Texte remanié de: Habilitationsschrift--Fachbereich Geschichts- und Kulturwissenschaften--Berlin--Freie Universität, 2002. / Notes bibliogr.

Thèse de doctorat : Archéologie : Lyon 2 : 1999. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Plusieurs composantes du cycle du carbone sont encore mal connues. On connaît particulièrement mal les flux de carbone à l'échelle continentale. Dans la présente thèse, on aborde deux types de flux, ceux d'un fleuve, en l'occurence le Saint-Laurent, vers son estuaire et ceux à l'interface eau-air d'un plan d'eau (ici, le réservoir Robert-Bourassa). La thèse se présente donc en deux volets distincts mais avec une méthodologie commune, surtout basée sur des approches isotopiques. Pour le volet fluvial, le but de l'étude est de produire une estimation annuelle des flux et des sources des formes majeures du carbone, c'est-à-dire du carbone inorganique et organique dissous ainsi que de carbone organique particulaire (CID, COD et COP respectivement), du Saint-Laurent vers son estuaire; on porte ici une attention particulière aux variations saisonnières. Pour le volet "gaz à effet de serre" (GES), l'objectif principal est de quantifier les émissions annuelles de CO2 du réservoir hydroélectrique Robert-Bourassa. Les objectifs secondaires incluent la détermination des sources du CO2 émis et de son cycle saisonnier ainsi que le développement d'un modèle de calcul isotopique de flux de CO2 à l'interface eau-air. Afin d'atteindre les objectifs des deux volets, on a eu recours à des analyses isotopiques et élémentaires, ainsi qu'à la mesure de divers paramètres physico-chimiques. Le fleuve Saint-Laurent exporte vers son estuaire de 0,10 à 0,13-10n g de COP, environ 1,38-1012 g de COD et de 5,24 à 5,54-1012 g de CID. Le COP présent dans le fleuve est majoritairement d'origine aquatique et produit dans le fleuve même. Ce qui n'est pas nécessairement le cas pour le COP des tributaires. Tandis que le COP exporté par la rivière des Outaouais vers le fleuve Saint-Laurent, est majoritairement terrigène, celui de la rivière Mascouche est majoritairement d'origine aquatique en été et terrestre en hiver. En contrepartie, le COD, qui est dix fois plus abondant que le COP, semble être majoritairement terrigène toute l'année aussi bien dans le fleuve Saint-Laurent que dans ses tributaires. De plus, il est fortement oxydé dans le fleuve avant son export vers l'estuaire sauf durant l'hiver. Durant l'été et l'automne c'est jusqu'à 25% du COD qui entre dans le fleuve qui est oxydé. Annuellement, cette perte de COD représente près de 10% du COD exporté vers l'estuaire. Les sources et le cycle saisonnier du CID a été traité antérieurement. Quoi qu'il en soit, la présente étude démontre que les flux instantanés de carbone du fleuve Saint-Laurent vers son estuaire peuvent être estimés à partir de relations polynomials avec le débit à Québec. Dans le réservoir Robert-Bourassa, le CO2 émis à la surface est essentiellement issu de la dégradation et de l'oxydation de la matière organique dissoute (MOD), dans la colonne d'eau du réservoir. Cette MOD provient principalement du bassin de drainage du réservoir et est relativement "jeune". L'activité photosynthétique ne semble pas ici influencer de façon importante les signatures isotopiques du CID et du COD. Ainsi, les signatures isotopiques observées à un moment quelconque de la journée, sur l'ensemble du réservoir, sont-elles considérées représentatives de celles de l'ensemble de la journée. Les résultats de cet échantillonnage indiquent que la production de CO2 est faible sur la moitié de la surface du réservoir et forte pour l'autre moitié. L'hiver, la dégradation de la MOD paraît fortement réduite puis, au printemps, la MOD fraîche accumulée au cours de l'hiver semble fortement dégradé lors de la débâcle. On retiendra aussi, qu'en été, le réservoir Robert-Bourassa s'apparente aussi bien isotopiquement que physico-chimiquement à un lac profond du Moyen Nord québécois. Le modèle isotopique de calcul de flux de CO2 révèle un flux moyen de CO2 à l'interface eau-air du réservoir Robert-Bourassa de l,04±0,21-1011 g de CO2 en 2000 et de l,89±0,40-1011 g de CO2 en 2001. La perte annuelle de CO2 aux turbines a été estimée à 3,3±2,2 xl011 g de CO2 soit à 50 à 80% des émissions totales de CO2 qui s'élèverait annuellement à 4,64 à 5,79-1011 g de CO2. Les pertes de CO2 à la débâcle printanière semblent ici négligeables (5 à 10% des émissions totales annuelles).

Trois longues séquences sédimentaires ont été prélevées dans l'estuaire du St-Laurent (MD99-2220 et MD99-2221) et le fjord du Saguenay (MD99-2222) dans le cadre du programme international IMAGES {International Marine Past Global Change Study), en 1999, afin 1) de reconstuire les variations holocènes d'orientation et d'intensité du champ magnétique terrestre, 2) d'établir une chronostratigraphie holocène pour les séquences sédimentaires de l'est du Canada, 3) de déterminer la fréquence des événements accidentels tels que les crues et le séismes survenus au cours de l'Holocène dans le fjord du Saguenay et 4) de développer des traceurs sédimentologiques et/ou magnétiques des variations climatiques holocènes décennales à millénaires dans l'estuaire du St-Laurent. Les propriétés magnétiques des carottes MD99-2220 et MD99-2221 ainsi que 13 datations au 14C ont permis d'établir une chronostratigraphie pour les derniers 8 500 ans dans l'est du Canada. Les variations d'orientation du champ magnétique terrestre (inclinaison et déclinaison) enregistrées dans les sédiments de la carotte MD99-2220 peuvent être corrélées avec celles d'enregistrements lacustres nord-américains et indiquent que les décalages temporels observés entre les différents enregistrements sont probablement liés aux différentes chronologies plutôt qu'à la dérive de la composante non-dipolaire du champ magnétique terrestre. De façon similaire, les fluctuations séculaires à millénaires de l'intensité du champ magnétique terrestre enregistrées dans les sédiments de la carotte MD99-2220 peuvent être corrélées avec celles d'enregistrements lacustres nord-américains et européens. De plus, la corrélation entre les fluctuations de l'intensité du champ magnétique terrestre et le taux de production d'isotopes cosmogéniques tels le 14C et le 10Be, au cours de l'Holocène, confirme que l'intensité du champ magnétique terrestre module le taux de production de ces isotopes à des échelles de temps séculaire à millénaire. Les propriétés magnétiques, sédimentologiques et physiques de la carotte MD99-2222 ont permis de mettre en évidence la présence d'au moins 14 couches accidentelles mises en place au cours des derniers 7200 ans dans le fjord du Saguenay. Ces couches sont facilement identifiables par leur couleur gris pâle et par leurs bases sableuses qui diffèrent fortement des sédiments très foncés et « bioturbés » mis en place sous des conditions plus stables. Des analyses aux rayons-X et granulométriques, réalisées à maille serrée dans chacune des couches accidentelles, ont permis de déterminer leur mécanisme de dépôt. L'ensemble des données ainsi que la situation géologique et sédimentologique du fjord du Saguenay laissent croire que la grande majorité de ces couches auraient été déposées à la suite de séismes de magnitude élevée. Nos résultats illustrent ainsi que la fréquence des séismes majeurs dans le fjord du Saguenay aurait grandement diminué depuis -4000 ans, ce qui est en accord avec une modélisation numérique qui montre que la réactivation des failles, en raison de l'allégement glacio-isostatique post-glaciaire, aurait eu lieu principalement entre ~7000 et 4000 ans. Finalement, l'analyse à maille serrée de la granulométrie des sédiments de la carotte MD99-2220 et d'une carotte boîte, prélevée au même site dans l'estuaire du St-Laurent, a permis de développer un traceur du débit printanier du fleuve St-Laurent. Nos résultats indiquent qu'un débit printanier élevé accroît le transport et le dépôt de silts dans l'estuaire du St-Laurent. Ainsi, des fluctuations décennales du débit printanier et quelques événements exceptionnels ont-il été décelés à partir du pourcentage de silt au cours des derniers 800 ans. Des variations décennales des températures hivernales de l'eau de surface de l'estuaire du St-Laurent ont aussi été observées et indiquent une variabilité importante des conditions hivernales dans l'est du Canada au cours des derniers siècles. De plus, un changement concomitant des moyennes du pourcentage de silt et des températures de surface a été enregistré vers ~500 années cal. BP. La date de ce changement synchrone ainsi que la baisse subséquente des températures de surface marquent probablement le début du Petit Âge Glaciaire. Le pourcentage de silt est également corrélé à un indice de l'oscillation nord-atlantique de 1865 à 2000, ce qui laisse croire que les précipitations dans le bassin versant des Grands-Lacs/fleuve St-Laurent auraient pu être influencées par l'oscillation nord-atlantique au cours des derniers siècles. Par ailleurs, le pourcentage de silt met en évidence une augmentation importante de la fréquence des fortes crues printanières, depuis 1975.

Les activités militaires sont la source d'une contamination importante des sols par des matériaux énergétiques ou explosifs tels que le HMX, le RDX ou le TNT et par de nombreux métaux. Cette situation se rencontre notamment au Canada. La toxicité individuelle (et même de certains mélanges) de ces contaminants est bien connue et laisse, à priori, présager de risques pour les organismes et les écosystèmes. Cependant, la forme sous laquelle se retrouvent les contaminants porte à croire que leur biodisponibilité pourrait être limitée. Celle-ci constitue donc un facteur clé, comme dans la plupart des cas de pollution. Or, il s'agit d'un paramètre qui résulte de plusieurs processus relevant de plusieurs disciplines différentes d'où la difficulté d'en cerner la notion et la pluralité de définitions qu'on en trouve. Dans cette étude, nous avons considéré la biodisponibilité comme une variable à caractère toxicologique et la bioaccessibilité comme une variable chimique, incorporée à la biodisponibilité. De par sa nature même, la quantification de la biodisponibilité requiert une approche intégrée incluant des indicateurs biologiques et chimiques pertinents. Dans un premier volet, deux sols de texture très différente (l'un prélevé sur une base militaire et l'autre, de type forestier) ont été amendés avec du Pb ou du HMX puis évalués quant à leur toxicité envers Eisenia andrei et leur biodisponibilité respective. Nous avons aussi déterminé l'incidence de la présence de vers sur le pH du sol et sur la bioaccessibilité du Pb et les teneurs de HMX soluble. La présence de vers a fait augmenter significativement le pH du sol de type militaire mais aucun effet n'a été relevé dans le sol forestier. En contrepartie, la bioaccessibilité du Pb à la fin de la période d'exposition était significativement réduite dans le premier cas mais augmentée dans le second. Aucune variation significative de cet ordre n'a été observée avec le HMX. En outre, la bioaccessibilité du Pb et les concentrations en HMX soluble étaient supérieures dans le sol provenant de la base militaire. En termes de toxicité, le Pb et le HMX se sont avérés tous deux significativement plus toxiques dans le sol d'origine militaire que dans le sol forestier (CE₅₀ pour effets sur la reproduction de E. andrei de 81 mg.kg¯¹ contre 1068 pour le Pb et 9.1 contre 3l pour le HMX). Une différence de biodisponibilité est donc fort vraisemblablement à l'origine de l'écart de toxicité constaté entre les deux sols. Une seconde étude a porté sur la biodisponibilité et la toxicité des contaminants dans les sols d'une base militaire canadienne. Nous y avons mesuré des indicateurs chimiques comme les teneurs en contaminants, des paramètres toxicologiques conventionnels et une batterie de biomarqueurs (enzymes antioxydants, détoxication et paramètres lysosomiaux) chez E. andrei. Nos résultats indiquent que ces sols sont contaminés par du HMX et plusieurs métaux dont les principaux sont le Cu, le Pb, le Zn, le Bi, le Cr, le Ni et le Cd. Les substances les plus accessibles dans les sols étaient le HMX ainsi que le Bi, le Pb, le Zn et le Cd. Tout comme pour le sol militaire témoin utilisé lors des expériences avec ajout de toxique, le pH de la majorité des sols était plus élevé au terme de la période d'exposition. Quant aux concentrations tissulaires des contaminants chez E. andrei, les éléments prépondérants étaient le Cu, le Zn et le Bi. L'accumulation préférentielle de ces substances pourrait s'expliquer en termes de bioaccessibilité, de mécanisme de détoxication ou de compétition entre certains éléments comme le Bi et le Pb. A l'exception d'un sol dans lequel de la létalité a été observée, les résultats de toxicité chez E. andrei étaient de nature sous-létale avec toutefois une inhibition complète de la reproduction dans les échantillons contaminés. Les réponses majeures des biomarqueurs étaient une augmentation de l'activité de la superoxyde dismutase et une réduction du temps de rétention du rouge neutre (fragilisation de la membrane Iysosomiale). La réponse du rouge neutre concorde avec les gradients de métaux dans les sols. Quant à l'effet sur la SOD, nous postulons que le HMX pourrait générer un stress oxydant responsable de son activation. En dernière partie de notre travail, nous avons soumis les résultats rapportés dans la section précédente à une analyse statistique relativement complexe. Au moyen de modèles et d'outils propres à mettre en lumière des associations entre les variables potentiellement impliquées dans la biodisponibilité nous avons tenté de dégager une évaluation synthétique de la biodisponibilité dans ces sols de type militaire. Nous avons exploré les régressions linéaires entre les caractéristiques physico-chimiques du sol et les concentrations de contaminants bioaccessibles, d'une part, ainsi qu'entre ces dernières et les réponses des biomarqueurs ou les concentrations dans les tissus, d'autre part. Une récente procédure de compilation d'un indice global de biomarqueurs a finalement été appliquée sur les sols étudiés afin d'obtenir un indicateur de leur qualité. Les régressions linéaires obtenues confirment l'existence d'une corrélation inverse entre le pH et la disponibilité des métaux d'une part et le potentiel de sorption des argiles, de la matière organique et des oxydes métalliques amorphes d'autre part. Des équations ont même été dérivées pour le Bi et le HMX (composés peu caractérisés jusqu'ici). Une relation marquante est ressortie entre les concentrations de contaminants bioaccessibles et les biomarqueurs, notamment la contribution du HMX à l'activité de la SOD, ce qui corrobore l'hypothèse d'un potentiel prooxydant du HMX. Enfin, les indices intégrés de biomarqueurs quant à la qualité des sols militaires concordent tant avec les niveaux de contamination qu'avec les réponses et la sensibilité des différents biomarqueurs. Globalement, les résultats générés dans la présente étude de la biodisponibilité envoient donc aux gestionnaires de ces sols militaires un signal à l'effet que plusieurs substances délétères pour l'environnement y sont peut-être plus biodisponibles qu'on ne le croyait, ce qui en augmente d'autant les risques pour les organismes vivants. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Approche intégrée, Biodisponibilité, Bioaccessibilité, Biomarqueurs, Eisenia andrei, Explosifs, Métaux, Sols.

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.

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.

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.