La propriété Lac Scott est située à environ 20 kilomètres à l'ouest de la ville de Chibougamau, dans la sous-Province de l'Abitibi. Elle est sur le flanc nord de l'anticlinal de Chibougamau et comprend les roches volcaniques directement au nord du pluton de Chibougamau. Elle est composée d'un assemblage de roches volcaniques et intrusives. La rhyolite de la Formation de Waconichi est l'hôte des quatre lentilles de sulfures massifs volcanogènes de la propriété: la lentille Selco-Scott, la lentille 800, la lentille centrale et la lentille ouest. Elles sont réparties sur deux horizons. Les lentilles Selco-Scott, 800 et ouest sont sur l'horizon Selco tandis que la lentille centrale est située sur l'horizon Nord. L'étude pétrographique de la minéralisation a permis de déterminer la distribution minéralogique à travers les différents amas minéralisés. La principale différence entre les lentilles est le pourcentage des différents minéraux. La pyrite est le minéral dominant dans toutes les lentilles. La sphalérite est le minéral économique le plus abondant, se situant entre 10 à 15%. La chalcopyrite est stable à travers les différents amas et représente environ de 5 à 10% des sulfures. Deux minéraux présentent de grandes variations de pourcentage, la magnétite et la pyrrhotite. En effet, leur distribution est variable passant de 2 à 10% pour la magnétite et de 1 à 25% pour la pyrrhotite. Les lentilles ouest et centrale sont celles qui contiennent le plus de pyrrhotite et de zones de stockwerk et les lentilles 800 et centrale sont celles qui contiennent le plus de magnétite. L'analyse des compositions des sphalérites a démontré que les lentilles centrale et ouest possèdent des sphalérites de plus haute température. La combinaison de la distribution minéralogique, du type de minéralisation et des compositions des sphalérites a permis de définir un gradient thermique des fluides dont la température augmente vers l'ouest. Les isotopes de soufre sont typiques des sulfures massifs volcanogènes archéens et ont permis de déterminer la température de formation des sulfures qui est en moyenne 275°C. La profondeur d'eau de 600 mètres de formation des amas sulfurés a pu être définie à partir de cette température d'ébullition. Le pluton de Chibougamau a eu une influence assez restreinte sur les amas minéralisés. Il a modifié leurs textures, mais il n'a pas modifié les compositions des sphalérites ni altéré les isotopes de soufre des sulfures. Le pluton a peu d'effets sur les minéralisations, il semble en équilibre chimique avec son environnement. Le métamorphisme régional a affecté les roches volcaniques de la propriété en les métamorphisant au faciès des schistes verts, mais aucun indice ne nous permet de croire qu'il a perturbé l'évolution des lentilles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sulfures massifs volcanogènes, Métamorphisme, Intrusion, Abitibi, Chibougamau.

Les roches du secteur du lac Minowean appartiennent aux Groupes de Seward et de Pistolet, entités correspondant aux séquences fluviatiles et de plate-forme du premier des deux grands cycles volcanosédimentaires de la Fosse du Labrador (2,17-2,14 Ga). L'empilement est constitué, de la base au sommet, d'arkoses et de conglomérats rouges, surmontés par des siltites grises et de rares dolomies, puis de puissants grès quartzeux, de grès dolomitiques et de dolomies, unités porteuses des minéralisations. Les rives du lac Minowean et spécialement les hauts topographiques situés à l'est sont hôtes de roches basaltiques et/ou gabbroïques et de sédiments argileux noirs, constituant des unités à corrélation stratigraphique incertaine. La relation entre les roches de plate-forme continentale, des séquences volcanogéniques de milieu marin plus profond et des brèches associées démontre l'existence probable d'une nappe de charriage dans la région. En effet, les résultats des travaux récents définissent une klippe de volcanites et de siltites riches en matière carbonée occupant le cœur du lac Minowean, avec un prolongement possible jusqu'aux roches mafiques et aux parcelles de socle connues à plus de 30 km au nord. Le cycle orogénique polyphasé trans-hudsonnien survenu à environ 1,87 Ga, a d'abord généré la mise en place d'une nappe de charriage (D1) chevauchant les roches mafiques et les sédiments pélitiques sur les unités de plate-forme continentale selon un transport du NE vers le SW. Cette déformation s'exprime par une très forte schistosité S1, à faible pendage, limitée à ces roches. Cet épisode a également occasionné un phénomène de bréchification sous la semelle (mélange tectonique) et la mise en place de méga-brèches hydrauliques par l'injection de dolomie. La tectonique de nappe a de plus généré le développement de structures cassantes à ductile-cassantes de second ordre au sein des roches de plate-forme, ayant possiblement contribué à un premier stade minéralisateur en U-Cu. Une déformation (D2) a plissé la nappe de charriage créant des plis P2 avec un léger déversement vers l'ouest des séquences du côté est du lac Minowean, plus précisément à l'endroit des minéralisations en U-Cu. Il est possible que ce déversement ait été initialisé par l'imbrication d'une importante masse gabbroïque située à l'est des indices (tardi-D2). L'accommodement de la déformation s'exprime ici par le développement d'une schistosité S2 orientée NW-SE à NNW-SSE dans les séries gréseuses et dolomitiques. Cet épisode de déformation s'accompagne d'une seconde mobilisation hydrothermale et d'une bréchification associée. L'uranium s'associe à ces failles et une remobilisation probable de celui préalablement piégé dans les brèches syn-D1 sur les sites indiciels. Une déformation D3 cassante tardive conjuguée, N040° et Nl00°, affecte la région et renferme à l'occasion des minéralisations de moindre envergure. Les minéralisations uranifères semblent donc étroitement associées aux processus de mise en place d'une nappe constituée essentiellement de roches volcaniques apparentées à celles situées à l'est de l'ancienne limite des nappes allochtones mafiques, soit la faille de chevauchement d'Argencourt. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : uranium, grès, matière carbonée, cuivre, nappe de charriage, mélange tectonique, allochtone, bréchification, Fosse du Labrador, orogène trans-hudsonien, Paléoprotérozoïque.

Le Vanadium produit dans le monde est issus à près de 90% de complexes ignés comme celui du Bushveld en Afrique du Sud. Le Complexe de la Rivière Bell est localisé dans le camp minier de Matagami, au nord de la province d'Abitibi. C'est une intrusion litée de 750km2, d'âge 2725Ma qui présente un potentiel en vanadium, fer et titane. La partie ouest du complexe, entourée de gisements de sulfures massifs volcanogènes, présente une base de gabbros, une zone supérieure litée de gabbronorites contenant des lits d'oxydes à Fe-Ti-V, surmontée par une zone de granophyres. La zone d'oxydes, hôte des minéralisations en vanadium fut jusqu'à présent peu étudiée. La zone litée est marquée par un métamorphisme rétrograde au faciès amphibolite à schistes verts. Elle comprend des lits d'oxydes massifs et semi-massifs globalement orientés Est-Ouest, à pendage subvertical et à polarité vers le Nord. Elle contient également des séquences de gabbronorites mélanocrates à leucocrates, à oxydes disséminés. Les zones d'oxydes ont une épaisseur jusqu'à 200m avec des lits centimétriques à décimétriques, dont les teneurs moyennes de 27,3% Fe, 39,04% Fe2O3, 6,55% TiO2 et 0,42% V2O5. On observe plusieurs séquences magmatiques primaires, directement liées au processus de cristallisation fractionnée. Une phase tardimagmatique de bréchification, donnant des brèches à ciment de gabbronorites pegmatitiques, est présente au sommet de la zone litée. Les oxydes présents dans la zone litée sont l'ilménite et la titanomagnétite. La titanomagnétite présente des exsolutions d'ilménite en treillis associées à de l'ulvöspinelle et de l'hercynite. Le vanadium est inclus dans la structure cristalline de la magnétite où les ions V3+ vont remplacer les ions Fe3+. Les observations texturales et les analyses géochimiques montrent que la zone supérieure litée du Complexe de la Rivière Bell est vraisemblablement issus d'une injection de magma mafique associée à un mélange avec un liquide résiduel enrichi en V-Fe-Ti. Ce mélange est possiblement issu de la zone de gabbros massifs sous-jacente. Plusieurs particularités distinguent le Complexe de la Rivière Bell d'autres complexes connus dans le monde comme celui du Bushveld, impliquant une mise en place avec un fort contraste thermique, vraisemblablement à faible profondeur. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : gisement de vanadium, complexe mafique, titanomagnétite, litage magmatique, cristallisation fractionnée.

L'intérêt croissant pour l'agriculture biologique, la valorisation des ressources, et la souveraineté et sécurité alimentaire a su faire valoir l'importance de l'agriculture durable, qui explore notamment le rôle du microbiome et des processus biologiques. Toutefois, des lacunes persistent dans la compréhension de la minéralisation de l'azote avec des engrais organiques en culture hors-sol. Ce projet visait à comprendre cette dynamique en examinant la minéralisation des engrais d'origine organique dans divers substrats de culture à base de tourbe (axe 1) et également dans des sols arctiques (axe 2). Dans l'axe 1, deux volets d'étude ont été menés : des essais *in vitro* mesurant l'activité microbienne et les taux de minéralisation de l'azote pour cinq substrats de culture, et des essais *in vivo* évaluant la performance agronomique de trois substrats et de trois types de fertilisation organique sous régie biologique. Nos résultats ont montré que la plupart des fertilisants organiques ont connu un pic d'azote minéralisé au quatorzième jour d'incubation, sans différences significatives entre les substrats de culture tourbeux. Cependant, le substrat tourbeux âgé de 5 ans avait une activité microbienne inférieure aux substrats neufs. L'azote minéralisé a varié de 30 % à 80 % selon les sources fertilisantes. Dans les essais *in vivo*, la concentration en nitrate et l'activité microbienne ont diminué après la stérilisation à la vapeur des substrats de culture. La fertilisation d'origine animale a montré la plus faible concentration en azote dans le substrat de culture, tandis que le substrat avec fibres de bois et la fertilisation mixte (animale et végétale) ont favorisé la croissance des plantes. Dans l'axe 2 de recherche, l'évaluation de la performance d'un fertilisant liquide biologique dérivé de la biofermentation de frass a montré sa capacité à augmenter l'activité microbienne et à influencer la minéralisation de l'azote. D'autre part, des sols arctiques ont démontré leur potentiel en tant que substituts aux substrats de culture tourbeux importés pour la production de fruits et légumes au Nunavut. / In recent years, organic agriculture, resource revaluation, and food security have sparked growing interest among consumers in Quebec. Sustainable agriculture explores the role of the microbiome and biological processes. However, only limited research has been conducted on nitrogen mineralization using organic fertilizers in soilless cultivation or on the connection between culture medium components and nitrogen mineralization in organic horticulture. Therefore, this project aimed to better understand the mineralization dynamics of organic fertilizers in various peat-based growing media (GM) (Part 1), and in Arctic soils (Part 2). In part 1, two aspects were investigated: (i) *in vitro* trials measuring microbial activity and nitrogen mineralization rates of eleven organic fertilizers in three growing media, and (ii) *in vivo* trials to assess the agronomic performance of three GM amended with different organic fertilizations. Our results demonstrated that the nitrogen mineralization curve for the majority of the studied fertilizers exhibited a peak of mineralized nitrogen on the fourteenth day of incubation. No significant differences were observed among the growing media. The 5-year-old growing medium displayed lower microbial activity compared to the fresh growing media. Plant protein hydrolysates released a significant amount of NH4-N during the initial weeks. Overall, mineralized nitrogen ranged from 30% to 80% of the applied nitrogen, depending on the organic fertilizers. In the *in vivo* trial, nitrate concentration and microbial activity decreased after sterilization of the growing medium. The animal-derived fertilization had the lowest nitrogen concentration, while wood fiber and mixed fertilization promoted plant growth. In part 2 of the study, an organic liquid fertilizer (OLF derived from biofermentation of frass was evaluated on a peat substrate. The addition of OLF increased growing medium microbial activity and influenced nitrogen mineralization by reducing immobilization effects. On the other hand, Arctic soils showed promising results as substitutes for imported growing medium in fruit and vegetable production, while local fertilizing sources can be as effective as commercial fertilizers.

Cette étude a permis d'évaluer les quantités d'azote et de phosphore potentiellement minéralisables dans 34 sols organiques cultivés du Sud-Ouest du Québec. Les sols ont libéré en moyenne de 380 kg N ha-1 an-1 et moins de 2 kg P ha-1 an?1. Ils ont été classés en deux groupes de minéralisation. Un seuil critique de minéralisation de 0,8 mg N kg-1 j-1 correspondant à une teneur en carbone de 372 g kg-1 et à un rapport C/N maximal de 30 classait les sols avec un taux de succès de 85 %. Un seuil de minéralisation de 0,04 mg P kg-1 j.-1 correspondant à une teneur en carbone critique de 425 g C kg-1 classait les sols avec un taux de succès de 94 %. En serre, des plants de ray-grass prélevaient jusqu'à 3 fois plus d'azote sur certains sols très minéralisateurs que sur des sols pauvres. La richesse en phosphore des sols a conduit à une absence de réponse à la fertilisation.

Chez le fœtus de rat, en fin de gestation, le taux de glucocorticoïdes (GC) fœtal présente un pic de secrétion entre le 16ème et le 20ème jour de la vie embryonnaire, phénomène concomitant à l'apparition des centres d'ossification du 17ème au 19ème jour de gestation pour le calvaria et pour le septum nasal, respectivement. Dans le cartilage, les GC modulent l'effet des facteurs insulino-mimétiques (IGF-I et -II) par des mécanismes complexes et mal définis, auxquels nous nous sommes intéressés. Nos résultats montrent que les GC, en concentrations physiologiques, peuvent induire la biominéralisation des matrices extracellulaires des chondrocytes de septum nasal et des ostéoblastes du calvaria de fœtus du rat en culture primaire (augmentation de la phosphatase alcaline, du dépôt minéral, des GAG et du Co I). Dans le septum nasal, cette induction est liée à une régulation différentielle des IGFBP et de leurs fragments de dégradation. Les mécanismes moléculaires gouvernant la différenciation des structures craniofaciales par les GC, en particulier, la régulation des homéogènes de la famille Msx et Dlx par cette hormone, sont peu connus. Une partie de notre travail a donc consisté à décrypter l'effet des GC sur l'expression des gènes Msx-2, Dlx-5 et Runx-2 au cours de la minéralisation de calvaria de fœtus du rat. Nos résultats indiquent que les GC induisent, in vitro et in vivo, dans le calvaria de fœtus de rat, l'expression des homéogènes Msx-2, Dlx5 et du gène maître Runx-2, nécessaires à l'induction d'un marqueur fonctionnel de la biominéralisation, l'ostéocalcine. Dans notre laboratoire, l'implication du gène Msx-1 lors de l'amélogenèse et de la dentinogenèse ainsi que la présence d'un ARN antisens naturel de ce gène ont été montrées chez la souris. Nous avons mis en évidence un homologue de cet ARN AS chez le rat. Nos résultats montrent que ce dernier est exprimé au cours de la biominéralisation du calvaria de fœtus de rat, et permettront d'une part de poursuivre l'étude du rôle de cet ARN AS dans des modèles in vitro et in vivo, et d'autre part, d'aborder les mécanismes d'action de cet ARN AS.

L'installation de décharges sanitaires représente la seule méthode de stockage des déchets ménagers solides dans plusieurs pays. Les lixiviats générés à partir de ces décharges présentent une grande toxicité aigüe et chronique. Lorsqu'ils ne sont pas traités, ces lixiviats peuvent pénétrer dans la nappe phréatique ou contaminer les eaux de surface et donc contribuer à la pollution des eaux. Divers procédés biologiques ont été appliqués au traitement des lixiviats de décharge. Cependant, ces procédés sont relativement inefficaces pour le traitement des lixiviats à cause de la présence de composés bioréfractaires. D'autre part, les procédés d'oxydation avancée représentent une excellente alternative pour le traitement des eaux polluées par les polluants toxiques et/ou persistants (bioréfractaires). Dans ce travail, quelques procédés d'oxydation avancée (procédé Glidarc, électro-Fenton, oxydation anodique et photo-Fenton) ont été appliqués au traitement de deux molécules modèles appartenant chacune à une famille de polluants présents dans la matrice du lixiviat tunisien de la décharge contrôlée de Jebel Chakir (identifiée dans ce travail), à savoir, l'anhydride phtalique et le 8-hydroxyquinoléine sulfate. Pour ces deux molécules, une étude de la dégradation et la minéralisation a été réalisée en optimisant les paramètres expérimentaux. L'étude cinétique montre que la dégradation oxydative des deux polluants étudiés suit une cinétique de réaction du pseudo-premier ordre, avec des temps de dégradation assez courts. Par exemple, avec une anode de Pt, l'oxydation complète de l'anhydride phtalique a été achevée en moins de 15 min sous un courant appliqué de 2,88 mA cm-2. L'identification des intermédiaires aromatiques et carboxyliques à courte chaîne carbonée a permis de proposer un mécanisme de dégradation de l'anhydride phtalique par les radicaux hydroxyles. Les valeurs des constantes de vitesse des réactions entre les *OH, et les deux polluants et leurs intermédiaires ont été déterminés par la technique de cinétique de compétition à l'aide d'un composé de référence; l'acide 4-hydroxybenzoique. Le suivi de la toxicité lors du traitement de la solution de 8-HQS par la méthode Microtox®, (une méthode basée sur la mesure de l'inhibition de la luminescence des bactéries marines Vibrio fischeri) a montré la formation des intermédiaires plus toxiques que les molécules mères. Une comparaison des procédés d'oxydation avancée appliqués a été réalisée pour chacun des polluants. Enfin, différents procédés d'oxydation avancée (procédé Glidarc, électro-Fenton, oxydation anodique et photo-Fenton) ont été appliqués à la dépollution du lixiviat tunisien de Jebel Chakir. Une étude comparative a été réalisée afin d'évaluer le coût des procédés. L'ensemble des résultats obtenus confirme l'efficacité du procédé électro-Fenton pour la dépollution des lixiviats.

Suite à leur utilisation, les médicaments sont souvent partiellement métabolisés; ainsi ces substances pharmaceutiques et/ou leurs métabolites sont rejetés continuellement dans les eaux usées. Leur présence et accumulation dans les eaux naturelles constituent une pollution émergente conduisant à la perturbation des écosystèmes et l'accroissement de mal fonctionnement de la reproduction des espèces aquatiques telles que les poissons. Parmi les polluants pharmaceutiques, les antibiotiques méritent une attention particulière parce qu'ils sont utilisés en grande quantité d'une part et constituent des molécules biologiquement actives pouvant interagir avec des cibles biologiques spécifiques conduisant à l'apparition du phénomène de résistance des micro-organismes potentiellement pathogènes tels que les bactéries (vis-à-vis de ces médicaments employés pour les combattre). Une action préventive est donc indispensable pour réduire leur présence dans les milieux aquatiques naturels. Dans ce travail nous avons appliqué le procédé électro-Fenton (EF), une méthode indirecte d'oxydation électrochimique très performante, à la dégradation des polluants pharmaceutiques sélectionnés, trois antibiotiques couramment utilisés : le sulfaméthoxazole (SMX), l'amoxicilline (AMX) et sulfachloropyridazine (SCP). Le traitement des solutions aqueuses de ces antibiotiques été réalisé en milieux aqueux acide à l'aide des radicaux hydroxyles générés électrochimiquement. Les radicaux hydroxyles sont produits in situ à courant constant dans une cellule électrochimique non divisée, munie d'une cathode tridimensionnelle de grande surface spécifique (feutre de carbone) et d'une anode de Pt ou de BDD afin de suivre la cinétique d'oxydation avec les radicaux hydroxyles et la minéralisation de leurs solutions aqueuses. Ces radicaux sont générés à travers la réaction de Fenton : H2O2 + Fe2+ + H+ → Fe3+ + H2O + *OH dans laquelle les réactifs générés (H2O2) ou régénéré (Fe2+ en tant que catalyseur) électrocatalytiquemment. L'influence des différents paramètres sur la cinétique de dégradation des antibiotiques et sur la cinétique de minéralisation des solutions d'antibiotiques a été étudiée. L'effet co-catalytique des ions Cu2+ a été aussi examiné. Les radicaux hydroxyles formés sont des oxydantes très puissants et réagissent sur les antibiotiques en question conduisant à leur minéralisation. L'étude cinétique montre que la dégradation oxydative des trois antibiotiques suit une cinétique de réaction du pseudo-premier ordre, avec des temps de dégradation assez courts. Par exemple, avec une anode de Pt, l'oxydation complète des molécules SMX, AMX et SCP a été achevée en moins de 15 min à 300 mA. Afin d'établir les voies de dégradation avec les radicaux hydroxyles, les intermédiaires aromatiques, les acides carboxyliques formés ainsi que les ions inorganiques libérés dans la solution lors du traitement ont été identifiés et leur évolution dans le temps a été suivie. Les valeurs des constantes de vitesse des réactions entre les *OH et les antibiotiques et leurs intermédiaires ont été déterminés par la technique de cinétique de compétition à l'aide d'un composé de référence, l'acide p-hydroxybenzoϊque. L'efficacité du procédé d'oxydation anodique (OA) avec une anode Pt et BDD à titre comparatif avec le procédé électro-Fenton a été aussi étudiée. L'efficacité de minéralisation des solutions aqueuses d'antibiotique à été évaluée par mesure du carbone organique total (COT). Le suivi de la toxicité lors du traitement des solutions d'antibiotiques par la méthode Microtox®, (une méthode basée sur la mesure de la luminescence des bactéries marines Vibrio fischeri) a montré la formation des intermédiaires plus toxiques que les molécules mères. L'ensemble des résultats obtenus confirme l'efficacité du procédé électro-Fenton pour la dépollution des effluents aqueux chargés d'antibiotiques.

L'utilisation du procédé d'oxydation avancée électrochimique : procédé électro-Fenton est un moyen simple et économique d'obtention des radicaux hydroxyles (OH*) fortement oxydantes. Au cours de ce travail les radicaux ont été utilisés pour la dégradation du chlortoluron, du carbofurane et du bentazone en solution aqueuse. La méthodologie de la recherche expérimentale a été utilisée pour étudier l'influence de quelques paramètres (concentration du chlortoluron, l'intensité du courant et la durée du traitement.) sur la vitesse de disparition et pour déterminer les conditions optimales de minéralisation. L'évolution de la concentration des pesticides en fonction du temps de traitement montre une cinétique de pseudo premier ordre (kabs = 4,92 × 109, 3.24 × 109 et 2.63 × 109 M-1 s-1 respectivement pour le chlortoluron, le carbofurane et le bentazone). Dans nos conditions expérimentales optimales (I = 300 mA, [pesticide]0 = 0,125 mM et t = 8 h), nous obtenons un taux de minéralisation supérieur à 90% pour les trois pesticides. Dans le cas des molécules étudiées, il a été montré que le taux de minéralisation par le procédé photo-Fenton (UV/Fe3+/H2O2) est fonction des doses des réactifs utilisés et de la concentration initiale des pesticides à traiter. Une comparaison des performances de minéralisation par les différents procédés étudiés (électro-Fenton (BDD), électro-Fenton (PT), oxydation anodique et photo-Fenton) a montré que les procédés photo-Fenton et électro-Fenton (BDD) permettent d'atteindre des taux de minéralisation très importants (˜ 90% au bout de 2 h). La comparaison du coût du traitement montre que le procédé photo-Fenton coûte beaucoup plus chère que le procédé électro-Fenton (BDD). Le plasma d'air humide a été utilisé pour la dégradation du chlortoluron. Différents catalyseurs (Fe2+, Fe3+ et TiO2) ont été étudiés pour améliorer les performances du glidarc. La combinaison entre TiO2 et Fe2+ permet d'aboutir à 96% de la dégradation du chlortoluron au bout de 3h

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.