Titre de l'écran-titre (visionné le 19 janvier 2024) / Ce mémoire a pour but de réaliser une analyse fréquentielle des débits d'étiages estivaux observés sur des bassins versants jaugés au Québec de moins de 500 km² ainsi que la réalisation d'une analyse régionale utilisant les dépôts meubles et l'occupation du territoire afin d'estimer les débits d'étiages estivaux de sites non jaugés. Pour y arriver, les trois objectifs suivants ont été identifiés : - Réaliser l'analyse fréquentielle des débits d'étiages estivaux des petits bassins versants dont les données de débits sont disponibles au Québec. - Identifier les dépôts meubles et l'occupation du territoire sur les bassins versants étudiés. - Réaliser une analyse régionale utilisant les quantiles obtenus par l'analyse fréquentielle et les variables explicatives des stations analysées. Une analyse fréquentielle pour 150 stations ayant au moins cinq années de données est réalisée pour les distributions log Normale, Pearson III, log Pearson III, GEV et Gumbel. Les variables d'intérêt pour l'analyse sont les périodes de retour de 2, 5 et 10 ans pour les débits minimums entre le 1ᵉʳ juin au 30 septembre selon une moyenne mobile de 7 jours. Parmi les 150 stations, 23 stations ne respectent pas l'homogénéité et la stationnarité selon les tests de Mann-Kendall et Mann-Whitney et sont retirées de l'analyse. Selon l'EQM, la performance classée en ordre décroissant des distributions est la GEV, Gumbel, log Normale, log Pearson III et Pearson III. Malgré ces résultats, les distributions GEV, Gumbel et Pearson III démontrent des problèmes de quantiles négatifs puisqu'elles ne sont pas bornées positivement. Ces distributions ont une bonne performance pour la partie centrale des distributions, mais la représentativité des données est affectée pour de grandes périodes de retour. Une autre problématique observée est l'application de l'approximation de Wilson-Hilferty pour les distributions Pearson III et log Pearson III. En effet, la variabilité des débits d'étiage limite l'application de cette approximation. Pour le développement des modèles régionaux, les dépôts meubles et l'occupation du territoire sont déterminés en réalisant la délimitation des bassins versants et utilisant les couches vectorielles du 5ᵉ IEQM. Les régions ont été regroupées en deux groupes en fonction des différences significatives entre les débits unitaires des régions. Le premier groupe comporte les régions du Saint-Laurent sud-est (02), Saint-Laurent sud-ouest (03), Outaouais et Montréal (04) et les régions du Saint-Laurent nord-ouest (05), Saguenay et Lac-Saint-Jean (06) et Saint-Laurent nord-est (07) pour le deuxième groupe. Les modèles régionaux ont été déterminés en utilisant une régression de type pas-à-pas inverse et le coefficient de détermination ajusté pour les quantiles Q$_{2,7}$, Q$_{5,7}$ et le Q$_{10,7}$ des stations du premier groupe sont respectivement de 0.871, 0.837 et 0.813 et pour le deuxième groupe, ces coefficients sont respectivement de 0.881, 0.860 et 0.837. Les modèles développés comportent des limites d'application, mais la performance démontre que les dépôts meubles et l'occupation du territoire peuvent servir de variable explicative pour aider à estimer les débits d'étiages estivaux de petits bassins versants québécois.

Au Québec, la technologie d’assainissement des eaux usées municipales la plus répandue est le traitement par étangs aérés. L’augmentation des charges et débits envoyés aux étangs ainsi que les exigences de rejet de plus en plus contraignantes forcent la mise à niveau de nombreux étangs. La présente étude porte sur la capacité de dégradation carbonée et de nitrification simultanée du média fixe inerte autoportant immergé BIONESTMD pour augmenter la capacité de traitement des étangs aérés. Des essais ont été réalisés sur douze unités pilotes alimentées en parallèle par un bassin d’égalisation recevant des eaux usées d’origine domestique brutes municipales. Trois charges surfaciques et trois températures d’opération ont été simultanément testées sur les pilotes. Le média a été mis en place dans des cellules flottantes cylindriques. Des taux de dégradation carbonée de plus de 15 g DBO₅Cs/m².d et 25 g DCOs/m².d ont été obtenus. Avec des efficacités de plus de 90% d’enlèvement, des taux supérieurs de dégradation auraient sans doute pu être obtenus à charge plus élevée. Une influence de la température d’opération sur la dégradation de ces deux paramètres a été observée, notamment pour des températures inférieures à 1°C et des charges surfaciques élevées. Les concentrations de DBO₅C, de DCO et de MES mesurées ont montré une dépendance significative en fonction de la charge surfacique et de la température d’opération appliquées. Il a également été observé qu’une température froide et une charge surfacique élevée favorisent le développement d’un biofilm épais. Cette épaisseur favoriserait le détachement du biofilm et la présence de matières particulaires à l’effluent se traduisant par l’augmentation des concentrations de DBO₅C, de DCO et de MES. Des taux de nitrification de plus de 2 g N-NH₄/m².d ont été mesurés pendant les essais et ce malgré des charges surfaciques en matière organique supérieures à la valeur de 5 g DBO/m².d recommandée dans la littérature pour une dégradation carbonée et une nitrification simultanée. Cette capacité du média BIONESTMD, configuré tel que dans cette étude, pourrait être attribuable au biofilm épais favorisant une surface de biofilm et une diffusion des substrats plus élevées que d’autres types de réacteurs à biomasse fixe. Les résultats ont montré une influence importante de la température sur les taux de nitrification, notamment un phénomène de limitation sous 1°C en fonction de la charge en azote ammoniacal. Les coefficients de température mesurés ont montré une dépendance de la charge et de la température. Des conditions limitantes en oxygène accentuent l’influence de la température sur la nitrification. Une équation permettant de déterminer le taux de nitrification à une charge et une température donnée a été développée et utilisée. / In Quebec, the aerated lagoon process is the most popular technology for municipal wastewater treatment. Flowrate and load increases as well as more stringent effluent requirements will make many lagoon upgrades necessary. This study focuses on organic matter removal and simultaneous nitrification of the inert self-supporting immersed BIONESTTM media to upgrade aerated lagoons. Tests were conducted on twelve parallel pilot units fed by an equalisation tank receiving municipal raw domestic wastewater. Three loads and three temperatures were simultaneously tested on the pilots. The media was placed inside cylindrical floating cells. Organic removal rates above 15 g sCBOD₅/m².d and 25 g sCOD/m².d were obtained. With efficiencies above 90% removal, higher organic removal rates would have probably been obtained if the load had been higher. An influence of temperature on the removal of these two parameters was observed, particularly for temperatures below 1°C and high loads. Measured CBOD₅, COD and TSS concentrations showed a load and temperature dependency. It was also observed that cold temperatures as well as high loading rates promote the development of a thick biofilm. This thickness might favor biofilm detachment and particulate matter in the effluent contributing to increased CBOD₅, COD and TSS concentrations. Nitrification rates above 2 g N-NH₄/m².d were measured during the tests despite organic loads higher than the 5 g BOD/m².d recommended in the literature for simultaneous organic matter removal and nitrification. This treatment capacity of the BIONESTTM media, as configured in this study, may be due to the thick biofilm favoring a higher biofilm surface and higher substrate diffusion than other biofilm reactor technologies. Results showed a strong dependency of nitrification on temperature, especially below 1°C where a limitation related to the ammonia load was observed. Measured temperature coefficients showed a dependency on the load and temperature. The influence of temperature on nitrification kinetics was higher in oxygen-limited conditions. An equation allowing the determination of the nitrification rate as a function of the ammonia loading rate and temperature was developed and applied.

Le partage de l’eau dans des bassins versants transfrontaliers est un problème complexe, en particulier lorsqu’il n’y a pas de tradition de coopération entre les pays riverains dans d’autres domaines non liés à l’eau tels que le commerce. De plus, à mesure que les ressources en eau se développent et que le changement climatique est une nouvelle source de risque, le manque d’informations partagées quant aux débits hydrologiques et aux décisions humaines et institutionnelles sur la gestion des ressources rend de plus en plus difficile la distinction entre facteurs naturels et anthropiques dans le dérèglement d’un régime hydrologique. Des tentatives de récupération de données hydrologiques dans des régions difficiles d’accès ont été réalisées avec succès en utilisant la télédétection. Mais l’application de cette technique pour la modélisation des systèmes d’eau (notamment pour caractériser des infrastructures ou des comportements d’usagers) reste difficile puisqu’elle nécessite d’importantes observations et interactions avec les gestionnaires de la ressource sur le terrain. La portée de la plupart des techniques de modélisation est également limitée par leur incapacité à gérer la multitude d’institutions en charge des ressources en eau, ou l’impact de leurs intérêts spécifiques et souvent opposés sur la ressource en elle-même. Pendant des décennies, ce manque de données détaillées et de techniques de modélisation appropriées a conduit de nombreuses études sur des bassins versants internationaux non gérés de façon concertée à rester qualitatives ou conceptuelles. Cette incapacité à comprendre et à quantifier de manière indépendante les causes de changements hydrologiques est particulièrement frustrante pour des décideurs politiques. Dans le bassin du Yarmouk, par exemple, qui est partagé entre la Syrie, la Jordanie et Israël, le débit annuel moyen correspond aujourd’hui à moins de 15 % de celui qui a précédé la période de développement, et ce malgré la signature d’accords bilatéraux entre la Syrie et la Jordanie (1987) et entre la Jordanie et Israël (1994). Cette situation a conduit les pays riverains à développer chacun leur propre théorie, contestée, concernant l’effondrement du débit du Yarmouk. En prenant ce bassin comme étude de cas, cette thèse de doctorat vise à analyser quantitativement des changements hydrologiques dans des bassins versants transfrontaliers, non gérés de façon concertée, complexes institutionnellement, et aménagés à l’excès. Cet objectif passe par deux activités de recherche principales : (i) le suivi de la retenue d’eau de petits barrages dans des zones inaccessibles – comme première étape à la caractérisation d’un système multi-réservoirs ; et la simulation et l’analyse de scénarios, dans le but d’étudier de manière quantitative des changements hydrologiques dans un bassin versant. Les résultats indiquent que des facteurs naturels et anthropiques sont responsables de la chute du débit du Yarmouk et évaluent leur contribution à cet effet en combinant télédétection, simulation multi-agent et analyse de scénarios. / Sharing waters in a transboundary river basin is challenging, especially when there is no tradition of cooperation between riparian countries in other, non water-related, issues such as trade. Moreover, as water resources are being developed and climate change is a new source of risk, the lack of shared information on hydrological flows and human/institutional decisions on resources management implies that it is increasingly difficult to distinguish between natural and anthropogenic factors affecting a flow regime. Attempts to retrieve hydrological data in hardly accessible areas have successfully been made using remote sensing. But the use of this technique for water systems modeling efforts, and particularly for characterizing infrastructure or understand water user behaviors, remains challenging as it requires extensive on-the-ground observations and interactions with water resources managers. The scope of most modeling techniques is also limited by their inability to handle the multiplicity of institutions dealing with water, or the impact of their specific and often competing interests on water resources. For decades, this lack of detailed data and suitable modeling techniques has led many studies on non-cooperatively managed international river basins to remain qualitative or conceptual, and has therefore frustrated policy makers for not being able to independently understand and quantify the causes of hydrological changes. In the Yarmouk River basin, for example, which is shared between Syria, Jordan and Israel, the annual outflow now corresponds to less than 15% of that of pre-development era, despite the signature of bilateral agreements between Syria and Jordan (1987), and between Jordan and Israel (1994). This state of affairs has led riparian countries to develop their own, contested, narratives regarding the collapse of the Yarmouk flow. Taking the Yarmouk basin as a case-study, this Ph.D. thesis consequently aims at quantitatively analyzing past hydrological changes in non-cooperatively managed, institutionally complex, over-built, transboundary river basins. This objective goes through two main research activities: (i) the monitoring of small reservoirs’ storage in inaccessible areas, as a start to characterize a multi-reservoir system; and (ii) the simulation and analysis of scenarios to quantitatively study changes in a river basin. Results reveal that the contributions of natural and anthropogenic factors to explain the decline of the Yarmouk flows can be identified and then assessed using remote sensing, multi-agent simulation, and scenario analysis.

Cette recherche analyse les performances de différents estimateurs de la charge en nitrate à l'aide d'observations expérimentales sur deux petits bassins versants agricoles. Ces observations sont les valeurs moyennes, sur une base quotidienne, de la concentration en nitrate et des débits à l'exutoire du bassin versant. La charge réelle a été calculée à l'aide d'une somme finie après avoir complété par interpolation linéaire les valeurs manquantes des bases de données de chaque bassin versant. Puisque les bases de données sont des séries temporelles provenant de deux bassins versants, elles ont / té comparées en divisant la plus longue série en segments égaux et équivalents à la plus courte. Le logiciel MATLAB a servi à calculer les estimations de la charge en nitrate en utilisant des simulations de Monte Carlo de l'échantillonnage des concentrations. Les débits moyens à l'exutoire ont été utilisés sur une base quotidienne pour calculer les estimations de la charge en nitrate. Onze séries temporelles ont été analysées. Une analyse de variance utilisant le facteur aiéatoire "série temporelle" montre que, pour les deux bassins versants à l'étude, une méthode d'intégration utilisant l'interpolation linéaire des concentrations était systématiquement plus précise que les autres estimateurs de la charge en nitrate mis à l'épreuve, et significativement différente. Un total de onze séries temporelles de 600 jours, une du Québec et dix de la France, servent à généraliser les résultats à des bassins versants ayant des caractéristiques physiques similaires.

Plusieurs modèles hydrologiques ont été développés au cours des dernières décennies. Un modèle hydrologique devrait être capable de représenter tous les bassins versants. Les performances des modèles dépendent des caractéristiques du bassin versant étudié; aucun modèle ne convient à toutes les tâches de modélisation. Cette thèse de doctorat a pour but de proposer une méthode de sélection de modèles parmi un grand nombre de candidats. Elle prend en compte : l'identification d'une banque de modèles performants pour des conditions climatiques différentes et la sélection de modèles appropriés selon les conditions climatiques du bassin versant (aride, tempéré ou continentale) et les objectifs de modélisation (débits élevés, moyens ou faibles). La recherche est basée sur 1446 modèles construits en utilisant l‘approche multistructure empirique (Ensemble Multistructure Framework, EMF) et 100 bassins versants états-uniens aux conditions climatiques diversifiées. L'objectif de cette étude est de valoriser les approches flexibles afin d'identifier des modèles performants pour une diversité de climats. La sélection des modèles est ainsi basée sur les performances individuelles de 1446 modèles en les comparant avec un modèle de référence (GR4J). Sur la base de cette étude, une banque de 80 modèles diversifiés, issus des 1446 modèles initiaux, a été proposée pour d‘autres applications. Pour évaluer l'impact du climat et de la métrique sur la performance du modèle, les 80 modèles présélectionnés ont été évalués sur les trois types de climat et sur les trois objectifs de modélisation. Cette étude propose au final quatre nouveaux modèles hydrologiques conceptuels, adaptés à des conditions climatiques et hydrologiques spécifiques. La modélisation hydrologique demeure imparfaite en raison d'un grand nombre d'incertitudes liées notamment à la description de la transformation pluie-débit par les structures du modèle hydrologique. L'approche multimodèle est une solution alternative, parce que la combinaison de modèles existants peut mener à de meilleurs résultats par rapport aux modèles individuels. La diversité des structures des modèles constitue souvent un des premiers principes du fonctionnement d‘un multimodèle de manière à compenser les erreurs et à améliorer les performances. Les 80 modèles présélectionnés et l'algorithme Backward Greedy Selection (BGS) sont ainsi utilisés afin de sélectionner l‘ensemble des modèles à combiner. Les tests ont été effectués sur six critères (MCRPS, KGEsqrt, Mlogs, NRD, PIT et RDmse). Les résultats montrent que l'optimisation par MCRPS est la plus intéressante. / Many hydrologic models were developed in the last few decades. They should be capable of simulating all of the catchments but, in practice, their performance is dependent on the geology and climate, so no model structure is suitable for all modeling tasks. This doctoral thesis aims at proposing a model selection method, from a grand pool of candidates, which accounts for the identification of a pool of successful models in diversified climates conditions and the selection of appropriate models for the catchment climatic conditions (arid, humid, and continental) and modeling objectives (high, medium and low flows). It is based on 1446 models constructed using the Ensemble Multistructure Framework (EMF) and 100 climatically diversified American catchments. The focus of this study is to value flexible modeling approaches to identify successful models for a variety of climates. The model selection is first based on the individual performance of the 1446 models, comparing them to a reference model (GR4J). A pool of 80 diversified models is then identified for further investigation. To evaluate the impact of climate and metric on model performance, the 80 preselected models are evaluated on the three types of climates and three modeling objectives. At the end, four new lumped conceptual hydrologic models are tailored for specific climate and flow conditions. Hydrological modeling remains imperfect due to a large number of uncertainties, particularly related to the description of rainfall-flow transformation by hydrological model structures. The multimodel approach is an alternative solution, because the combination of existing models gives better results than individual ones. The diversity of model structures touches one of the first principles of the operation of a multimodel is the compensation of the errors to improve the performances. The 80 preselected models and the Backward Greedy Selection (BGS) algorithm are then used to select the models set to combine. Tests are performed on six optimizations (MCRPS, KGEsqrt, Mlogs, NRD, PIT and RDmse). Results show that, the optimization by the MCRPS is most interesting when compare to other criterions.

Pour plusieurs grandes villes nord-américaines et européennes possédant un réseau unitaire, les bassins de rétention sont devenus un moyen courant pour diminuer les rejets polluants aux cours d'eau récepteurs et pour régulariser les charges hydrauliques arrivant à la station en temps de pluie. Cependant, des études démontrent que la vidange des réservoirs a un effet négatif sur le procédé de traitement des stations d'épuration. Cette étude vise deux objectifs: (1) caractériser les eaux unitaires à l' entrée et lors de la vidange d'un réservoir de rétention par temps de pluie pour deux paramètres principaux: matières en suspension (MES) et demande chimique en oxygène (DCO) et (2) évaluer des bilans massiques de polluant à l'entrée et à la sortie d'un bassin de rétention pour estimer l'impact sur la station d'épuration des eaux usées. Pour ce faire, une campagne d'échantillonnage dans laquelle la récolte et l'analyse des eaux unitaires à l'entrée et la sortie ont eu lieu dans un réservoir de rétention utilisant un système de vidange par pompage a été réalisée. Les analyses ont démontré une grande variabilité des eaux unitaires dans le réservoir. Ensuite, on a observé que les particules semblent décanter rapidement, car on les retrouve en grandes quantités lors des premières 30 minutes de la vidange par pompage. Finalement, les bilans de masse réalisés démontrent que les réservoirs de rétention emmagasinent une importante quantité de matières, permettant d'éviter d'importantes contaminations des cours d'eau lors d'événements pluvieux. Lors de la première heure de vidange du réservoir, en moyenne 45% de la totalité des MES est envoyé à la station d'épuration des eaux usées.

Titre de l'écran-titre (visionné le 10 janvier 2024) / L'objectif de cette étude est d'identifier les pratiques agroenvironnementales optimales - parmi les cultures de couverture, l'ajout de prairies ou de céréales dans la rotation et l'élargissement de bandes riveraines - afin de maximiser les bénéfices des acteurs du bassin versant du ruisseau Castor tout en améliorant la qualité de l'eau. Pour atteindre cet objectif, trois questions de recherche sont posées : quels sont les impacts des pratiques agroenvironnementales sur (1) la qualité de l'eau, (2) les producteurs agricoles et (3) à l'échelle du bassin versant. Le Delphi a été utilisé pour quantifier les impacts des pratiques agroenvironnementales sur la qualité de l'eau. Ce sont l'ajout de prairies dans la rotation et l'élargissement des bandes riveraines qui ont les plus grands impacts sur la qualité de l'eau. Quant aux impacts pour les producteurs agricoles, la budgétisation partielle a été retenue. Les cultures de couverture incluant une légumineuse permettent de dégager des marges bénéficiaires supérieures à l'occupation du territoire actuelle. Enfin, la programmation mathématique a été utilisée pour quantifier les pratiques optimales et leurs impacts à l'échelle du bassin versant. Les pratiques agroenvironnementales mises en place pour une amélioration de la qualité de l'eau à court terme entraînent des baisses importantes des bénéfices globaux des producteurs agricoles et une baisse des bénéfices totaux du bassin versant. À moyen et long terme, les pratiques agroenvironnementales privilégiées sont les cultures de couverture, permettant d'améliorer la profitabilité des entreprises agricoles et ayant des bénéfices globaux similaires à l'occupation actuelle du bassin versant du ruisseau Castor. / The goal of this study is to identify the optimal best management practices - among cover corps, crop diversification by adding meadows or cereals in rotations and widening of riparian buffer strips - to maximise the benefits of economic agents in the ruisseau Castor Watershed while improving water quality. To achieve this goal, three questions are addressed: what are the impacts of these best management practices (1) on water quality, (2) on farmers and (3) at the watershed scale. The Delphi method was used to quantify the impacts of the best management practices on water quality. Crop diversification by adding meadows and widening of riparian buffer strips were found to have the biggest impact on water quality. The impacts on farmers were evaluated through partial budgeting. Legume cover crops increases the profit margins of the farmers compared to the current land use. Lastly, mathematics programming was used to quantify the optimal best management practices and their impacts on a watershed level. Short term water quality improvement causes an important decrease on the profitability of farmers et a decrease on general benefits in the watershed. Mid to long term water quality improvement increases the global benefits of the economic agents in the watershed, where cover crops are prioritised because they allow an increase in profitability for the farmers.

Les inondations causées par des épisodes de pluie sur neige en hiver risquent de survenir plus fréquemment avec les changements climatiques. La description de ces épisodes et la quantification de leur impact hydrologique ont été jusque-là peu considérées, en dépit des risques qu'ils posent pour les populations riveraines. Afin d'adapter les modèles prédictifs, il importe plus que jamais de mieux comprendre ces phénomènes. Cette étude examine les conditions initiales de la neige et du sol ainsi que le forçage météorologique ayant un impact sur la réponse hydrologique lors d'épisodes de pluie sur neige en hiver dans le sud du Québec. Sept bassins versants de tailles diverses (54 à 15 515 km²) et huit stations de mesures hydrométéorologiques sont analysés à cet effet. Deux types d'analyses sont proposées. La première est une analyse statistique basée sur des données hydrométriques et météorologiques gouvernementales pour la période allant de 2009 à 2021, ayant permis de définir 95 épisodes de pluie sur neige (ici définis comme un minimum de 3 mm pendant une période de 24 h). On remarque que seuls 55% des épisodes ont un impact hydrologique notable, défini comme Pluie avec ruissellement. Les principaux facteurs affectant la présence d'une réponse hydrologique sont la quantité totale de pluie, la durée de la précipitation et la hauteur initiale de neige. D'autre part, une étude de cas basée sur un travail de terrain ciblé avant, pendant et après deux épisodes de pluie sur neige survenus en février 2022, a notamment permis d'observer les processus de métamorphisme de la neige, de même que la disparité spatiale dans les propriétés du couvert de neige à l'échelle d'un site et même de diverses zones du sud du Québec. La variabilité au niveau de la géographie et les différences de superficie entre les bassins versants sont proposées comme étant les principaux facteurs qui vont contraindre la réponse d'un bassin versant à un épisode de pluie sur neige, en plus de l'occupation du territoire, du type de sol et de l'altitude.

Plusieurs approches réglementaires ont été développées pour assurer la protection des sources d’eau potable. Au Québec, le Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection (RPEP) exige la délimitation d’aires de protection spécifiques à l’intérieur de l’aire d’alimentation des prises d’eau potable. Cette délimitation est basée sur des distances fixes. Certaines activités, qui posent un risque pour la qualité de l’eau, sont restreintes dans ces zones protégées. Cependant, pour les eaux de surface, l’utilisation d’unités de distance n’est pas nécessairement représentative du temps disponible pour réagir face à une contamination puisqu’elle ne considère pas des facteurs tels que le contexte hydrologique, l’occupation du territoire et les cheminements préférentiels de l’eau qui influencent le temps de parcours des polluants. Le temps disponible pour l’intervention correspond à la somme du temps de cheminement (entre le point d’émission et l’arrivée du contaminant dans un cours d’eau à débit permanent) et du temps de parcours en cours d’eau à débit permanent (le transport du contaminant dans un cours d’eau à débit permanent jusqu’à la prise d’eau). L’objectif de ce projet est d’évaluer l’influence du temps de cheminement sur le temps disponible pour réagir. Le cas d’étude est bassin versant de la principale prise d’eau potable de la Ville de Québec. Cinq méthodes d’évaluation du temps de cheminement ont été évaluées, à savoir celle proposée par le RPEP, une évaluation de la longueur de cheminement à vol d’oiseau et selon le réseau de drainage ainsi que l’estimation du temps de cheminement selon la méthode du TR-55 et selon le réseau de drainage. Pour appliquer et comparer ces méthodes, 144 propriétés situées dans l’aire d’alimentation de la prise d’eau à l’étude ont été considérées. Pour ces propriétés, 30 cheminements de l’eau distincts ont été identifiés. Il a été constaté que la méthode d’évaluation des longueurs à vol d’oiseau n’est pas représentative du cheminement potentiel des contaminants. Les méthodes basées sur l’estimation des temps de cheminement présentent des résultats comparables bien qu’il serait pertinent d’appliquer ces méthodes à d’autres bassins versants pour valider les résultats. Les temps de cheminements estimés sont majoritairement situés dans un intervalle entre 0 et 15 min pour les deux méthodes appliquées sur le cas d’étude. Pour la méthode du TR-55 et selon le réseau de drainage, cet intervalle de temps représente le cheminement de 58 % et 64 % des propriétés analysées, respectivement. À partir des résultats obtenus, ce mémoire de recherche conclut que les temps de cheminement, bien qu’ils doivent être considérés dans la protection des sources d’eau potable, représentent une faible proportion du temps disponible comparativement aux temps de parcours en cours d’eau à débit permanent, qui eux sont beaucoup plus importants, de l’ordre de plus de 14,5 h dans le cas d’étude.

La préservation des écosystèmes hydrologiques est cruciale pour la gestion durable des forêts. Le programme "Couverture LiDAR du Québec méridional" a permis de collecter des données géospatiales de haute résolution et de produire des réseaux hydrographiques à partir de modèles numériques de terrain (MNT). Cependant, les méthodes de cartographie actuelles requièrent des ajustements manuels. Une nouvelle approche utilisant une surface triangulée et un réseau linéaire a été proposée pour modéliser automatiquement le réseau hydrographique, mais les ponceaux restent invisibles, entraînant des déviations des écoulements simulés le long des chemins. Des stratégies de renforcement du drainage sont nécessaires pour résoudre ce problème, mais elles modifient les données. Ce projet vise à intégrer les ponceaux dans le réseau linéaire, permettant un calcul précis du réseau hydrographique, y compris la composante souterraine, sans altérer le MNT et sans nécessiter d'interventions manuelles. Le processus implique une modélisation minutieuse des ponceaux, une conception réfléchie de la structure de données du réseau hydrographique, une redéfinition de l'algorithme de calcul du réseau de surface, et une validation rigoureuse du réseau hydrographique calculé. Ainsi, la cartographie précise des cours d'eau favorisera la protection des ressources en eau et contribuera à la durabilité des écosystèmes forestiers au Québec et au Canada. / The preservation of hydrological ecosystems is crucial to the sustainable management of forests. The "LiDAR coverage of southern Quebec" programme has made it possible to collect high-resolution geospatial data and produce hydrographic networks from digital terrain models (DTMs). However, current mapping methods require manual adjustments. A new approach using a triangulated surface and a linear network has been proposed to automatically model the hydrographic network, but the culverts remain invisible, causing deviations in the simulated flows along the paths. Drainage reinforcement strategies are needed to solve this problem, but they modify the data. This project aims to integrate culverts into the linear network, enabling accurate calculation of the hydrographic network, including the subsurface component, without altering the DTM or requiring manual intervention. The process involves careful modelling of the culverts, thoughtful design of the hydrographic network data structure, redefinition of the algorithm for calculating the surface network, and rigorous validation of the calculated hydrographic network. In this way, accurate mapping of watercourses will help protect water resources and contribute to the sustainability of forest ecosystems in Quebec and Canada.