversement liés à la teneur en chlore dans le réseau. Ce qui démontre l'effet masquant du chlore sur les autres flaveurs dans l' eau potable.

Certains épisodes de contamination, autant chimique que bactériologique, ont été très médiatisés et ont éveillé la population face à l’enjeu de la qualité de l’eau potable qui lui est livrée par ses municipalités. Depuis quelques années, le suivi en continu de la qualité de l’eau a commencé à prendre sa place dans les stratégies de surveillance de la qualité de l’eau dans les réseaux de distribution. Ce portrait de l’utilisation du suivi en continu de la qualité de l’eau potable est basé sur une enquête par questionnaire, distribuée à l’ensemble des municipalités opérant un réseau de distribution d’eau potable (810 municipalités). L’analyse descriptive des données montre que le type de source d’eau et la taille de la population influencent le plus l’utilisation du suivi en continu. L’analyse multivariée fait ressortir l’utilisation de la filtration et de la désinfection comme catalyseurs d’utilisation du suivi en continu. Les répondants ont signifié comme facteurs favorisant l’utilisation du suivi en continu la rapidité d’exécution des équipements et la possibilité de créer un portrait de base de la qualité de l’eau. Comme facteurs limitant l’utilisation du suivi en continu, ils ont cité les coûts élevés des équipements, le trop faible risque de contamination et dans certains cas, l’absence d’une obligation réglementaire d’utiliser la technologie. Tous ces facteurs d’utilisation du suivi en continu sont aussi influencés par la règlementation aux articles 5, 22 et 22.1 du Règlement sur la qualité de l’eau potable du Québec (RQEP). Le portrait a permis d’identifier certaines lacunes du suivi de la qualité de l’eau potable et d’évaluer la conformité aux normes de suivi en continu du RQEP. / Chemical and bacteriological contamination of drinking water has been highly publicized through the media and has raised public awareness of drinking water quality in municipal utilities. Online and real-time monitoring of drinking water quality has grown in popularity in the last few years, carving its place in drinking water quality surveillance. This portrait of the use of online monitoring of drinking water quality is based on a survey conducted in all of Quebec municipalities that operate a drinking water utility (810 municipalities). Descriptive analysis of the data has shown that source type and population size as the main factors influencing the use of online monitoring. Multivariate analysis added the use of filtration and disinfection in the water treatment process as main factors of the use of online monitoring. Respondents mentioned early warning capabilities and water baseline creation possibilities as reasons encouraging the use of online monitoring. High cost, low contamination risk and, in some cases, absence of regulation as reasons discouraging the use of these technologies. All of these factors and reasons are influenced by legislation, specifically articles 5, 22 and 22.1 of Province of Quebec’s Drinking Water Quality Regulation (DWQR). The portrait has identified some problems in drinking water quality monitoring and has made possible an evaluation of online monitoring regulations contained in the DWQR.

L'extraction de la tourbe à des fins horticoles laisse parfois un écosystème résiduel avec une tourbe de type minérotrophe qui ne retrouve pas un couvert végétal représentatif d'un milieu naturel sans assistance humaine. Par contre, on peut y retrouver des couverts végétaux “spontanés” très importants. Mieux connaitre ces tourbières pourrait permettre de comprendre les facteurs favorisant le retour de la végétation après une perturbation importante. La tourbière de Moss Spur (Manitoba) fait partie de ces tourbières s'étant revégétées de façon naturelle et constitue l'objet de ce mémoire. Dix-neuf ans se sont écoulés entre la cessation des activités d'extraction et la collecte des données. Le site a été séparé en 24 secteurs, sur lesquels ont été répartis 97 quadrats de végétation et 47 puits de mesure de la nappe phréatique. En plus des données de végétation et de nappe phréatique, plusieurs variables environnementales ont été mesurées. Une analyse de groupement a été faite sur les données de végétation et des analyses multivariées ont été effectuées révélant que le pH de l'eau, l'épaisseur de tourbe résiduelle et la nappe phréatique sont les variables ayant le plus de pouvoir explicatif. Les trois groupes de quadrats inventoriés ont des assemblages végétaux bien distincts, s'apparentant à ceux qu'on trouve dans des fens modérément riches, des bogs ou des marais. Le pH de l'eau (allant de 4,27 à 6,88) est lié positivement avec le gradient de végétation bog-fen-marais et varie grandement à l'échelle de la tourbière, donnant ainsi un paysage de mosaïque qui représente les différences chimiques du site. Les résultats indiquent qu'une tourbière de type minérotrophe peut retrouver une végétation de milieu humide sans assistance humaine autre que certaines actions de remouillage.

Contexte : Le but de cette recherche est d’explorer les différences de participation à l'activité physique de loisir (APL) chez les jeunes Canadiennes et Canadiens associées aux caractéristiques contextuelles de leur milieu de vie. Méthodes : L’étude se base sur les comportements d’APL de 54 832 jeunes âgés de 12 à 17 ans. Afin d’examiner l’influence de certaines caractéristiques contextuelles, une série de régressions logistiques multiniveaux est réalisée. Les observations sont structurées selon une hiérarchie géographique à quatre niveaux : individuel, le quartier, la région sociosanitaire et la province. La variable étudiée est un indicateur dichotomique d’équivalent énergétique représentant l’atteinte (ou non) des recommandations quotidiennes de participation à l’activité physique. Résultats : Chez les deux sexes, les résultats montrent moins de chances d’atteindre l’équivalent énergétique recommandé pendant l’hiver. Le type de quartier montre un impact uniquement chez les filles, pour lesquelles les chances d’atteindre l’équivalent énergétique diminuent en milieu urbain. Chez les deux sexes, des différences sont observées entre les régions sociosanitaires et entre les quartiers à l’intérieur des provinces mais aucune différence n’est observée entre les provinces. Les indices de défavorisation sociale et matérielle vérifiés sont non significatifs. Interprétation : Ces résultats suggèrent qu’une considération de la saisonnalité lors du développement de programmes et d’aménagement visant à promouvoir la participation à l’APL pourrait être avantageuse, particulièrement la considération des besoins inhérents à la saison froide. L'association des zones suburbaines et rurales avec des chances plus élevées d’atteindre le niveau recommandé de participation à l'APL chez les filles montrent que les installations disponibles en zones urbaines seraient mieux adaptées pour les garçons, rappelant ainsi les besoins en matière d'équité. Bien que la distribution des variations entre les provinces ne montre aucune différence globalement, l’analyse des résidus de niveau provincial révèle que certaines provinces se démarquent tout de même de la moyenne canadienne, justifiant un examen plus approfondi des stratégies de promotions de l’APL dans ces provinces. / Background: The aim of this study is to explore the geographical differences in the practice of Leisure Time Physical Activity (LPA) among young Canadians and how it is influenced by contextual features of the living environment. Methods: This study relies on LPA behaviours of 54,832 Canadian aged 12 to 17. To investigate the influence of the contextual features, multilevel logistic regressions are conducted. Observations are structured according to a four-level geographical hierarchy: individual, neighbourhood, health region and province. The outcome studied is a dichotomous indicator which refers to the energetic equivalent of achieving (or not) the recommended daily LPA level. Results: Girls show lower odds of achieving sufficient LPA level during winter and when living in an urban setting. Although boys also show lower odds of achieving sufficient LPA level during winter, living in an urban setting is found to have no impact on them. Among both sexes, significant variations are observed between health regions and between neighbourhoods within the provinces, whereas no significant between-province variation is observed. The indices of social and material deprivation analysed are not significant. Interpretation: Winter is observed as a major barrier to performing LPA, suggesting to account for seasonality when developing interventions targeting LPA. The association of suburban and rural areas with higher odds to meet LPA guidelines among girls suggests that facilities available in urban areas might be more suitable for boys, thus recalling the needs for equity. Whereas the between-province variance distribution shows no differences globally, residual analyses highlight provinces that are significantly different from the Canadian average, and provide rationale for further investigation on how LPA is promoted in these provinces.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / Les modifications hydrologiques du système hydrographique du fleuve Saint-Laurent, induites par les changements climatiques attendus pour les 40 prochaines années, risquent de favoriser la propagation du roseau commun (Phragmites australis subsp. australis), considéré comme l’une des espèces végétales les plus envahissantes des marais de l’Amérique du Nord. Afin d’estimer les superficies à risque d’envahissement et d’évaluer la vulnérabilité des frayères à grand brochet (Esox lucius) et à perchaude (Perca flavescens) face à cet envahisseur, un modèle reproduisant sa répartition spatiale actuelle et prédisant sa distribution future, selon différents scénarios de changements climatiques, a été développé. Le modèle d’habitat suggère que, dans les conditions climatiques actuelles, les roselières n’occupent actuellement que 1 à 29 % de l’ensemble des habitats propices à leur établissement. Le réchauffement climatique risque d’exacerber le potentiel de germination du roseau en augmentant les superficies favorables à son établissement jusqu’à 50 % par rapport à leur importance actuelle.

En 2008, un programme d’acquisition des connaissances sur les eaux souterraines a été mis en œuvre dans la Province de Québec, au Canada. Ce programme, mis sur pied par le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC), avait pour but d’acquérir les connaissances et les données nécessaires à la protection et à la gestion de la ressource en eau souterraine. Cependant, les acteurs régionaux de l’eau souterraine doivent être en mesure de comprendre et d’utiliser ces connaissances. L’étude a été menée sur le territoire de la région administrative de Chaudière-Appalaches (14 600 km²) afin de sonder les acteurs régionaux sur leurs capacités de gestion de la ressource en eau souterraine. Cette région avait auparavant bénéficié du programme d’acquisition des connaissances sur les eaux souterraines (PACES). Vingt-huit (28) répondants des municipalités régionales de comté, des organismes de bassins versants et des municipalités ont pris part à des entretiens semi-dirigés afin de discuter de leurs perceptions à propos de l’eau souterraine ainsi que leurs capacités de la gérer. Les résultats des entretiens démontrent que le niveau de connaissance sur les eaux souterraines a évolué depuis les dernières années. Cependant, les répondants ont clairement exprimé un besoin d’obtenir une activité de transfert des connaissances via un atlas simplifié des eaux souterraines, ainsi qu’un atelier collaboratif. De plus, les répondants ont également besoin d’une clarification sur les rôles de chacun dans la gestion et la protection de l’eau souterraine. L’atelier ACCES-CA a donc été présenté dans trois sous-régions pour démystifier les perceptions, les concepts et le vocabulaire, l’état de la ressource, les priorités régionales et la gouvernance. Les résultats de l’atelier démontrent que les différents exercices ont été utiles à la compréhension. Cependant, le thème de la gouvernance demeure un élément plus difficile à intégrer. / In 2008, in the Province of Quebec, Canada, a systematic groundwater resources assessment program was put in place by the provincial government with the objective to allow groundwater management and protection. However, regional groundwater stakeholders involved in management and protection must be able to understand and use such knowledge. This study was carried out in the region of Chaudière-Appalaches (14,600 km²), which was covered by the aquifer assessment program. Twenty-eight (28) respondents from regional county municipalities, watershed organizations and municipalities took part in one-on-one semi-directed interviews to talk about their perceptions of groundwater, and to assess the capability of water stakeholders to carry out groundwater resources management. Results showed that stakeholders’ general knowledge had evolved in the past years. However, respondents voiced the need for knowledge transfer through a simplified groundwater atlas and collaborative workshops. Besides knowledge transfer, respondents also need to have their roles in groundwater management better defined. The ACCES-CA workshop was conducted in three sub-regions where clarifications were given about groundwater perceptions, concepts and vocabulary, resource status, regional priorities, and governance. Results from the workshop demonstrate that all exercises were appreciated and useful to participants. However, the groundwater governance and management topic remains unclear for many, and clarifications concerning stakeholders’ roles in groundwater management will be required.