Les métaux toxiques associés à la minéralisation et à l'exploitation minière sont des cibles de choix pour les études environnementales. Le thallium, pourtant un métal toxique par excellence, n'a pas retenu beaucoup d'attention à cet effet, sans doute à cause de la rareté relative des dépôts de ce métal. L'objet de cette étude est l'accumulation naturelle du thallium en association avec les minéralisations de type Hg-Tl-(Au) dans la région de Lanmuchang, dans le sud-ouest de la province de Guizhou en Chine, dans la perspective géo environnementale d'une étude de cas sur les dangers du thallium. Plus précisément, cette étude vise à mettre en lumière les manifestations du thallium, ses processus de transfert et ses impacts environnementaux, en référence à la fois aux processus naturels et aux activités humaines. Dans ce sens, on a examiné la distribution et la dispersion du thallium, de même que celles du mercure et de l'arsenic, dans le substratum rocheux, les minerais sulfurés, le charbon, les sols, les sédiments, les eaux souterraines et de surface, la végétation et les produits agricoles. Cette étude montre que la région de Lanmuchang est géologiquement propice à l'accumulation du thallium, du mercure et de l'arsenic. On y note une présence importante de minéraux sulfurés tels que la lorandite, le cinabre, le réalgar, l'orpiment et la pyrite, qui agissent comme les hôtes principaux de Tl, Hg et As dans le roc et les minerais. Le thallium se présente soit comme substitution isomorphique dans la structure de minéraux sulfurés des minerais de mercure et d'arsenic, et dans les charbons, ou comme un minéral purement de thallium, la lorandite. Les accumulations de Tl, Hg et As se caractérisent par de fortes concentrations de Tl, Hg et As dans le roc, les minerais, les sols, les sédiments, les eaux de surfaces ou souterraines, de même que dans diverses plantes. La concentration de thallium dans les minerais sulfurés varie de 33 à 35000 ppm, de 12 à 46 ppm dans les charbons, de 33 à 490 ppm dans les roches hôtes, de 25 à 1100 ppm dans les minéraux secondaires, et de 6 à 330 ppm dans les affleurements de roches hôtes. Dans les sols des zones minéralisées, la concentration de thallium varie de 53 à 282 ppm; dans les dépôts alluviaux ou les sols de fondation, elle varie de 21 à 100 ppm; dans les matériaux soliflués, elle se situe entre 40 et 46 ppm; dans les sols vierges, on observe des valeurs entre 2.2 et 29 ppm. Des valeurs élevées de concentration en thallium ont été observées dans les sédiments du lit d'un cours d'eau, allant de 10 à 3700 ppm. La concentration en thallium est également élevée dans l'eau souterraine profonde provenant de la zone minéralisée en thallium (13.4-1102 Llg/l), diminuant progressivement aux valeurs normales (0.005 (Ltg/1) avec l'éloignement de cette zone. La concentration de thallium dans les cours d'eau varie de 0.3 à 33 jxg/1, avec des valeurs remarquablement élevées en aval d'une décharge d'eau souterraine non identifiée. Dans les divers légumes et céréales comestibles, le contenu de thallium varie de 0.21 à 494 ppm (poids à sec). L'absorption de thallium est plus importante pour les légumes que pour les céréales, et la concentration maximale en thallium est atteinte dans le chou vert. La dissémination du thallium, de même que celle du mercure et de l'arsenic, dans l'écosystème spécifique à Lanmuchang est contrôlée par la minéralisation originelle des sulfures de Tl-Hg-As, par la topographie et l'hydro-géomorphologie propres au territoire, et par les perturbations de l'activité humaine. On observe de fortes concentrations de thallium dans les zones minières et minéralisées. En dehors de ces zones, les concentrations diminuent graduellement, pour s'établir à un niveau normal. Le thallium en provenance du substratum rocheux s'accumule dans le sol et les sédiments, et il est dispersé par les eaux du bassin versant de Lanmuchang. On s'est servi de l'identification des sources naturelles et de la définition des niveaux géochimiques de base des métaux toxiques pour faire la part des choses entre d'une part, la contribution relative des activités minières passées et actuelles, et d'autre part, celle des processus naturels. Des concentrations géochimiques de base élevées dans les roches de surface et dans les sols indiquent que l'érosion naturelle ou lessivage de ces roches et de ces sols, en association avec la zone minéralisée en Tl et les activités minières, sont des facteurs déterminants de l'accumulation élevée de thallium dans les terres arables et sa concentration élevée dans le système aquatique. Le transfert du thallium dans les terres arables dépend des types de culture. La concentration de thallium dans les éléments comestibles des récoltes s'établit comme suit en ordre décroissant: chou vert > chili > chou chinois > riz > maïs. La concentration la plus élevée, 494 ppm en mesure à sec, s'observe pour le chou vert. Le contenu en Tl est beaucoup plus élevé que celui de Hg et As dans les récoltes, cet écart semblant être favorisé par la substitution de K+ par Tl+, ces deux ions ayant à peu près le même rayon. L'assimilation du Tl dans le corps humain se fait principalement par le biais de la chaîne alimentaire, les vecteurs d'assimilation dermiques et respiratoires étant moins importants. Étant donné la concentration élevée de Tl dans les récoltes, la principale assimilation de thallium dans la chaîne alimentaire est la consommation de produits agricoles provenant de sols locaux contaminés. La consommation quotidienne de Tl par le biais de produits contaminés localement est estimée à 2.7 mg en moyenne, ce qui est 60 fois plus élevées que celle de régions sans thallium. Par ailleurs, le niveau de Tl dans l'eau potable est inférieur à la norme de nocivité, et ne pose donc pas de risque pour la santé dans les présentes conditions. Hg et As n'ont pas de rôle significatif à jouer sur la santé de la population dans la région de Lanmuchang. Les conditions socio-économiques de cette région amplifient l'impact environnemental du thallium sur l'écosystème. La déficience nutritionnelle, plutôt que le facteur climatique, combinée avec une exposition aux concentrations élevées de Tl dans les sols et les récoltes, peut bien avoir causé la thalloxicose des années 60 et 70. Il est nécessaire que l'on prenne conscience des dangers du thallium, ce qui, avec l'introduction de mitigation par étapes faciles à appliquer, va conduire à une réduction de la dispersion de ce métal et des problèmes conséquents. On devrait tenir compte des résultats de cette étude dans l'élaboration des plans de développement de cette région. C'est un problème complexe que de trouver un remède dans un contexte géo environnemental tel que celui de Lanmuchang, mais on devrait développer des initiatives telles que l'introduction de plantes hyperaccumulantes de Tl, afin de réduire la concentration de thallium dans l'environnement, de même que le remplacement de la culture d'aliments comme le chou vert qui a une forte tendance à accumuler le thallium. Cette étude non seulement apporte une meilleure compréhension des processus de dispersion du thallium, mais elle souligne également la nécessité d'entreprendre des études dans des régions susceptibles d'être affectées par le thallium, et d'étudier les effets sur la santé humaine d'une exposition prolongée au Tl.

La réintroduction du bar rayé dans l'estuaire du Saint-Laurent, suite à son extinction en 1966, soulève des questionnements et requiert l'acquisition de connaissances concernant la population. Entre autres, l'identification des habitats essentiels chez tous les stades de vie du bar rayé est une priorité. Cette étude vise à décrire les comportements migratoires des individus larvaires et juvéniles de bars rayés de l'estuaire du Saint-Laurent en utilisant la chimie des otolithes. Dans le but de cibler d'éventuels habitats essentiels, 118 bars rayés juvéniles (0+ et 1+ an) furent capturés dans le Saint-Laurent en 2011 et 2012. Les variations dans la composition chimique d'un tracé passant du coeur à la marge des otolithes furent analysées par spectrométrie de masse couplée à un plasma inductif avec ablation au laser (LA-ICP-MS). Les signaux élémentaires du noyau de l'otolithe ont aussi été analysés afin de définir une signature représentative de leur lieu de naissance. Trois comportements (contingents) migratoires récurrents (résident en eau douce, migrant oligohalin exploitant des eaux de 2 à 14 de salinité et migrant mésohalin exploitant des eaux de 11 à > 18 de salinité) furent identifiés par l'utilisation de l'analyse à fenêtre mobile (split-moving window). L'occupation des habitats d'eau douce par tous les contingents montre leur importance dans le développement des bars. Chez les deux cohortes, l'initiation de la migration s'est faite approximativement au milieu de la saison de croissance et, suivant l'atteinte des milieux oligohalins et mésohalins, les retours vers l'eau douce ont été peu fréquents. La classification des empreintes élémentaires du coeur de l'otolithe laisse croire qu'au moins deux sites de reproduction coexistent dans le Saint-Laurent. Un site situé en eau douce et l'autre ayant une signature élémentaire oligohaline. La spatialisation des comportements migratoires chez les juvéniles de bar rayé du Saint-Laurent cible les zones d'eau douce comme des habitats essentiels potentiels des jeunes bars rayés, en plus des zones oligohalines déjà identifiées (anse Sainte-Anne, La Pocatière). Cette étude augmente la compréhension de la dynamique de rétablissement et de colonisation de la nouvelle population de bar rayé. Le processus en cours dans le Saint-Laurent est un exemple probant de colonisation d'un milieu par une nouvelle espèce; il apporte une connaissance supplémentaire du point de vue écologique et évolutif. Les informations acquises soulignent aussi le haut niveau de plasticité du comportement migratoire du bar rayé, une contribution majeure à sa capacité de colonisation et d'adaptation à un nouvel environnement.

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Les milieux discontinus se caractérisent par une substitution totale ou partielle de la porosité primaire par une porosité secondaire portée par les fractures et failles. Les écoulements y sont souvent marqués par une forte ségrégation due aux contrastes de conductivité avec la matrice environnante, ainsi qu'entre les discontinuités. L'appréhension de leur géométrie constitue un enjeu majeur en hydrogéologie des milieux discontinus. La distinction entre milieux fracturés et milieux failles est cruciale en modélisation hydraulique du fait que ceux-ci s'abordent de manières diamétralement opposées : les milieux fracturés forment des réseaux dont les propriétés hydrauliques macroscopiques sont envisagées à travers un schéma d'homogénéité statistique (fractal ou euclidien), privilégiant typiquement une représentation stochastique dans un continuum équivalent. Inversement, les failles sont des structures hydrauliques de grande dimension à l'échelle du réservoir et en nombre restreint. Elles doivent être considérées intrinsèquement dans les modèles d'écoulement comme des unités hydrauliques majeures bi- ou tridimensionnelles discrètes en interaction continue avec la matrice environnante, au sein desquelles les écoulements sont explicitement représentés de manière déterministe. C'est l'approche privilégiée dans cette thèse. L'incapacité des modèles hydrauliques conventionnels à reproduire les comportements transmis par les milieux discontinus est reconnue depuis plusieurs décennies. Les auteurs ont recherché des extensions de ces modèles, dont la plus notable est le modèle Generalized Radial Flow (Barker, 1988) qui introduit le paramètre dimension d'écoulement n et le concept de comportement non-radial (i.e., n<>2). Ce modèle reproduit efficacement les signaux transmis par les milieux discontinus, toutefois sa signification physique est incertaine et les conditions hydrodynamiques associées au développement de dimensions non-radiales demeurent énigmatiques. Il en résulte une très faible applicabilité du modèle GRF malgré le très fort potentiel diagnostique renfermé par le paramètre n. On montre que ce paramètre décrit l'évolution géométrique de l'équipotentielle frontale au cours du test hydraulique transitoire. Le comportement non-radial serait donc produit par tout système dont la géométrie - ou les propriétés hydrauliques - produisent une évolution transitoire de cette surface admettant des modifications de forme progressives et régulières. On peut s'attendre à ce que ce phénomène soit engendré par les interactions transitoires entre une faille et sa matrice. Le premier volet de cette thèse se consacre à la vérification de cette hypothèse. La production de comportements non-radiaux n = 1,5 par le discontinuum faille verticale-matrice est démontrée par la modélisation numérique tridimensionnelle aux éléments finis. L'outil numérique a permis de contraindre quantitativement les conditions hydrodynamiques associées à ce comportement. Celui-ci découle du ralentissement du régime de diffusion au sein de la faille, engendré par l'approvisionnement matriciel. Par ailleurs, l'observation des modalités d'apparition des dimensions d'écoulement dans les milieux discontinus naturels (base de données de quarante-et-un essais de pompages) a fait ressortir des signatures complexes presque systématiquement composées de plusieurs périodes radiales et non-radiales, dont aucun modèle hydraulique existant ne peut rendre compte. Ces signatures muîtiphasées montrent une excellente homogénéité spatiale attestée par les tests d'interférences (six sites considérés). Un autre volet de cette thèse s'attache à explorer les moyens diagnostiques renfermés par une telle complexité et variabilité des comportements naturels à travers une approche numérique expérimentale recherchant des extensions du modèle à faille verticale analysé précédemment vers des configurations géométriques et hydrauliques moins idéalisées : faille inclinée jusqu'au stade horizontal, milieu composite (failieà l'interface), anisotropie. Plusieurs comportements élémentaires ont été élaborés, très bien corroborés par les signatures naturelles dont une interprétation avancée en termes de conditions d'écoulement discontinu est rendue possible. Ces résultats constituent une amélioration significative des modèles hydrauliques en milieux failles, toutefois on montre que le potentiel diagnostique du paramètre dimension d'écoulement demeure très faiblement exploité.

Les hypothèses actuelles en science halieutique prédisent un fort recrutement des populations de poissons lorsque les conditions environnementales favorisent la croissance rapide durant les jeunes stades de vie. Les coupes forestières dans les bassins versants provoquent une augmentation de la concentration en éléments nutritifs de l'eau dans les lacs oligotrophes boréaux. Ces changements environnementaux sont susceptibles de modifier les conditions d'alimentation et de croissance des larves et des juvéniles et ultimement, ils risquent d'influencer la survie et le recrutement des populations de poissons. L'objectif de cette étude était de déterminer l'impact des coupes forestières sur l'écologie des jeunes stades de vie chez la perchaude {Perça flavescens) dans les lacs du bouclier boréal laurentien. Pour atteindre cet objectif, des perchaudes de l'année ont été capturées durant trois années consécutives (2003, 2004 et 2005), dans trois lacs dont le bassin versant a subi des coupes forestières après la première année d'échantillonnage et dans trois lacs non perturbés. Les caractéristiques de croissance individuelle ont été mesurées chez ces perchaudes à l'aide de l'analyse de la microstructure de l'otolithe. Les coupes forestières ont provoqué une augmentation des taux de croissance durant les stades larvaire et juvénile en 2005, qui était accompagnée d'une augmentation de la biomasse algale. Nous avons vérifié l'influence trophique des modifications environnementales en pratiquant l'analyse des contenus stomacaux des perchaudes en 2005. Ces analyses ont montré que les perchaudes à croissance rapide avaient une diète différente, basée sur les proies du genre Daphnia. Nous avons aussi mesuré une plus grande abondance de Daphnia spp. et des concentrations de carbone organique dissous plus élevées dans les lacs perturbés en 2005. Les résultats suggèrent que les jeunes perchaudes ont bénéficié d'une plus grande abondance de proies qui, couplée à une meilleure détection, a mené à une croissance rapide. L'influence des conditions environnementales favorables sur la croissance rapide des perchaudes des lacs perturbés a été confirmée en écartant la possibilité que la croissance rapide ait été créée par une survie sélective à la croissance ou par un potentiel pour la croissance rapide déjà présent à l'éclosion. Les analyses de survie sélective à la croissance ont montré que la croissance rapide n'était pas toujours sélectionnée; elles ont plutôt montré que la direction de la sélection était variable d'une population à l'autre. Enfin, les implications des conditions environnementales et de la sélection pour la croissance rapide ou lente ont été discutées dans une perspective de prédiction du recrutement des populations de perchaudes. Nos résultats suggèrent que les conditions environnementales favorisant la croissance sont en grande partie responsables de la force du recrutement, mais que la direction et l'intensité de la survie sélective à la croissance peuvent en ajuster le niveau du recrutement.

Les fluctuations radiales des tissus des tiges et des racines d'épinette noire ont été enregistrées entre août 2004 et octobre 2005 en utilisant des dendromètres à pointe automatiques pour déterminer si le retour des fonctions hydriques normales limite le début de la croissance cambiale secondaire. En divisant les fluctuations radiales des tissus en phases de contraction, d'expansion et d'accroissement, des cycles de déshydratation et réhydratation des tissus furent définis. L'amplitude et la durée de chaque phase et des cycles complets ont été mesurées. Les cycles furent classifies selon quatre critères : leur durée, le moment d'apparition de chacune de leurs phases dans la journée, leur origine théorique en fonction de la température et leur phase d'accroissement positive (augmentation du rayon) ou négative (diminution du rayon). Cette classification a permis de séparer les variations radiales annuelles des arbres en cinq périodes : 1) période de stabilité du rayon après la saison de croissance, 2) période de contraction hivernale des tissus sous l'influence des températures froides, 3) période de réhydratation où le rayon augmentait rapidement jusqu'à atteindre celui de l'automne précédent, 4) période de stabilité du rayon avant la croissance et 5) période de croissance. Les périodes 1 et 4 présentaient les mêmes types de cycles, en proportions semblables. Durant la période de réhydratation et la période de croissance, l'épaisseur radiale des tissus augmentait de façon distincte. Les conditions environnementales moyennes ont été calculées pour chaque phase de chaque cycle afin d'approfondir l'analyse de la période printanière précédant l'éveil cambial (périodes 3, 4 et 5). Les corrélations entre l'amplitude des trois phases du cycle et les variables environnementales ont été étudiées. L'humidité relative, la température de l'air et la radiation solaire, trois variables impliquées dans la transpiration des arbres, influençaient l'amplitude des fluctuations de façon croissante, de la période de réhydratation (période 3) à la période de croissance (période 5). L'effet des précipitations sur l'amplitude des phases de contraction et d'accroissement augmentait aussi de la période 3 à la période 5, à mesure que l'eau de la fonte des neiges était utilisée. La réhydratation printanière a duré 50 jours. Le retour des fluctuations radiales estivales normales précédait le moment de l'éveil cambial de plus de trois semaines. Sur le site, l'éveil cambial de l'épinette noire n'était pas limité par la réhydratation complète des tissus ni par le retour des fonctions hydriques normales, mais vraisemblablement par les températures de l'air comme en témoigne la présence des cycles inversés durant la période précédant la croissance (période 4).

L'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) (Epn) est l'espèce d'arbre dominante de la forêt boréale québécoise et forme de grands massifs de forêt dense au sein du domaine de la pessière à mousses. Un phénomène de régression naturelle lent et progressif de la pessière noire crée une fragmentation de cette immense forêt où sont ainsi parsemés des terrains dénudés et improductifs (Gagnon et Morin 2001) principalement appelés dénudés secs (DS) et brûlis mal régénérés. Près de 1 000 000 ha seraient dénudés au sein de la portion centrale de la pessière à mousses au Québec, dont 140 000 ha étaient accessibles à moins de 5 km du réseau routier existant dans la région 02 en 2002 (Plante 2003). Une première validation expérimentale (Hébert et al. 2006) supporte le potentiel de croissance ligneuse à court terme sur ces territoires, révélant du même coup un potentiel de séquestration accrue du carbone dans le cadre d'une stratégie de mitigation face aux changements climatiques. Les objectifs de cette étude consistaient à établir le potentiel théorique, au meilleur des connaissances actuelles, de la quantité de carbone nette pouvant être séquestrée par le boisement d'un hectare de DS, ainsi qu'à estimer les émissions de gaz à effet de serre (GES) engendrées par les opérations nécessaires à l'établissement d'une plantation. Le bilan net calculé dans cette étude représente la différence entre le scénario de référence, soit un DS atteignant moins de 30 m ha"1 à 120 ans, et le projet de boisement duquel les émissions des opérations ont été soustraites. La plantation d'Epn du projet de boisement atteint 175 m3 ha"1 à 70 ans, en fonction du rendement minimum des plantations d'Epn retrouvé dans les tables de rendement en vigueur au Québec en 2005 (MENF 2003). Le modèle CO2FIX version 3.1 (Schelhaas et al. 2004; Masera et al. 2003) a été utilisé pour modéliser la séquestration biologique du C, alors que l'approche de l'analyse de cycle de vie a été utilisée pour quantifier les émissions de GES. Les estimations obtenues révèlent un bilan net de 771C ha"1 70 ans après le boisement en épinettes noires d'un DS moyen, soit 1.11C ha"1 an"1 en moyenne. Le bilan devient positif 27 années après l'établissement de la plantation. En intégrant les incertitudes reliées au rendement des plantations sur ces territoires et aux perturbations naturelles, cette moyenne oscille entre 0.2 et 1.91C ha"1 an"1. Les émissions moyennes de GES occasionnées par les opérations de boisement d'un ha de DS sont de 1.3 t CO2 eq, soit moins de 0.5% du bilan C net moyen après 70 ans. En tenant compte de toutes les incertitudes soulevées dans cette étude, ces émissions peuvent représenter entre 0.1 et 4% du bilan C total du projet de boisement. Les émissions de GES des opérations n'influencent donc pas de manière significative les estimations de séquestration nette de cette étude. Cependant, beaucoup de recherches seront encore nécessaires pour diminuer la variabilité des résultats liée au C séquestré dans le projet de boisement. Effectivement, comme les plantations actuellement implantées en milieu DS sont relativement jeunes, plusieurs années seront encore nécessaires avant de pouvoir valider leur rendement moyen. De même, la possibilité que des catastrophes naturelles viennent minimiser la séquestration devra aussi être analysée plus en profondeur. L'évolution dans le temps d'un DS (scénario de référence) se doit aussi d'être mieux connue, ainsi que la valeur précise des paramètres utilisés dans la modélisation, puisque traditionnellement ces informations ont été laissées de côté lors des inventaires provinciaux. Enfin, des recommandations sont fournies pour diminuer le niveau des incertitudes soulevées et afin de maximiser le potentiel de séquestration du boisement des DS.

Le fjord du Saguenay (Québec) constitue un milieu particulier, l'embouchure donne sur un estuaire, celui du Saint-Laurent. Le fjord du Saguenay est également caractérisé par la présence de deux nappes d'eau séparées par une pycnocline très marquée, surtout en saison estivale. Les conditions de température et de salinité de la nappe profonde, habitat de la morue {Gadus morhua), sont plutôt stables dans le Saguenay. Dans le Golfe du Saint-Laurent, les conditions environnementales subissent des fluctuations irrégulières. Depuis le début des années 1990, ces conditions se sont dégradées en raison du refroidissement marqué de la température de l'eau. Le cycle vital des morues du Golfe est connu: la reproduction a lieu d'avril à juin environ et elle est suivie d'une migration liée à l'alimentation. Les morues du Saguenay n'effectuent pas de migrations; elles s'alimentent durant toute l'année, même pendant la reproduction qui se déroule sur une période hâtive et étendue (de novembre à mars). Dans le contexte où les populations de morues du Golfe et du Saguenay évoluent dans des milieux aux conditions différentes, la condition et l'état reproducteur de morues adultes (entre 30 cm et 60 cm) de ces populations ont été comparés. L'objectif est de tenter de lier les variations de la condition des morues aux conditions environnementales et au cycle de la reproduction. Les morues du Golfe en juin affichent une moins bonne condition que les morues du Saguenay échantillonnées en juillet (contenu en eau du foie supérieur et contenu en énergie du même tissu inférieur). Les indices de condition indiquent également une condition moins bonne pour les morues du Golfe en été, (pour les femelles du Golfe, K=0,71 et IHS=2,70 et dans le Saguenay, femelles, K=0,88 et IHS=5,81). En hiver, les morues du Saguenay affichent des indices gonado-somatiques correspondant à une activité reproductrice. Ce qui semble être confirmé par un contenu en eau du foie supérieur (47,4%, femelles) et un contenu en énergie du foie inférieur (16,39 kJ/g, femelles) aux même paramètres évalués en été (38,8% et 21,02) . Les paramètres de condition évalués pour un poisson standard de 45 cm appuient les différences constatées par la comparaison des échantillons des deux milieux. Les résultats sont discutés en fonction du cycle connu de reproduction dans le Golfe, avec les implications au niveau de la condition. Ainsi, les morues du Saguenay sont avantagées par un poids supérieur aux morues du Golfe pour une même longueur. Les morues du Saguenay bénéficient en plus de conditions environnementales leur permettant de s'alimenter à l'année longue; elles ont une condition générale comparable entre l'été et l'hiver, contrairement aux morues du Golfe qui subissent d'importantes fluctuations saisonnières de leur condition et qui cessent généralement de s'alimenter pendant la reproduction.

L'eau est essentielle à la vie et dans une bonne partie des activités humaines ; mais l'ensemble de ces activités constitue une source potentielle de dégradation de sa qualité. Pouvoir disposer de ressources naturelles qui soient de qualité et disponibles en quantité suffisante, sans restreindre ou affecter le droit et les possibilités des populations futures d'en faire autant, constitue une des conditions fondamentales du développement durable ou viable des collectivités locales. Pour la gestion de l'eau, cette condition est incontournable. Compte tenu de son importance comme creuset de vie, elle a été malheureusement considérée comme une ressource inépuisable, plus ou moins gratuite. L'implantation du parc du Saguenay (1983) et, surtout, celle du parc marin Saguenay-Saint-Laurent (1998) tous deux voisins d'une quinzaine de municipalités à vocation récréotouristique, offrent un microcosme d'études et de réflexions sur les outils à privilégier pour améliorer la gestion de l'eau à l'échelle de collectivités territoriales. Huit collectivités du Bas-Saguenay ont servi de témoin à cette recherche. La question qui a guidé la recherche est la suivante : la création gouvernementale de deux parcs nationaux de conservation a-t-elle stimulé une meilleure maîtrise de la ressource en eau par les communautés locales? La recherche sur le terrain couvre les quinze dernières années. Les données obtenues sont analysées à la lumière de concepts de développement local viable, d'évaluation des impacts sociaux et environnementaux, de planification environnementale et de gestion patrimoniale des ressources naturelles. La gestion patrimoniale des ressources naturelles sert de concept intégrateur. Ce mode de gestion implique l'évaluation suivie des impacts des différents usages de l'eau et cela afin de sauvegarder l'intégrité écologique des écosystèmes humains et naturels. Dans la perspective d'une planification environnementale, intégrée au développement économique et social des communautés locales, l'évaluation environnementale constitue, de l'avis des auteurs consultés, une étape obligée. La collecte et l'analyse des données de la qualité de l'eau dans les collectivités territoriales à l'étude ont été effectuées selon ses principaux usages, de façon particulière ceux qui concernent l'alimentation ainsi que le traitement de l'eau potable et des rejets d'eaux usées. Toutes les activités retenues sont susceptibles de modifier la qualité de l'eau. Les risques de contamination proviennent des effluents municipaux ou industriels, des déversements de matières organiques d'origine humaine et des usages récréotouristiques. Des contaminations de sources diffuses peuvent aussi provenir du ruissellement urbain, de l'érosion des sols agricoles et forestiers, du lessivage des sols le long du Saguenay et de ses affluents. La planification de nouvelles infrastructures, visant le remplacement d'équipements désuets pour l'alimentation en eau potable ou le traitement des eaux usées, constitue un élément majeur d'une gestion patrimoniale de l'eau. Cependant, pour de petites municipalités, cela représente un coût énorme, un effort substantiel pour les payeurs de taxes, malgré l'appui de programmes gouvernementaux. Le problème de gestion de la qualité de l'eau dans le Bas-Saguenay justifie à lui seul toute l'importance de la mise en place d'outils adéquats intégrés à la gestion territoriale. Mais, telle n'est pas la pratique. L'examen des schémas d'aménagement et des plans d'urbanisme municipaux des collectivités concernées montre que la conception de la protection des ressources naturelles tient davantage d'une harmonisation à une réglementation plutôt que d'un exercice délibéré, volontaire et prévoyant. L'élaboration d'un plan d'action sur la gestion de l'eau, intégré à des procédures d'aménagement du territoire, pourrait viser, par exemple, l'amélioration des connaissances sur la ressource, ses usages et ses interactions avec les autres ressources et ce à l'échelle micro-régionale. Ce plan d'action devrait s'accompagner d'un outil pouvant faire le suivi de la qualité des écosystèmes et des impacts des usages. Cet outil, simple et systématique, permettrait alors, non seulement des usages plus parcimonieux ou des économies dans la gestion des ressources, mais faciliterait surtout un processus décisionnel plus sensible à l'interdépendance des écosystèmes naturels et humains.

La capacité de sorption des phosphates et la vitesse de percolation de différents milieux filtrants sont mesurées en utilisant des micro-colonnes. La capacité de sorption des phosphates par les milieux filtrants est déterminée en mesurant le volume utilisé d'une solution standard de phosphate (15,0 mg P/L) pour atteindre une concentration de phosphate de moins que 1,0 mg P/L à la sortie des micro-colonnes. La vitesse de percolation du milieu filtrant est déterminée en mesurant les débits des effluents recueillis. Le mélange homogène de 7% de Biofil organique et de 93% de sable, possédant la plus grande capacité de sorption des phosphates (environ 6,0 g P/kg substrat) et une vitesse de percolation de l'ordre de 5,9 ± 1,7 m/jour, est recommandé pour des essais séquentiels de traitement des eaux usées. La cinétique de sorption des phosphates est étudiée pour les milieux réactionnels Biofil organique, Biofil minéral (le produit d'un traitement thermique du Biofil organique) et boues rouges. Pour les deux types de Biofil, le procédé de déphosphatation est initialement rapide: 30% et 55% de phosphate sont respectivement enlevés pendant la première heure sur le Biofil organique et le Biofil minéral. Pour le Biofil organique, après environ 24 heures, le pourcentage de phosphate enlevé atteint 75% et augmente peu par la suite. Dans le cas du Biofil minéral, le pourcentage de phosphate enlevé atteint 80% après seulement 6 heures et augmente beaucoup plus lentement. La sorption sur les boues rouges est faible et augmente relativement peu en fonction du temps. La capacité de sorption des phosphates par ces milieux réactionnels en fonction de la concentration de phosphate en solution standard est étudiée par les isothermes de sorption. La capacité de sorption des Biofils augmente proportionnellement avec la concentration initiale de phosphate en solution standard. Après avoir atteint une concentration de phosphate d'environ 100,0 mg P/L, la capacité de sorption des Biofils varie peu. La capacité de sorption du Biofil minéral est environ 2 fois plus grande que celle du Biofil organique à la même concentration de phosphate (>10,0 mg P/L). La capacité de sorption des phosphates par les boues rouges est faible et ne varie pas beaucoup en fonction de la concentration de phosphate en solution standard. Les modèles de Langmuir et de Freundlich sont respectivement introduits pour expliquer la relation entre les phosphates fixés par les milieux réactionnels et la concentration de phosphate à l'équilibre dans les solutions standards. Le modèle de Langmuir est plus représentatif. Ceci indique que la sorption pourrait ressembler au dépôt d'une monocouche de molécules de soluté à la surface des sorbants. Les isothermes de sorption des phosphates dans les deux types d'eaux usées par les Biofils sont étudiées. La capacité de sorption des phosphates est sensiblement la même pour les deux types d'eaux usées par le Biofil organique ou le Biofil minéral. Les Biofils sont presque aussi efficaces pour la déphosphatation des eaux usées municipales contenant peu de phosphate (<6,0 mg P/L). Cependant, à la même concentration de phosphate (>10,0 mg P/L), le Biofil minéral démontre une capacité de sorption des phosphates dans les eaux usées d'environ 2 fois plus grande que celle du Biofil organique. L'effet du pH sur la capacité de sorption des phosphates par les Biofils est étudié. Le Tris-(hydroxymethyl-methylamine) à 0,1 N est utilisé comme tampon dans la solution de phosphate. La capacité de dephosphatation du Biofil est meilleure entre le pH 8,0 et 10,0. Une variation de température entre 7°C et 21°C a très peu d'influence sur la sorption des phosphates. Pour les Biofils, le mécanisme de sorption semble dominer pour la dephosphatation des solutions contenant les concentrations de phosphate peu élevées. Pour les types des eaux usées traitées dans ce travail, la précipitation chimique entre le phosphate et le calcium en produisant la phase solide de phosphate de tricalcium semble impossible.