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.

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.

Heart valve disease is currently one of the leading forms of heart disease. Current literature has shown that endothelin I, angiotension II and 5-HT are vasoactive agents which cause concentration dependent contractions in aortic valve leaflet tissue. This study tested the mechanical properties of leaflets cut in the radial direction after they were exposed to the agents at varied concentrations or for 0.5, 6 or 24 hours. The elastic modulus, ultimate tensile strength and the yield strength were calculated. In the time trials the elastic modulus and the ultimate tensile strength both showed a significant increase at 24-hours. However, there were no significant differences found between the concentrations. Indicating the amount of vasoactive agent is not as significant as the length of exposure.

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Cette thèse s’intéresse à l’intégration de l’eau souterraine dans la planification territoriale. Elle vise à identifier les blocages à la prise en compte de l’eau souterraine en aménagement du territoire, à comprendre les moyens d’appropriation des données hydrogéologiques par les intervenants en aménagement du territoire et à développer des stratégies pour faciliter l’incorporation de l’eau souterraine en aménagement du territoire. Le premier chapitre présente les résultats d’une enquête effectuée en Amérique du Nord auprès de producteurs d’informations hydrogéologiques, ainsi que des exemples d’intégration de l’eau souterraine en aménagement du territoire. L’enquête confirme que le passage des données hydrogéologiques vers la planification territoriale est problématique dans la majorité des territoires. Dans le deuxième chapitre, des entretiens auprès d’intervenants en aménagement du territoire montrent que l’eau souterraine n’est que très peu intégrée dans la planification territoriale au Québec. Des obstacles à la prise en compte de l’eau souterraine ont été identifiés : difficulté d’interprétation des données, manque de coordination entre les niveaux de gouvernement, diffusion inadéquate des données, manque de connaissances des aménagistes sur l’eau souterraine et manque de sensibilisation à la vulnérabilité de cette ressource. Quatre actions sont proposées : une campagne de sensibilisation, un cadre légal indiquant qui doit protéger l’eau souterraine et comment, des formations pour les intervenants en aménagement du territoire et le développement d’une méthodologie pour faciliter l’interprétation des données hydrogéologiques. Le chapitre 3 propose une méthodologie d’évaluation du risque de contamination de l’eau souterraine. Cette méthodologie, développée lors de rencontres avec des spécialistes de plusieurs disciplines, intègre des données sur l’eau souterraine et sur l’aménagement du territoire à l’aide de la méthode d’analyse multicritère MACBETH. Finalement, le quatrième chapitre présente un outil cartographique en ligne nommé ATES (pour Aménagement du Territoire et Eau Souterraine), qui permet aux intervenants en aménagement du territoire d’appliquer la méthode d’évaluation du risque. Ils peuvent ainsi identifier des secteurs où l’eau souterraine est particulièrement menacée ou analyser de nouveaux scénarios d’aménagement en fonction de leur impact sur le risque de contamination de l’eau souterraine. ATES suggère également des mesures de mitigation pour minimiser le risque de contamination de l’eau souterraine. Mots-clés: Eau souterraine, aménagement du territoire, planification durable, gestion de l’environnement naturel, outils d’aide à la décision, analyse multicritère, MACBETH, outil cartographique en ligne / This thesis focuses on the integration of groundwater into land planning. It aims at identifying obstacles to considering groundwater in land planning, understanding the current appropriation of groundwater data by land planners, and developing strategies to facilitate the integration of groundwater into land planning. The first chapter of this thesis presents the results of a survey conducted among North American hydrogeological information producers. The survey confirms that problems associated with the use of hydrogeological data in regional planning are present in most states and provinces. Successful examples of groundwater integration into regional planning are also discussed. The second chapter draws a portrait of the situation in Quebec. Interviews with land planning stakeholders in two regions of Quebec reveal that groundwater is seldom integrated into land planning documents. Common obstacles to considering groundwater are identified, notably difficulties with the interpretation of the data, lack of coordination in resource management between different levels of government, poor diffusion of the data, planners’ lack of knowledge about groundwater and unawareness of the resource’s vulnerability. Four types of action are proposed to overcome these obstacles: an awareness campaign targeting the general public, a legal framework specifying who should protect groundwater and how, training for land planners, and the development of a methodology to facilitate the interpretation of hydrogeological data. Chapter 3 takes a closer look at this last recommendation and proposes a methodology for the evaluation of groundwater contamination risks. This methodology, developed through multiple meetings with specialists from various disciplines, integrates groundwater and land planning data using the MACBETH multi-criteria analysis method to produce maps to ascertain the risk of groundwater contamination through land use. Finally, the fourth chapter presents a Web-based cartographic tool, known as ATES, that allows land planning stakeholders to implement the risk evaluation method in their territory. Thus, planners can identify areas where groundwater is particularly threatened and analyze new planning scenarios on the basis of their impact on groundwater contamination risks. ATES also suggests mitigation measures to minimize the risk of groundwater contamination. Keywords: Groundwater, land planning, sustainable planning, natural environment management, decision aid tools, multi-criteria analysis, MACBETH, web-based cartographic tool

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Awareness of groundwater protection has increased substantially in recent decades. In the Province of Québec, Canada, the Groundwater Catchment Regulation (GWCR) was promulgated in 2002 to protect water quality in public wells. The goal of the present study was to document groundwater protection in the context of emerging regulations and to identify factors explaining the propensity of municipalities applying protection strategies. Two types of information were used in this study: data from a questionnaire-based survey conducted among 665 municipalities in the Province of Québec and complementary information gathered from various sources. Data from the survey revealed that fewer than half of the municipalities have been able to comply with the GWCR, mainly because of financial limitations. Also, close to half of the municipalities have either identified or are expecting land use conflicts to arise between protection areas required by the GWCR and other land usage, with agriculture being the main conflicting activity. Multivariate logistic regression models served to identify factors explaining the likelihood of municipalities to take groundwater protection measures. Those factors were municipality revenue, history of water contamination in distribution Systems, land use near wellheads, location of municipalities within a provincial priority watershed and the importance of groundwater use in a region. Results of the study may prove helpful for government authorities in better understanding the groundwater protection issue and in implementing strategies that improve the ability of municipalities to protect groundwater. / Les préoccupations au regard de la protection des sources d'eau souterraine ont grandement augmenté dans les dernières décennies. Dans la province de Québec, Canada, le Règlement sur le captage des eaux souterraines (RCES) est entré en vigueur en 2002 pour protéger la qualité de l'eau des ouvrages de captage municipaux. L'objectif de la présente étude était de documenter la protection de l'eau souterraine dans un nouveau contexte réglementaire et d'identifier des facteurs expliquant la propension des municipalités à appliquer des mesures de protection de l'eau souterraine. Deux types de données ont été utilisés dans cette étude : les données d'une enquête réalisée auprès de 665 municipalités de la province de Québec et de l'information complémentaire provenant de sources diverses. Les résultats de l'enquête montrent que moins de la moitié des municipalités ont réussi à se conformer au RCES, majoritairement en raison d'un manque de ressources financières. De plus, environ la moitié des municipalités ont identifié ou anticipent des conflits d'usage entre les aires de protection prescrites par le RCES et les autres formes d'utilisation du sol, l'agriculture étant la principale activité conflictuelle. Des modèles multivariés de régression logistique ont permis l'identification de facteurs pouvant expliquer la propension des municipalités à adopter des mesures de protection de l'eau souterraine. Ces facteurs sont: le revenu des municipalités, l'historique de contamination des systèmes de distribution, l'utilisation du sol à proximité des captages, la localisation des municipalités à l'intérieur de bassins versants prioritaires et l'importance de l'utilisation de l'eau souterraine dans la région. Les résultats de cette recherche seront utiles pour les autorités gouvernementales pour mieux comprendre la problématique de la protection de l'eau souterraine au Québec et pour favoriser des stratégies qui améliorent la capacité des municipalités à protéger les sources d'eau souterraine.

Les actions thérapeutiques des antidépresseurs, disponibles actuellement, requièrent plusieurs semaines de traitement. Ce délai est dû aux adaptations des sites pré et post-synaptiques qui, respectivement, augmentent la disponibilité synaptique des monoamines sérotonine et noradrénaline (5-HT et NA), et entraînent les changements neuroplastiques modifiant la fonction neuronales dans les régions limbiques. Il a été récemment observé, chez un modèle animal de dépression, que l’agoniste RS67333 des récepteurs sérotoninergiques de type 5-HT4 produisait des changements comportementaux, électrophysiologiques, cellulaires et biochimiques, tel qu’observé chez les antidépresseurs. Ces changements apparaissent seulement après 3 jours de traitement tandis que les antidépresseurs nécessitent souvent plusieurs semaines. De plus, l’activation des récepteurs 5-HT4 ne générait pas de tolérance, et cela pendant 21 jours de traitement. Seulement, les propriétés de signalisation et de régulation de ces récepteurs sont très loin d’êtres établies. Nous avons alors voulu mieux caractériser ces deux aspects de leur fonction, en se concentrant d’avantage sur les isoformes a et b, fortement exprimés dans le système limbique. Pour cela, nous avons voulu évaluer d’abord leur capacité de production d’AMPc dans un système hétérologue. Les essais d’accumulation d’AMPc démontrent que les deux isoformes sont capables de moduler positivement et négativement des niveaux d’AMPc en présence de 5-HT. Par contre, la stimulation au RS67333 induit seulement une augmentation du niveau d’AMPc dans les deux cas. Ensemble, ces observations indiquent que les deux isoformes sont capables de coupler à l’adénylate cyclase à travers les protéines Gαs et Gαi. La quantification des récepteurs internalisés a montré que l’isoforme b internalisait plus efficacement que l’isoforme a suite à l’incubation à la 5-HT (61 ± 3 % pour le b vs 40 ± 2 % pour le a). Les protéines kinases PKA et PKC n’étaient pas impliquées dans cette différence, toutefois, la PKC a été trouvée essentielle à l’internalisation des deux isoformes. L’internalisation de l’isoforme b par 5-HT n’a pas été affecté par la surexpression de forme inactive de GRK2 (GRK2- K220R) et a été partiellement inhibé par un mutant négative de la β-arrestine (βarr(319-418)), tandis que l’internalisation de l’isoforme a a été bloquée par les deux. Ces observations indiquent que les mécanismes d’internalisation des deux isoformes du récepteur 5-HT4 les plus abondants dans le système nerveux central sont distincts. Des comportements spécifiques à chaque isoforme ont aussi été constatés au niveau de la régulation fonctionnelle suite à l’exposition au RS67333, qui désensibilise seulement l’isoforme b. D’après nos observations, nous avons conclu que les isoformes a et b diffèrent dans leur propriétés de signalisation et de régulation. L’incapacité du RS67333 à désensibiliser l’isoforme a fournit un substrat moléculaire pour les effets antidépressifs prolongés de cet agoniste dans les études pré-cliniques. / The therapeutic actions of antidepressants, currently available, require several weeks of treatment. This delay is due to pre-and post-synaptic sites adjustments, which, respectively, increase the availability of synaptic monoamines 5-HT and NA, and induce neuroplastic changes amending neuronal function in the limbic regions. We have recently observed in animal model of depression that serotonergic 4 receptor agonist RS67333 produces behavioural, electrophysiological, cellular and biochemical changes, as seen in antidepressants. More importantly, these changes appear only after 3 days of treatment while antidepressants often require several weeks. Moreover, activation of 5-HT4 receptors does not generate tolerance and that for 21 days of treatment. However, the signalling and regulation properties of these receptors haven’t been established yet. Here, we wanted to better characterize these two aspects of their function, and in particular for isoforms a and b, strongly expressed in the limbic system. First, we assessed their ability to produce cAMP in a heterologous system. Functional assays revealed that both isoforms were capable of positive and negative modulation of cAMP levels by 5-HT. Stimulation by RS67333 induced cAMP stimulation. Together, these observations indicate that that both isoforms are able to couple adenylate cyclase through Gαs and Gαi proteins. Moreover, quantification of receptors sequestration showed that isoform b internalised more efficiently than the isoform a, following incubation with 5-HT (61 ± 3 % for b, 40 ± 2 % for a). PKA and PKC proteins, two seconds messenger kinases activated by these receptors, are not involved in producing this difference. However, PKC is essential to the internalization of both isoforms. Isoform b internalization was not affected by an inactive GRK2 mutant (GRK2-K220R) and was partially inhibited by dominant negative β-arrestin (βarr(319-418), while isoform a internalization was dependant on both. These observations indicate that internalization mechanisms of the two isoforms, most abundantly expressed in the central nervous system, are different. Functional desensitization studies showned that RS67333 selectively desensitizes the isoform b, but not isoforme a. Based on these observations, we conclude that isoform a and b differ in their signalling and regulatory properties. Isoform a incapacity to desensitization by RS67333 provides a molecular substrate for prolonged antidepressant affects of this agonist in pre-clinical studies.