In 1974, newly available satellite observations unveiled the presence of a giant ice-free area within the Antarctic ice pack, which persisted throughout the winter, and formed again in the next two winters. Subsequent research showed that deep convective overturning kept the waters ice-free, through the massive release of heat rising from the deep sea. While the polynya has aroused continued interest among climate scientists, it has not reappeared since 1976. Here we use model experiments to show that deep convection in the Southern Ocean, common in current generation climate models, is highly sensitive to anthropogenic forcing, and ceases in many models when forced by a high emissions climate change scenario. The slowdown in deep ventilation follows from the gradual freshening of polar surface waters, a trend which is borne out by observations over recent decades. Our results suggest that deep convection in the Southern Ocean will be less common in future, and may have already been significantly reduced compared to the pre-industrial period, with important consequences for ocean circulation and climate. / En 1974, des observations satellite nouvellement disponibles révélèrent la présence d'une géante surface d'eau libre au sein de la glace de mer entourant l'Antarctique, qui persista tout au long de l'hiver et réapparut les deux hivers suivants. Les recherches qui suivirent montrèrent que les eaux étaient maintenues libres de glace par la convection profonde, permettant à une grande quantité de chaleur de remonter des profondeurs pour être ensuite libérée dans l'atmosphère. Si la polynya continue de susciter l'intérêt des climatologues, elle n'est cependant pas réapparue depuis 1976. Nous utilisons ici des expériences de modélisation pour montrer que la convection profonde dans l'Océan Austral, commune dans les modèles de climat actuels, est fortement sensible au forçage anthropique, et cesse dans beaucoup de modèles quand ceux-ci sont forcés par un scénario de fortes émissions. Le ralentissement de la ventilation profonde résulte de la baisse progressive de la salinité des eaux de surface, une tendance corroborée par les observations des dernières décennies. Nos résultats suggèrent que la convection profonde dans l'Océan Austral sera moins fréquente dans le futur, et a peut-être déjà été significativement affaiblie relativement à la période préindustrielle, avec d'importantes conséquences pour la circulation océanique et le climat.

The abrasive effects on periphyton biomass of saltating sand, that was transported over a stable gravel-cobble riverbed during summer flow events (spates), was studied on 35 riffles of an oligo-mesotrophic river in Quebec. A periphyton saltation abrasion model (PSAM) was developed from an existing bedrock erosion mechanistic model (Sklar and Dietrich 2004). The empirical PSAM models explained 56-59% of the variance in post-spate biomass on individual host-rocks following a low-magnitude, high-frequency spate. Periphyton biomass was curtailed on riffle rocks when sand transport rates exceeded 64-180 g m-1event-1 during spates. This perturbation threshold was confirmed by an in situ experiment that documented periphyton losses resulting from increasing rates of sand transport. Low profile substrates (2 cm) were scoured more thoroughly than high protruding substrates (6 cm), confirming the PSAM hypothesis that refuge potential increases with elevation above the stream bed relative to the mean sand saltation height. An analysis of spatial patterns of periphyton biomass across riffles confirmed the tendency for a spate-related refuge habitat between the edge of the varial zone (zone of frequent wetting and drying) and the thalweg (deepest point) of the channel. A hierarchical model (HPPM) that simulates how periphyton biomass is regulated by the flow of water and the flux of sand down a sedimentary link (segment of river along which grainsize and slope decreases systematically downstream) was developed and validated. Sedimentary links contained 3 channel types (hydrogeomorphic reaches, HGRs), each possessing significantly different morphological traits, ranging from straight-steep, cobble-bed reaches (High-HGR) at the upstream end, to low-gradient, sinuous gravel-bed reaches (Low-HGR) downstream. For low-magnitude spates (e.g. 0.85QMean_Annual), the most refuge (i.e. highest post spate biomass) was provided o / Les effets abrasifs du sable en saltation sur la biomasse de périphyton, lorsqu'il est transporté au-dessus d'un lit de gravier et de galets stable durant les crues estivales, ont été étudiés sur 35 riffles d'une rivière oligomésotrophique québécoise. Un modèle d'abrasion du périphyton par saltation (PSAM) a été développé à partir d'un modèle mécanistique de l'érosion du soubassement. (Sklar et Dietrich, 2004). Les modèles PSAM empiriques expliquaient 56% à 59% de la variance de la biomasse après-crues sur les roches, suite à une période de crues de basse magnitude et de haute fréquence.La biomasse du périphyton sur les roches des riffles était limitée par une vitesse de transport du sable qui excédait 64-180 g m-1 événement-1 durant une période de crues. Ce seuil de perturbation a été confirmé par une expérience in situ, où nous avons observé les pertes de périphyton causées par des vitesses croissantes de transport du sable. Le substrat à profil-bas (2 cm) a eu des pertes plus importantes de périphyton relativement au substrat saillant (6 cm), ce qui confirme l'hypothèse PSAM que le potentiel du refuge augmente avec l'élévation au-dessus du lit. Une analyse de la distribution spatiale de la biomasse de périphyton dans les riffles a confirmé qu'une zone de refuge de crue existait entre les bords de la zone variable (zone fréquemment mouillée et séchée) et le thalweg du canal (le point le plus profond). Un modèle de perturbation hiérarchique de périphyton (HPPM) a été développé pour simuler l'influence du transport de l'eau et le flux du sable sur la biomasse de périphyton à travers un lien sédimentaire (section de rivière de plusieurs km de longueur, où la dimension des roches diminue systématiquement en aval). Les liens sédimentaires sont divisés en 3 échelles de refuge : des lits de galets droits et raides (haute HGR) en amont, aux li

A reduced complexity ocean-atmosphere-sea ice model is developed to study the transient response of climate to Milankovitch forcing. The ocean component is a zonally averaged model of the meridional overturning circulation in different basins. The atmospheric component is a one-dimensional (latitudinal) energy-moisture balance model. A thermodynamic sea-ice model is used. The following numerical experiments are performed with this model. First, two time-dependent solutions of the model are obtained for the time interval 5-3 Myr BP. One solution does not include sea ice and the Arctic Ocean; the other solution does include these two features. A fixed hydrological cycle is used in both solutions. The main results from these experiments are the following: (i) changes in annual-mean surface air temperature mainly follow the obliquity-driven changes in annual-mean insolation, (ii) the partition of annual-mean ocean temperature variability among different Milankovitch frequencies significantly varies with latitude and depth, (iii) sea ice acts as a time-integrator of summer insolation changes so that the area and volume of sea-ice cover mainly oscillate at the obliquity frequency, and (iv) austral sea ice diminishes the temperature variability of deep water of southern origin. Second, one more time-dependent solution of the model is obtained for the last 1 Myr. For this solution, the model version without the Arctic Ocean and sea ice is extended to include an active hydrological cycle. When a changing hydrological cycle is included it is found that (i) the response of annual-mean surface air and ocean temperatures does not significantly change, and (ii) annual-mean hydrological variables (e.g., evaporation rate) mainly oscillate near the obliquity frequency. The long-term deep ocean temperature changes found in our model solutions are qualitatively consistent with similar variability observed in benthic forami / Dans cette recherche nous développons un modèle océan-atmosphère-glace de mer de complexité réduite afin d'étudier la réponse transitoire du climat au forçage de Milankovitch. La composante océanique est un modèle zonalement intégré de circulation océanique. La composante atmosphérique est un modèle unidimensionnel (latitudinal) du bilan énergétique de l'atmosphère. Nous utilisons un modèle thermodynamique de glace de mer. Les expériences numériques suivantes sont réalisées sur la base de ce modèle.Premièrement, deux expériences numériques sont effectuées pour l'intervalle de temps 5-3 Myr BP. Une expérience ne comprend pas la glace de mer, ni l'Océan Arctique; l'autre expérience comprend ces deux caractéristiques. Un cycle hydrologique fixe est utilisé dans les deux cas. Les résultats principaux de ces expériences sont: (i) les changements de la température de l'atmosphère suivent principalement les changements de la moyenne annuelle d'insolation induits par l'obliquité, (ii) la partition de la variabilité de la température moyenne annuelle de l'océan parmi différentes fréquences de Milankovitch varie d'une manière significative en fonction de la latitude et de la profondeur, (iii) la glace de mer intègre les changements d'insolation pendant l'été, de sorte que le volume et la surface occupée par la glace de mer oscillent principalement avec la période d'obliquité, et (iv) la glace de mer australe diminue la variabilité de température de l'eau profonde.Deuxièmement, une autre expérience numérique est obtenue pour le dernier million d'années. Pour cette expérience la version du modèle sans l'Océan Arctique est modifiée pour inclure un cycle hydrologique actif. Lorsque un cycle hydrologique changeant est inclus, nous avons trouvé que (i) la réponse de la moyenne annuelle des températures de l'atmosphère et de l'océan ne change pas d'u

The Nuvvuagittuq greenstone belt is an Eoarchean/Hadean succession preserved along the eastern coast of Hudson Bay in the Northeastern Superior Province, Quebec, Canada. It is essentially composed of three major lithological units: 1) mafic cummingtonite-amphibolite, known as the "faux-amphibolite", which is the dominant lithology of the belt, 2) ultramafic and mafic sills that intrude the faux-amphibolite, and 3) chemical sedimentary rocks comprising a banded iron formation (BIF) and a silica-formation. The faux-amphibolite has a basaltic to andesitic composition. It is composed of variable proportions of cummingtonite + biotite + quartz, ± plagioclase ± garnet ± anthophyllite ± cordierite and ranges from cummingtonite amphibolite to garnet-biotite schist. Some rocks from the Nuvvuagittuq greenstone belt have lower 142Nd /144Nd ratios than the terrestrial standard (epsilon142Nd = -0.07 to -0.15). The 142Nd/144Nd ratios for the faux-amphibolite correlate positively with their Sm/Nd ratios and produce a 146Sm-142Nd isochron with an age of 4280 +53 –81 million years. The 4.28 Ga faux-amphibolite is intruded by highly deformed gabbro sills yielding a 147Sm-143Nd isochron with a slope corresponding to an age of 4023 ± 110 Ma. The Nuvvuagittuq greenstone belt also comprises 3.8 Ga felsic bands and is surrounded by 3.66 Ga tonalite interpreted to have been produced by the melting of the older mafic faux-amphibolite. The Nuvvuagittuq greenstone belt thus represents an Eoarchean/Hadean crustal section comprising the oldest rocks preserved on Earth. The 4.28 Ga faux-amphibolite is divided into a high-Ti group and a low-Ti group with co-genetic ultramafic sills and separated by a BIF/silica-formation. At the base of the sequence, the high-Ti faux-amphibolite is basaltic in composition and has "tholeitic" affinities. The low-Ti faux-amphibolite above the BIF exhibits a wider range of composition from basalti / La ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq est une succession Éoarchéenne/Hadéenne préservée le long the la côte Est de la Baie d'Hudson dans la Province du Supérieur, Québec, Canada. Elle est essentiellement composée de trois unités lithologique majeures : 1) une amphibolite à cummingtonite appelée « faux-amphibolite » étant la lithologie dominante de la ceinture, 2) des filons-couches mafiques et ultramafiques en intrusion dans la faux-amphibolite, et 3) des roches sédimentaires chimiques comprenant une formation de fer rubanée (BIF) and une formation de silice. La faux-amphibolite est basaltique à andésitique en composition. Elle est constituée de différentes proportions de cummingtonite + biotite + quartz, ± plagioclase ± grenat ± anthophyllite ± cordiérite variant d'amphibolite à cummingtonite à schiste à biotite-grenat. Certaines roches de la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq présentes des rapports 142Nd/144Nd inférieurs aux standards terrestres (epsilon142Nd = -0.07 to -0.15). Les rapports 142Nd/144Nd de la faux-amphibolite corrèle positivement avec leurs rapports Sm/Nd produisant une isochrone 146Sm-142Nd avec un âge de 4280 +53 –81 millions d'années. Des filons-couches de gabbro hautement déformés en intrusion dans la faux-amphibolite âgée de 4.28 Ga, produisent une isochrone 147Sm-143Nd avec une pente correspondant à un âge de 4023 ± 110 Ma. La ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq compte également des bandes felsiques de 3.8 Ga et est entourée par une tonalite datée à 3.66 Ga interprétée comme étant produite par la fusion des amphibolites mafiques plus âgées. La ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq représente donc une section crustal Éoarchéenne/Hadéenne comprenant les roches les plus vieilles préservées sur la Terre. La faux-amphibolite est divisée en un groupe riche en Ti et un groupe pauvre en Ti avec des filons-c

This thesis examines the seismic responses of potential hydrocarbon charged sandstone reservoirs within the Torok xxxFormation in a northern portion of the National Petroleum Reserve – Alaska (NPRA). By integrating wireline logs, 3D seismic data, seismic attributes and modeling, I show that the most prospective sandstones are those characterized by a decrease in their p-wave, an increase in their s-wave, a suggested increase in porosity (by the density wireline log), and a decrease in Poisson's ratio which causes AVO anomalies Class II and III. Similar to other sandstones deposited in turbidite channels in the NPRA, some of these potentially porous Lower Torok sandstones show an increase in their absolute amplitude values with an increasing offset (negative gradient) and a negative or positive intercept. This work suggests that those amplitude anomalous responses could be due to the presence of fluid saturated sandstones, which cause the decrease and corresponding increase in p and s-waves that result in a low Poisson's ratio and in the definition of the Class II and III AVO anomalies. / Cette thèse étudie la réponse sismique de réservoirs potentiels chargés d'hydrocarbure, formés de grès appartenant à la formation Torok et situés dans la partie nord de la réserve nationale d'hydrocarbure de l'Alaska (NPRA). En intégrant les diagraphies, les données sismiques 3D, les attributs sismiques et la modélisation, je démontrons que les grès les plus prospectifs sont caractérisés par une diminution de leur amplitude d'onde de compression, une augmentation de leur amplitude d'onde transversale, une augmentation suggérée de la porosité (diagraphie de densité) et une diminution du coefficient de Poisson qui cause des anomalies AVO (variation de l'amplitude avec le déport) de classe II et III.Comme pour d'autres grès déposés dans des chenaux de turbidite dans la région du NPRA, certains de ces grès potentiellement poreux de la formation Lower Torok démontrent une augmentation de leur valeur absolue d'amplitude avec un déport augmentant (gradient négatif) et une valeur positive ou négative pour un déport de zéro. Ce travail suggère que ces réponses d'amplitudes anormales pourraient être causées par la présence de grès saturés en fluide, ce qui cause une diminution de l'amplitude des ondes de compression et une augmentation correspondante de l'amplitude des ondes transversales, ce qui résulte en un coefficient de Poisson moins élevé et en une définition des anomalies AVO de classe II et III.

Blowing snow can occur over snow-covered surfaces in association with strong winds. Snow particles are lifted into the boundary layer where they are subject to sublimation and horizontal transport over long distances. The snow transport and in-transit sublimation processes affect the moisture and the snow mass budgets. The cooling effect of sublimation also affects the temperature in the boundary layer and thus may play a role in the dynamics of both the boundary layer and the larger scale synoptic flow. In this thesis, a coupled blowing snow-atmospheric model is developed and used to study the effects of blowing snow on the winter season Northern Hemisphere snow mass budget and anticyclogenesis. We first extended a one-dimensional double-moment blowing snow model (PIEKTUK-D) to a triple-moment version (PIEKTUK-T). The results of idealized experiments and real case simulations indicated that PIEKTUK-T predicts well the number concentration, mixing ratio, the shape parameter, and visibility in blowing snow. However, PIEKTUK-T cannot treat horizontal advection, lateral entrainment, and the interaction between blowing snow and the atmospheric boundary layer. To allow for the consideration of these effects, we next coupled PIEKTUK-T to an atmospheric mesoscale model (MC2). The coupled modeling system is applied to study the relative roles of blowing snow sublimation and transport, and surface sublimation on the snow mass budget. Over the three winter months in 2006-2007 in the northern hemisphere, blowing snow sublimation was found to return up to 50 mm Snow Water Equivalent (SWE) back to the atmosphere over the Arctic Ocean. On the other hand, the divergence of blowing snow transport typically accounts for only a few mm SWE in the snow mass budget. When the results are averaged over 10 degree latitudinal bands, it was found that surface sublimation tends to decrease with latitude, while blowing snow sublimation increases with latitude. Sublimation from / La poudrerie est un phénomène observé sur les surfaces couvertes de neige lorsque le vent est fort. Les particules de neige sont soulevées dans la couche limite où elles peuvent sublimer ou être transportées sur de longues distances. Le transport de la neige et la sublimation affectent l'humidité de l'air et la quantité de neige au sol. L'effet refroidissant de la sublimation affecte aussi la température de la couche limite et peut ainsi modifier la dynamique de l'atmosphère non seulement localement mais aussi à grande échelle. Dans cette thèse, un modèle couplé d'atmosphère et de poudrerie a été développé afin d'étudier l'effet de la poudrerie sur le la génèse d'anticylones et sur le bilan total de neige de l'hemisphère nord en hiver. Dans un premier temps, on prolonge le modèle unidimentionnel de poudrerie PIEKTUK d'un shéma à double moments (PIEKTUK-D) à un shéma de triple moments (PIEKTUK-T). La procédure utilisée consiste à formuler des équations pour trois moments d'une distribution gamma de dimentions de particules. Ces trois moments sont: la concentration de particules totale, le ratio de mélange total et la réflectivité radar totale. Les résultats d'expériences effectuées dans un contexte idéalisé et réaliste suggèrent que PIEKTUK-T reproduit bien la concentration, le ratio de mélange, le paramètre de forme des particules et la visibilité. Le modèle reproduit aussi une loi de puissance entre la réflectivité radar et le coefficient d'extinction issue d'observvations durant les tempêtes de neige. Par contre, PIEKTUK-T n'a pu reproduire l'advection horizontale, l'entrainement latéral et l'intéraction entre la poudrerie et la couche limite. Afin de mieux représenter ces effets, on a ensuite couplé le modèle PIEKTUK-T au modèle atmosphérique MC2. Le modèle couplé a été utilisé pour étudier l'importance relative de la sublimation et du transport de poudrerie ainsi que la sublimation de$

We analyze the phenomenon of wind channeling, defined as dynamically- and thermally-induced processes that force the wind to blow along a valley's axis, for the region of Montreal (CYUL). CYUL lies at the focus of three valleys (the St. Lawrence River Valley, Lake Champlain Valley, and Ottawa River Valley), and these valleys each play a role in the observed distribution of wind directions at CYUL. Both the prediction and the effects of this channeling are non-trivial. This study identifies distinct synoptic patterns associated with the various surface wind regimes for instances of channeling, sustained for at least 12 hours, and for shorter periods. We also analyze the sensible weather impacts associated with sustained wind channeling. The results presented here are beneficial to the operational meteorologist in preparing forecasts and issuing weather warnings or advisories to the public. / Nous analysons le phénomène de canalisation du vent, défini comme des processus induits dynamiquement et thermiquement qui forcent le vent à souffler le long de l'axe d'une des vallées, pour la région de Montréal (CYUL). CYUL est au centre de trois vallées (la vallée du fleuve Saint-Laurent, la vallée du lac Champlain et la vallée de l'Outaouais), et ces vallées jouent chacune un rôle dans la distribution des directions du vent observée à CYUL. La prédiction ainsi que les effets de cette canalisation du vent ne sont pas aisés. Cette étude identifie les différents schémas synoptiques associés à différents régimes de vent de surface pour les instances de canalisation, maintenue pendant au moins 12 heures, et pour des périodes plus courtes. Nous analysons également les impacts météorologiques sensibles associés avec le maintient de la canalisation de vent. Les résultats présentés ici sont bénéfiques pour le météorologue opérationnel dans la préparation des prévisions et l'émission d'avertissements météorologiques ou d'avis au public.

Pressure tunnels are used to convey water to hydroelectric powerhouses. Usually each project has a forebay reservoir, an intake, a pressurized tunnel, a surface or underground powerhouse and a tailrace tunnel or channel. This thesis deals with the design of unlined pressure tunnels. These were first driven by the Norwegians in hard granitic rock masses, which would constitute the ideal material for this type of structure. However the increase in demand for electrical energy has pushed the industry to implement projects in sites with less favourable geological conditions all over the world. For each pressure tunnel, there are normally three different types of sections along its length: the unlined section, the semi-lined section and the lined section. The unlined pressure tunnel is pervious to a certain extent even if the rock is hard and non-porous and the rock mass is of good quality. Unlined tunnels are thus prone to hydraulic jacking. Semi-lined tunnels use unreinforced shotcrete and/ or concrete whereas fully lined tunnels are defined as those with a steel liner cast in concrete and completed with some annulus grouting to fill voids in the steel-concrete-rock mass system around the tunnel. This type of lining is totally impervious but is very expensive to build. Thus, unlined pressure tunnels, being the most economical, play an important role in the economics of a hydroelectric power project. In this thesis, an extensive review of literature is conducted and most published unlined pressure tunnel design guidelines against hydraulic jacking are reviewed. The thesis places emphasis on the preliminary phase when no field measurements are available. The spatial distribution of the minimum stress required to control hydraulic jacking around unlined pressure tunnel is studied. The topographic effects, the rock cover-to-tunnel diameter ratio, the presence of geological feature are all investigated using FLAC 2D code. Minimum stress results are compared to the mini / Les conduites en charge sont largement utilisées comme galerie d'amenée pour les centrales hydroélectriques. Historiquement, les conduites en charge non revêtues ont été utilisées par les Norvégiens dans des massifs rocheux de type granitique de bonne à excellente qualité. Cependant, la demande sans cesse croissante pour l'énergie électrique à travers le monde, a conduit l'industrie à développer des sites présentant des conditions géologiques de moins en moins favorables. Trois types de revêtement sont possibles, non revêtus, semi-revêtus et blindés. Même si le massif rocheux est de bonne qualité, insoluble et peu poreux, les sections de galerie non revêtues ne sont jamais totalement imperméables. La consolidation des sections non revêtues est constituée de boulons et de béton projeté appliqué localement selon les conditions géologiques. Dans le cas où le roc est légèrement soluble, ou poreux, et en présence d'un massif rocheux de mauvaise qualité, il est requis de couvrir les parois de béton projeté, ou même de béton coffré. Dans les pires conditions, le béton peut être armé et constitue ainsi un semi-revêtement pouvant résister aux fortes pressions internes. Ce revêtement n'est pas complètement étanche puisque les pressions développent des fissures longitudinales dans le béton qui laisse une certaine quantité d'eau s'échapper dépendamment de l'ouverture des fissures. Les galeries blindées sont composées d'un blindage d'acier encastré dans du béton. L'ensemble est par la suite injecté avec du coulis de ciment pour combler notamment les vides laissés lors de la mise en place du béton et par le retrait lors de la cure. Ce revêtement est complètement imperméable et doit être conçu en tenant compte de la réaction du massif rocheux et également des pressions externes lors d'une vidange. Étant donné sont coût très élevé, la longueur de cette section blindée est un élément crucial lors de$

Current sea-ice models evolve towards higher spatial resolutions and levels of convergence of their numerical solution, which refines their simulated ice deformation fields, while still employing the values of the dynamic parameters used in earlier models. In this work, we investigate the effect of spatial resolution and convergence on the choice of optimal model parameters by comparing drag coefficients and ice compressive and shear strength sensitivity studies conducted with a viscous-plastic sea-ice model of the Arctic. We observe that convergence impacts the optimal parameters greatly and that a low converged solution induces ice drift biases that cannot be rectified by changing the parameter values. The performed experiments do not allow drawing conclusions on the effect of spatial resolution but indicate that varying the resolution of the model wind forcing alters the optimal parameters if this forcing is derived using a non-linear spatial interpolation scheme. / Les modèles de glace de mer évoluent aujourd'hui vers une résolution spatiale et un niveau de convergence numérique accrus, ce qui rafine les champs de déformation simulés, mais emploient toujours d'anciennes valeurs de paramètres dynamiques. Dans cette étude, nous examinons l'effet de la résolution et de la convergence sur les paramètres dynamiques optimaux en étudiant la sensibilité d'un modèle visco-plastique de glace de mer à la valeur des coefficients de friction et de résistance en compression et tension de la glace. Nous observons que le niveau de convergence affecte largement les paramètres optimaux et qu'une convergence insuffisante induit des biais sur la dérive des glaces qui ne peuvent être rectifiés en changeant leur valeur. Les expériences effectuées ne permettent pas de tirer de conclusions quant à l'effet de la résolution du modèle mais indiquent que la résolution des vents de forçage affecte les paramètres optimaux s'ils sont dérivés d'une méthode d'interpolation spatiale non-linéaire.

In natural aqueous systems, adsorption and co-precipitation (sorption) are regarded as possible metal sequestration mechanisms that would promote in situ passive remediation. Calcite is a ubiquitous mineral on the Earth's surface, whose propensity to scavenge trace metals has been extensively investigated. Since Nickel (Ni) appears on the EPA "priority list" of pollutants, identifying factors that may control its fate in calcite-rich natural waters (e.g. groundwaters, carbonate-rich coastal and marine sediments) is critical. Unfortunately, scarce literature is dedicated to the influence of mineral properties and solution chemistry on the affinity and sorption mechanisms of Ni on the calcite surface. With that in mind, batch sorption experiments were conducted, under controlled laboratory conditions (ambient temperature of 25 ± 2ºC, and atmospheric pCO2= 10-3.41atm) in calcite-saturated 0.1M and 0.7M NaCl solutions over a range of pH (7.5 to 8.9) and total Ni concentrations- [Ni]total- (1.2 x 10-4 to 3.5 x 10-6 M), to characterize the affinity of Ni for the calcite surface. Our experimental results revealed that the first 24 hours of reaction are critical to the metal-mineral interaction and the fractional Ni(II) sorption varied with solution pH and Ni(II) aqueous speciation. Notably, Ni sorption onto the calcite surface increased with pH and was well correlated to the relative abundance of the NiCO30(aq) species (ion-pair) over the pH range studied. After 24 hours, the overall Ni fractional sorption was attenuated with an increase of the background electrolyte (NaCl) concentration. The application of adsorption isotherm models (Langmuir and Freundlich) allowed us to highlight the dependence of adsorption to the [Ni]total and solution pH. Finally, irrespective of the solution ionic strength (0.1 and 0.7 M NaCl), Ni did not desorb readily when the total Ni(II) concentration in solution exceeded 4.0 x 10-5M. / Dans les systèmes aquatiques naturels, l'adsorption et la co-précipitation (sorption) sont considérés comme des processus passifs de séquestration in-situ des métaux lourds. La calcite est un minéral très abondant dans la croûte terrestre et un puits pour plusieurs métaux. Par conséquent, sa capacité de séquestration de métaux a été largement étudiée. Puisque le nickel (Ni) est considéré comme un polluant dangereux pour la santé humaine et environnementale, l'identification des facteurs qui peuvent contrôler son devenir dans les milieux naturels riches en calcite (eaux souterraines riches en carbonate ou sédiments côtiers et marins) est essentielle. Malheureusement, il y a peu de littérature pertinente sur l'influence des propriétés du minéral et la composition de la solution sur l'affinité et les mécanismes de sorption du Ni(II) à la surface de la calcite. Vu le manque d'information sur le sujet, nous avons mené une étude sous des conditions contrôlées en laboratoire (température ambiante de 25 (±2°C) et une pression partielle de CO2 = 10-3.41atm) dans des solutions aqueuses de NaCl saturées en calcite. Afin de caractériser l'affinité du Ni(II) pour la surface de la calcite, les expériences ont été effectuées dans des solutions de force ionique (0.1M et 0.7M), pH et concentration totale de Ni ([Ni]total) variées. Les résultats révèlent que les 24 premières heures de réaction sont critiques pour la sorption du Ni(II). La sorption du Ni(II) sur la calcite augmente avec le pH de la solution mais diminue avec l'augmentation de la concentration de NaCl. Indépendamment de la force ionique, la sorption fractionnelle du Ni est fortement corrélée avec l'abondance relative du complexe NiCO3o(aq) dans l'intervalle de pH étudié. Quelle que soit la force ionique (0.1M et 0.7M NaCl) de la solution, le Ni(II) ne se désorbe pas suite à son adsorption dans les solutions dont la concentration totale en Ni est supérieure à 4.0 x 10-5M.