L'aquifère de Saint-Honoré consiste en une structure paléodeltaïque qui prend la forme d'un plateau sablonneux reposant soit directement sur le socle précambrien ou sur une mince couche de till ou d'argile. Considérant les extractions actuelles et planifiées des eaux souterraines par les divers exploitants, il s'avère nécessaire d'évaluer la capacité d'exploitation de l'aquifère pour en éviter une surexploitation. Mine Niobec a mis en oeuvre un programme de suivi de l'aquifère durant trois années, d'octobre 2001 à septembre 2004, consistant en des mesures périodiques de niveau d'eau dans dix-sept piézomètres, de niveau d'eau de quatre lacs, de débit de quatorze ruisseaux et de paramètres de la qualité de l'eau dans quatre piézomètres. Les diagrammes d'évolution du niveau d'eau dans les piézomètres présentent une baisse générale, au cours des deux premières années du suivi. Depuis juillet 2003, il semble que le niveau d'eau se soit stabilisé, et puis qu'une remontée se soit amorcée au cours de la dernière moitié de l'année 2004. Depuis l'année 2000, la baisse totale observée à ce jour, atteint 3 m près des puits de Mine Niobec et diminue progressivement à environ 1 m (±0.5m) à une distance radiale de 1500 m. Une estimation du bilan hydrique utilisant les données du suivi et la géomatique a été réalisée sur une portion de l'aquifère recouvrant une superficie d'environ 41.6 km2. À partir des données du suivi de trois années consécutives, l'évapotranspiration réelle (ET) est estimée à 398.0, 428.6 et 325.6 mm, pour des précipitations totales (P) respectives de 812.7, 814.3 et 892.2 mm. Par contre, cette évaluation du bilan hydrique de l'aquifère est affectée par une grande incertitude; c'est le cas notamment de l'évapotranspiration, de la quantité d'eau emmagasinée, du ruissellement et de la quantité d'eau sortie aux cours d'eau exutoires. En première approximation, la différence entre P et ET est considérée la recharge de l'aquifère; le ruissellement en surface est considéré comme négligeable sur le plateau sablonneux. Un modèle de simulation numérique de l'écoulement dans l'aquifère de Saint-Honoré a été développé afin d'intégrer dans un modèle conceptuel l'ensemble des informations disponibles. Le modèle numérique a été calé en régime d'écoulement permanent, sur le niveau d'eau de trente et un piézomètres, puis en régime transitoire sur le niveau d'eau de treize piézomètres et sur le débit annuel de dix cours d'eau exutoires pour une période correspondant aux trois années du bilan. Les simulations numériques corroborent adéquatement l'évaluation du bilan hydrique ainsi que les niveaux mesurés pendant les trois années du suivi. Le modèle de simulation est utilisé pour analyser trois scénarios d'exploitation de l'aquifère sous diverses conditions de recharge. Ces scénarios sont qualifiés d'optimiste, de connu et de pessimiste.

La pêche sportive est une activité économique importante dans plusieurs régions du Québec. Il est donc fondamental de connaître les différents facteurs pouvant être responsables du déclin de certaines espèces de poissons. La prédation joue un rôle important dans la structure et la dynamique des populations de poissons fourrages (densité et force de la classe d'âge). L'étude de la consommation permet d'évaluer l'impact de la prédation sur les proies. Il existe diverses méthodes pour estimer la consommation des poissons. L'une des plus intéressantes est le modèle bioénergétique. Il consiste essentiellement en une équation énergétique balancée où la consommation est égale à la somme de l'énergie utilisée pour le métabolisme standard, la digestion et l'activité, perdue sous la forme fécale et urinaire et accumulée pour la croissance. Au lac Saint-Jean, la ouananiche et le doré jaune sont deux espèces très appréciées des pêcheurs sportifs en plus d'être deux des plus importants prédateurs. Depuis les quinze dernières années, l'abondance de la ouananiche a chuté de façon significative. Cette diminution est associée à une diminution des stocks d'éperlan arc-en-ciel, la principale source de nourriture de ce salmonidé. Le doré jaune a fait l'objet de quelques études au lac Saint-Jean mais les avis sur l'importance de l'éperlan dans la diète de ce prédateur sont variés. L'objectif général de ce projet était d'évaluer l'impact de la prédation sur le recrutement de l'éperlan arc-en-ciel au lac Saint-Jean. Les objectifs spécifiques étaient de (1) quantifier l'importance de l'éperlan dans la diète de la ouananiche de 1997 à 2002 et du doré jaune de 2001 à 2002, (2) de comparer les résultats obtenus à des données historiques, (3) de comparer la diète du doré jaune du lac Saint-Jean à celle observée dans d'autres études menées en Amérique du Nord et (4) de développer un modèle bioénergétique pour la ouananiche afin de prédire la consommation de cette dernière au lac Saint-Jean. Pour y parvenir, une description du régime alimentaire de la ouananiche (1997 à 2002) et du doré jaune (2001 et 2002) a été réalisée suite à l'étude de leur contenu stomacal. Les poissons provenaient de la pêche sportive au lac Saint-Jean. Les résultats ont été comparés à des données similaires provenant d'études effectuées en 1972, 1988 et 1989. La consommation observée de la ouananiche a été estimée avec la méthode d'Eggers puis avec le modèle bioénergétique que nous avons développé pour la ouananiche à l'aide d'expériences en laboratoire et d'équations tirées de la littérature. Ceci nous a permis d'estimer la consommation de la ouananiche du lac Saint-Jean durant leurs quatre premières années de vie en lac. Les résultats obtenus suggèrent que la ouananiche soit très sélective en ce qui concerne le choix de ses proies. Elle se nourrit principalement de jeunes éperlans arc-en-ciel de l'année. Le doré jaune serait, quant à lui, un prédateur opportuniste se nourrissant d'une grande variété de proies, quoiqu'il semble, au lac Saint-Jean, se nourrir d'une grande proportion d'insectes. La ouananiche ne semble donc pas être affectée négativement par la compétition du doré jaune. Les résultats obtenus démontrent que la consommation prédite par le modèle bioénergétique est de deux à sept fois plus élevée que celle estimée avec la méthode d'Eggers (1977). Cette surestimation de la consommation serait possiblement due à une estimation trop élevée de l'activité. Par contre, la consommation prédite par le modèle bioénergétique donne une bonne idée de l'impact de la prédation sur l'éperlan. En effet, les saumoneaux ingéreraient plus de 69% de la quantité d'éperlans consommés annuellement par l'ensemble des quatre classes d'âge de ouananiches à l'étude. C'est donc cette classe d'âge qui aurait l'impact le plus important sur le recrutement des jeunes éperlans au lac Saint-Jean.

La pêche sportive à la ouananiche (Salmo salar) du lac Saint-Jean est une activité d'importance économique et culturelle majeure pour la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean. Or, on observe des fluctuations interannuelles d'abondance et de croissance très importantes de cette ressource. Ces fluctuations seraient expliquées par les variations dans l'abondance de sa principale proie, l'éperlan arc-en-ciel (Osmerus mordax). Toutefois, les connaissances sur les facteurs pouvant influencer le recrutement de l'éperlan du lac Saint-Jean sont encore incomplètes, particulièrement en ce qui concerne leur succès d'alimentation lors de leur première saison de croissance. Pour cette étude, nous avions comme objectifs de décrire le régime alimentaire des jeunes éperlans arc-en-ciel du lac Saint-Jean, de déterminer s'ils font une sélection de leurs proies et d'étudier certains facteurs pouvant influencer leur succès d'alimentation, tels la température des eaux de surface, la date et la densité de proies dans le milieu. Ainsi, nous avons échantillonné 10 stations pélagiques et 15 stations riveraines au lac Saint-Jean, de mai à septembre en 1998 et 1999, afin de capturer des jeunes éperlans et leurs proies zooplanctoniques. L'identification et le dénombrement des organismes zooplanctoniques ont été effectués dans les tractus digestifs des éperlans et dans le lac. De plus, les éperlans arc-en-ciel ont été classés selon des critères morphologiques, en dix stades de développement, de A à J. Une larve du stade A ou B étant un éperlan de moins d'une semaine ayant un sac vitellin et un éperlan du stade I ou J, un pré juvénile âgé de deux et trois mois respectivement. Selon nos résultats, les larves d'éperlan arc-en-ciel débutent leur alimentation exogène, de manière significative, au stade C, une fois que leur sac vitellin est presque complètement résorbé. Le pourcentage d'incidence d'alimentation des éperlans augmente en fonction des stades de développement, tout comme le nombre moyen de proies. Chez les pré juvéniles (stades I et J), plus de 98% des individus sont parasités par le cestode Proteocephalus. Nous avons observé pour les deux années de l'étude, soit 1998 et 1999, que les éperlans sélectionnent particulièrement quatre espèces d'organismes zooplanctoniques; le cladocère Bosmina longirostris, les nauplii de copépodes et les copépodes Diaptomus minutus et Cyclops scutifer. Durant les premières semaines de leur vie, la diète des larves d'éperlan (stades C, D et E) est composée à 75% de nauplii de copépodes et du copépode C. scutifer. Pour les stades F et G, ce sont les copépodes D. minutus et C. scutifer qui représentent plus de 87% de leur régime alimentaire, tandis que les deux principales proies des juvéniles sont le cladocère B. longirostris et le copépode D. minutus. La sélection des proies varie en fonction de la taille des éperlans. Généralement, plus ces derniers grandissent, plus ils sélectionnent des proies de grande taille. De plus, pour des proies de taille équivalente, les éperlans favorisent certaines espèces zooplanctoniques. Les larves capturées le jour, durant le premier mois de leur vie, montrent un succès d'alimentation constant, à l'exception de celles capturées à 16:00 h, où il y a une baisse du succès. Les juvéniles capturés la nuit ont un succès d'alimentation qui diminue en fonction de l'avancement de la nuit. Nous n'avons trouvé aucune relation entre le succès d'alimentation et la température des eaux de surface ainsi qu'avec les dates de capture. Nous avons déterminé que le succès d'alimentation est plus élevé aux stations pélagiques que riveraines pour les deux années. On constate en 1998 que les quatre principales proies sont plus abondantes aux stations pélagiques tandis que les jeunes éperlans sont plus abondants aux stations riveraines. Également, on observe qu'il y a plus d'éperlans en 1998 qu'en 1999, tandis qu'on constate l'inverse dans le nombre des proies préférées des éperlans. Les résultats démontrent que la densité minimale de proies requise dans le milieu doit être de 3 ind. L-1 pour les larves de stade C et de 2 ind. L-1 pour les larves de stade D, afin de garantir un succès d'alimentation positif à ces larves d'éperlan. Les éperlans des stades de développement C, D et E ont connu un meilleur succès d'alimentation en 1998, comparativement à 1999. Nos résultats suggèrent que l'alimentation des jeunes éperlans arc-en-ciel est un facteur important qui influence le recrutement de ce poisson fourrage au lac Saint-Jean.

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.

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.

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.

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.

L'aquaculture en milieu rural africain représente certes une source d'aliment, mais aussi un moyen de diversifier les activités des populations rurales par la pratique de la pisciculture. Dans le présent travail, nous avons testé avec des proies naturelles localement disponibles, l'élevage des larves de Silure africain Heterobranchus longifilis. Ce poisson-chat, bien que frappé localement d'interdits alimentaires, présente une chair assez tendre et est recherché par beaucoup de consommateurs ouest-africains. L'expérience a consisté à la culture en masse d'organismes plantoniques dans des milieux vierges. Quoiqu'ayant plusieurs groupes de zooplancton dans nos cultures, le choix de notre étude a été axé sur les Rotifères dans le but de reproduire, à des fins d'analyse critique, une technique d'élevage déjà pratiquée dans la Station d'aquaculture d'Anna, où s'est déroulée l'expérience. Ces organismes de taille microscopique sont ingérés par les larves de poissons dès l'âge de 2 jours, (alors que les réserves vitellines ne sont pas encore entièrement résorbées) et jusqu'à l'âge de 15-20 jours. Au départ, nous avons donc ensemencé 4 bassins (A, B, C, D) initialement fertilisés avec du phosphate d'ammonium et du matériel biologique localement disponible. Ces milieux ont ensuite évolué naturellement et ont été soumis à une fertilisation organique périodique avec aliment pour poissons préalablement pilé. Une semaine plus tard, nous avons introduit dans trois de ces bassins, des larves de Silure âgées de 2 jours. À Chaque jour, des prélèvements de poissons et de planctons sont effectués afin de suivre l'évolution des milieux, ainsi que leur processus de recolonisation après la mise en eau; nous avons également suivi les processus ascendants et descendants qui s'opèrent entre les différents maillons de la chaîne trophique. L'objectif principal de ce travail de recherche est de vérifier si les Rotifères constituent un aliment convenable pour les larves, et ce, par le suivi de leur croissance en poids et de leur survie. L'étude a démontré que les Rotifères étaient ingérés par les larves de façon importante. Cependant, ces larves ingéraient tout aussi massivement des algues coloniales de taille voisine de celle des Rotifères, qui proliféraient dans les bassins et servaient en quelque sorte de leurre. Ces algues n'étant pas digérées, il en est résulté des faibles taux de croissance en poids et des faibles survies larvaires. Par ailleurs, l'étude a mis en évidence l'existence de certains processus de régulation ascendants ou descendants entre les particules en suspension, les Rotifères et les larves. Par cette étude, nous avons ainsi pu contribuer à l'amélioration de l'aquaculture en milieu tropical en démontrant l'importance de l'utilisation des proies naturelles locales. Espérant que d'autres études ouvriront la voie sur de nouveaux systèmes et de nouvelles techniques, les résultats et les informations de la présente étude pourront aider les populations rurales africaines à lutter contre la famine et la pauvreté par l'utilisation des ressources naturelles locales en harmonie avec l'environnement.

Des échantillons d'eau de sept (7) rivières du lac St-Jean sont prélevés et filtrés à 0,4 um. Des analyses préliminaires sont effectuées sur les échantillons entiers dont nous avons au préalable mesuré les données physico-chimiques, ainsi que sur les fractions humique et non-humique obtenues par fractionnement sur résine XAD-8. Les données physicochimiques et les résultats d'analyses préliminaires permettent de classifier ces rivières en trois (3) catégories à partir des valeur des teneurs en oxygène dissous, de la matière organique totale dissoute (DOM), du carbone organique total (TOC), de l'azote organique total (TON) et selon la nature de leur bassin hydrographique, les activités humaines qu'elles supportent et selon qu'elles sont affluents ou effluents du lac St-Jean. Une caractérisation spectroscopique est réalisée sur les échantillons entiers, les fractions humiques et non-humiques, ainsi que sur les échantillons de référence qui sont l'acide humique d'AIdrich, l'acide humique Laurentien et l'acide fulvique Laurentien. La spectroscopie UV-Vis montre qu'il y a une in relation entre l'absorbance à 254 nm et la teneur en carbone organique total (TOC). La spectroscopie en fluorescence par balayage synchronisé permet de différentier entre les fractions humique et non-humique et surtout de mettre en évidence l'imprécision du fractionnement sur résine XAD-8 (la teneur en TOC de trois (3) fractions non-humiques est inférieure à la limite de détection de 0,15 ppm). La spectroscopie infrarouge par ATR permet de localiser quatre (4) pics principaux d'absorbance. L'augmentation du rayonnement UV-B avec la destruction de la couche d'ozone étant une question actuelle et préoccupante dans l'étude de l'environnement aquatique, nous avons exposé différents échantillons préalablement caractérisés par les trois (3) outils spectroscopiques au rayonnement UV à 300 nm pour des durées de 20 à 24 heures, afin de vérifier l'effet de l'irradiation. Le résultat de l'exposition au rayonnement UV se manifeste surtout par une diminution de l'absorbance en UV-Vis, par un déplacement des pics en infrarouge, une diminution de l'intensité de fluorescence (balayage synchronisé) et un décalage vers des fréquences plus basses pour les sommets de fluorescence ce qui démontrent une fragmentation des entités de départ sous l'effet de l'irradiation.

Les communautés microbiennes dominent la plupart des écosystèmes aquatiques en termes de biomasse et de productivité, particulièrement dans les environnements nordiques hostiles à la faune et la flore macroscopiques. Les virus y contrôlent l'abondance des populations microbiennes et peuvent modifier le métabolisme des cellules infectées par l'utilisation de gènes métaboliques auxiliaires. Le court-circuit viral affecte aussi le transfert des nutriments et de l'énergie dans les réseaux trophiques en emprisonnant l'énergie dans la boucle microbienne, ne la rendant accessible qu'aux micro-organismes. Ces manipulations de l'activité de la prépondérante biomasse microbienne peuvent se répercuter jusque dans les cycles biogéochimiques des environnements aquatiques nordiques. La salinité est une caractéristique importante de ces écosystèmes puisqu'elle influence directement le métabolisme des micro-organismes. Chez les virus, ces effets se traduisent dans leur distribution, leur infectivité et leurs interactions avec leurs hôtes. L'objectif de cette thèse est d'offrir une connaissance approfondie de l'écologie des virus aquatiques en examinant plus spécifiquement les changements de diversité selon les gradients de salinité dans les milieux nordiques. La composition des communautés virales a donc été étudiée dans trois sites nordiques sélectionnés pour leur importance écologique et la spécificité de leur zone de transition saline. D'abord, une approche par amplification PCR de marqueurs conservés pour les Phycodnaviridae et les Picornavirales a permis de dresser un portrait des virus infectant le phytoplancton dans la zone de turbidité maximale du fleuve Saint-Laurent, important cours d'eau d'Amérique du Nord. La détection de ces virus dans six sites allant de l'habitat dulcicole à l'habitat marin a révélé peu de phylotypes viraux communs entre les sites d'eau douce et d'eau salée. La salinité semble ainsi y être le premier déterminant de la composition de la communauté virale. De plus, nos analyses indiquent que les virus découverts dans l'estuaire du Saint-Laurent divergent de ceux qui ont déjà été classifiés et des virotypes d'environnements comparables publiés. Ces résultats suggèrent que des virus à ADN et à ARN infectant le phytoplancton seraient actifs dans la zone de turbidité maximale et que cette région possède des assemblages viraux uniques. Ensuite, une approche viromique a permis de caractériser les communautés virales d'un lac arctique hautement stratifié, le lac A, dont les eaux profondes issues de l'océan Arctique ancien se sont révélées riches en virus nouveaux. Ce type de lacs à stratification pérenne est dépendant de la couverture de glace qui maintient la structure chimique de sa colonne d'eau et la distribution des communautés microbiennes qui y sont associées. Les communautés virales des trois strates du lac étaient remarquablement distinctes, ce qui suggère qu'il y a peu d'échange de virotypes entre elles. L'abondance virale et les ratios virus/procaryotes étaient plus élevés en profondeur et la division nette des communautés virales correspondait avec celle d'hôtes potentiels. Les communautés virales du lac A se distinguaient aussi de données de l'océan Arctique et du lac méromictique Ace Lake en Antarctique. Enfin, la même approche viromique peu invasive développée pour les travaux de la présente thèse a permis de documenter la diversité virale du dernier lac épiplateforme de l'Arctique, le lac épiplateforme du fjord Milne. Contrairement aux résultats obtenus au lac A, les assemblages viraux de surface étaient les plus diversifiés et une communauté virale propre à la chémocline du lac n'a pas pu être détectée. La division nette entre les assemblages dulcicoles et marins s'expliquait principalement par la conductivité et la concentration en oxygène dissout. La caractérisation de certains groupes de virotypes cooccurents a aussi permis de prévoir leurs hôtes potentiels. Les zones de transition étudiées dans cette thèse sont maintenues par des équilibres hydriques et glaciaires fragiles, déjà perturbés par les changements climatiques et l'activité humaine. Avec le réchauffement accéléré des régions nordiques, la fonte est accrue dans la plateforme glacière du Groenland et les glaciers continentaux. Ce fort débit d'eau douce qui se jette dans les océans Arctique et Atlantique Nord risque de déséquilibrer la circulation thermohaline et de bouleverser la surface des écosystèmes marins, réservoirs de productivité primaire microbienne irremplaçables. Connaissant les effets de l'activité virale dans les écosystèmes aquatiques, il est urgent de décrire les communautés virales d'environnements changeants, comme les zones de transition saline, afin de décrire les fonctions uniques qu'elles pourraient détenir et mieux comprendre leurs effets à long terme sur ces écosystèmes en évolution. / Microbial communities dominate most aquatic ecosystems in terms of biomass and productivity, particularly in high latitude areas where conditions are hostile to macro fauna and flora. There, viruses have many roles in population control, for example, through their auxiliary metabolic genes that modify the metabolism of infected host cells. They also alter the transfer of nutrients and energy through trophic webs. The viral shunt, for example, traps energy inside the microbial loop, making it more accessible to microorganisms. These effects on aquatic trophic webs can have repercussions that affect the biogeochemical cycles of northern and arctic aquatic environments where metabolic activity from the abundant microbial biomass contributes to most processes. Just as salinity restrains the distribution of aquatic pluricellular organisms, it also directly affects the metabolism of microbes and their impact on ecosystem functioning. In viruses, these effects can translate into changes in infectivity and distribution but can also modify their interactions with their hosts. The main objective of this thesis was to characterize the ecology of aquatic viruses by examining the changes in their diversity through salinity gradients in northern aquatic habitats. We studied the composition of viral communities in three northern sites selected for their ecological relevance and the uniqueness of their saline transition zones. First, PCR amplification of conserved genetic markers of Phycodnaviridae and Picornavirales allowed us to describe the viruses that infect phytoplankton in the estuarine transition zone of the Saint Lawrence River, an important North American waterway. Detection of these viruses at six sites ranging from freshwater to marine habitats revealed few shared viral phylotypes between fresh and saline waters. This suggests that salinity might be the main factor influencing viral community composition. In addition, our analyses indicate that the virotypes found in the St. Lawrence estuary differ from published viruses and those found in comparable environments. These results suggest that DNA and RNA viruses infecting phytoplankton are active in the estuarine transition zone and that this zone harbours its own unique viral assemblages. Second, a viromic approach (that was developed during this research) allowed for the characterization of the viral communities in a highly stratified arctic lake. Lake A, with deeper waters that originate from the ancient Arctic Ocean revealed an abundance of novel viruses. This type of perennially stratified lake is dependant on ice cover which maintains the chemical structure of the water column and the distribution of the associated microbial communities. The viral communities in the three strata of the lake were remarkably distinct, suggesting that there is little exchange of virotypes. Viral abundance and virus/prokaryote ratios were highest in the deeper water and the clean separation between the viral communities matched that of potential hosts. The viral communities of Lake A also differed from those of the Arctic Ocean and the meromictic Ace Lake in Antarctica. Lastly, the same minimally invasive viromic approach allowed us to document the viral diversity in the last Arctic epishelf lake, the Milne Fiord epishelf lake. Contrary to what was observed in Lake A, the surface viral assemblages were more diverse, and no specific viral community was detected based on the chemocline. The clear division between the fresh and marine assemblages was mostly correlated with conductivity and dissolved oxygen concentration. Finally, the characterization of co-occurring virotypes allowed us to predict potential hosts. The transition zones examined in this research are maintained by a fragile balance of hydrological and glacial conditions which are already affected by climate change, but also by other human activities. Knowing how viruses affect aquatic ecosystems, a thorough description of the viral communities in changing environments is urgent and essential to gain a better understanding of their potential long-term effects within aquatic ecosystems. As the northern regions continue to warm at an accelerated rate, the melting increases in the Greenland platform and continental glaciers. The large amount of freshwater discharge into the Arctic Ocean and the North Atlantic may disturb thermohaline circulation and drastically change the surface of marine ecosystems, a crucial site for microbial primary production. Understanding how viruses and microbes thrive in the saline transition and their dependence on potentially unique functions and interactions may be key to anticipating the long-term effects they could have in these irreversibly and continuously changing ecosystems.