Le partage équitable des bénéfices dans les bassins fluviaux transfrontaliers est nécessaire pour résoudre les conflits entre les pays riverains et atteindre un consensus sur les activités de développement et de gestion du bassin versant. Le partage des bénéfices doit être discuté collectivement par tous les pays riverains pour être perçu non seulement comme efficace, mais aussi équitable. La littérature actuelle décrit principalement ce que l’on entend par le partage des bénéfices d’un point de vue conceptuel. Les arrangements institutionnels pratiques qui assurent le bien-être économique maximal, ainsi que les méthodes développées en collaboration pour encourager le partage équitable des bénéfices, ne sont toutefois pas présentés. L’objectif global de ce projet de thèse est de développer un arrangement institutionnel, qui comprend à la fois des politiques de répartition de l’eau et des mécanismes de partage des bénéfices, afin d’améliorer la gestion des ressources en eau transfrontalières et d’encourager la coopération entre les pays riverains. La méthodologie étend l’approche traditionnelle, basée sur des stratégies d’allocation très limitées en allouant efficacement les ressources en eau et le partage équitable des bénéfices découlant de l’utilisation de l’eau. Cette thèse détaille l’arrangement institutionnel développé et, à travers trois activités distinctes, les principales composantes de l’arrangement sont analysés. Dans l’arrangement institutionnel, une autorité de bassin fluvial (RBA) est l’opérateur d’un système axé sur le marché, dans lequel les politiques d’allocation économiquement efficaces sont identifiées et imposées aux usagers de l’eau, qui doit payer pour l’eau qui leur est alloué. Ces frais sont collectés et redistribués, via une règle de partage spécifique au bassin fluvial, afin d’assurer l’équité entre les usagers de l’eau. Le bassin du Nil oriental est utilisé comme étude de cas pour illustrer l’approche. Il y a des secteurs hydroélectriques et agricoles répartis dans trois pays (Egypte, Soudan et Ethiopie) et une longue histoire de non-coopération dans ce bassin. La répartition actuelle de l’eau repose sur des accords bilatéraux de l’époque coloniale, qui désignent l’Egypte et le Soudan comme les seuls bénéficiaires des eaux du Nil. La coopération future est impérative dans ce bassin pour profiter du potentiel hydroélectrique en Ethiopie, et du potentiel de l’agriculture au Soudan, ainsi que pour atténuer, autant que possible, les effets du changement climatique. Les résultats montrent que la gestion coopérative du bassin du Nil oriental, et de son infrastructure, augmenterait considérablement les bénéfices économiques à l’échelle du bassin et entraiînerait une répartition de l’eau plus efficace. L’arrangement institutionnel garantit que l’eau est retirée ouù elle a la plus grande valeur et que les investissements en amont dans des projets à faible productivité sont découragés. Le plus haut niveau de coopération est effectuée en vertu d’une institution supranationale et toutes les parties doivent se mettre d’accord sur la définition de l’équité dans le le partage des bénéfices. L’imposition d’axiomes spécifiques sur la base de cette vision collaborative de l’équité se traduit par une solution unique pour la répartition des bénéfices économiques. Une règle de partage élaborée avec la participation des parties prenantes peut être plus acceptable parce que la définition de la règle n’est pas contestée, comme ce serait le cas si les règles existantes avaientété appliquées avec leurs propres définitions de l’équité. Enfin, les résultats globaux montrent que la réalisation de compromis entre l’efficacité et l’équité peut se produire lorsque ces deux principes de répartition de l’eau sont couplés afin de maximiser les avantages de l’utilisation de l’eau, puis de réaffecter ces d’une manière équitable. / The equitable sharing of benefits in transboundary river basins is necessary to solve disputes among riparian countries and to reach a consensus on basin-wide development and management activities. Benefit-sharing arrangements must be collaboratively developed to be perceived not only as efficient, but also as equitable, and to be considered acceptable to all riparian countries. The current literature mainly describes what is meant by the term benefit sharing, in the context of transboundary river basins, and discusses this from a conceptual point of view. Practical, institutional arrangements that ensure maximum economic welfare, as well as collaboratively developed methods for encouraging the equitable sharing of benefits, are, however, not provided. The overall objective of this PhD project was to develop an institutional arrangement, that includes both water allocation policies and benefit-sharing mechanisms, to improve the sustainability of managing transboundary water resources and to encourage cooperation between riparian states. The methodology extends the traditional approach, which is based on highly constrained allocation policies, that merely complement existing management institutions, by efficiently allocating water resources and then equitably sharing the benefits derived from water use. This thesis details the institutional arrangement developed and, through three separate activities, the main components of the arrangement are analyzed. A river basin authority (RBA) is the operator of a market-based system, in which economically efficient allocation policies are identified and imposed on water users, who are charged for the water allocated to them. These charges are collected and redistributed, via a sharing rule specific to the river basin, to ensure equity among the water users. The Eastern Nile River Basin is used as the case study to illustrate the approach. There are important hydropower and agricultural sectors spread across three countries (Egypt, Sudan and Ethiopia), and there is a long history of non-cooperation in this river basin. Current water allocation is based on colonial era bilateral agreements that designate Egypt and Sudan as the only beneficiaries of the Nile waters. Future cooperation is imperative, in this basin, to take advantage of hydropower potential in Ethiopia, and agriculture potential in Sudan, as well as to mitigate, as much as possible, the effects of climate change in the near future. Results reveal that the cooperative management of the Eastern Nile River Basin and its infrastructure would significantly increase the basin-wide economic benefits and lead to more efficient water allocation. The institutional arrangement ensures that water is withdrawn where it has the greatest value (efficient water allocation is established) and that upstream investments in low productivity projects are discouraged. The highest level of cooperation is effectuated through a supranational institution and all parties must agree on the definition of fairness in the sharing of benefits.The imposition of specific axioms, based on this agreedupon vision of fairness results in a unique solution for the distribution of economic benefits. A sharing rule developed with stakeholder input may be more acceptable because the definition of the rule is not in question, as would be the case if existing rules were applied with their inherent definitions of equity. Finally, overall results show that achieving trade-offs between efficiency and equity can occur when these two principles of water allocation are coupled to first maximize the benefits from water use and then reallocate these in an equitable manner.

Titre de l'écran-titre (visionné le 13 novembre 2023) / Dû à son contexte transfrontalier, interprovincial et intergouvernemental, la gestion du bassin versant de la rivière des Outaouais est confrontée à une myriade d'enjeux. Notre étude vise donc à comparer les modèles de gestion intégrée de l'eau par bassin versant de part et d'autre de la frontière entre l'Ontario et le Québec afin d'obtenir une meilleure compréhension de ces enjeux. Pour ce faire, nous avons réalisé des entretiens semi-dirigés auprès de huit directeurs généraux travaillant pour des organismes de gestion des bassins versants québécois et ontariens. De plus, nous avons également réalisé une analyse documentaire à partir de 27 documents de gestion émanant pour la plupart des différents organismes de gestion situés sur le bassin versant à l'étude. Au niveau des organismes de gestion, nos résultats de recherche ont permis de constater que les offices de protection de la nature institués en Ontario endossent beaucoup plus de rôles et de responsabilités dans le processus de gestion de l'eau que les organismes de bassin versant au Québec. Les OPN opèrent d'ailleurs avec des budgets beaucoup plus élevés et avec de plus grandes équipes que les OBV. Ensuite, en ce qui a trait à leur structure de gouvernance, les OBV offrent des tables de concertation qui sont encadrées par les règles de fonctionnement du MELCC. Les OPN, pour leur part, forment des comités sectoriels sans structure prédéfinie. La participation du public au processus de gestion est donc un peu plus formalisée au Québec qu'en Ontario. Enfin, en ce qui concerne les enjeux de gestion, la taille impressionnante du bassin versant de la rivière des Outaouais nuit à une intégration optimale des acteurs. De plus, elle complexifie énormément la coordination des activités de gestion entre les différents acteurs et nuit à la création d'une vision commune. Les initiatives de protection de l'eau n'y sont donc pas harmonisées, mais plutôt sectorielles et fragmentées. Pour ces raisons plusieurs enjeux de conservation demeurent insolubles sur ce bassin. Ce mémoire permet donc de contextualiser les enjeux de gestion de l'eau sur le bassin versant de la rivière des Outaouais et soulève du même coup certaines pistes de solution. / Due to its transboundary, interprovincial, and intergovernmental context, the management of the Ottawa River watershed faces a myriad of challenges. Our study aims to compare integrated watershed water management models on both sides of the Ontario-Quebec border to gain a better understanding of these issues. To achieve this, we conducted semi-structured interviews with eight general managers working for Quebec and Ontario watershed management organizations. Additionally, we conducted a literature review based on 27 management documents which mostly came from the different management organizations located in the studied watershed. As of the organizations, our research findings revealed that conservation authorities established in Ontario assume far more roles and responsibilities in the water management process than watershed organizations in Quebec. CAs also operate with significantly larger budgets and teams than their Quebec counterparts. Moving to governance structure, watershed organizations provide consultation tables that are regulated by the Ministry of Environment and Fight against Climate Change (MELCC) in Quebec. In contrast, conservation authorities establish sectoral committees without predefined structures. Public participation in the management process is therefore slightly more formalized in Quebec than in Ontario. Concerning management challenges, the vast size of the Ottawa River watershed impedes optimal integration of stakeholders, significantly complicating coordination efforts among diverse actors and hindering the creation of a common vision. Consequently, water protection initiatives are not harmonized but rather sector-specific and fragmented. As a result, several conservation challenges remain unresolved within this watershed. This thesis thus contextualizes water management issues within the Ottawa River watershed and simultaneously presents potential solutions.

Le constat de la rareté relative de l'eau, en termes quantitatifs et qualitatifs, a progressivement fait de cette ressource un objet intéressant la science économique. L'eau devient une ressource précieuse convoitée par des usagers multiples en situation d'interdépendance. Ces interdépendances, conjuguées à la multifonctionnalité des ressources en eau et à la diversité de l'organisation socio-économique des usagers, se traduisent par une diversité de situations conflictuelles.<br />Ce constat constitue le point de départ de ce travail de thèse, dont l'objectif est de mener une réflexion approfondie sur la gestion des ressources en eau dans une double perspective, analytique et normative. Tout d'abord, la visée analytique de cette recherche a trait aux conflits d'usage dans le domaine de l'eau. Face aux limites des approches théoriques standard pour l'appréhension des spécificités de l'eau et de l'ensemble des dimensions liées aux conflits dans ce domaine (dynamiques collectives, représentations sociales des usages, dimension territoriale...) il s'agit de mettre en évidence une grille théorique permettant d'étudier ces relations conflictuelles dans toutes leurs dimensions – et en premier lieu leurs facteurs déterminants. Par ailleurs, il convient de s'interroger, selon une perspective davantage normative, sur le contenu de la notion de gestion intégrée des ressources en eau. <br />Ainsi, nous défendons la thèse que la définition d'une gestion intégrée des ressources en eau implique : un régime institutionnel de ressources en eau intégré (forte cohérence entre politiques publiques et droits de propriété/usage et forte étendue), la reconnaissance et compréhension des conflits d'usage et de leur dépassement et la transversalité des politiques publiques ayant une influence sur l'eau, notamment les politiques de gestion de l'espace.<br />Nous faisons appel à quatre outils théoriques complémentaires : le modèle des « cités » de Boltanski et Thévenot (1991), l'approche patrimoniale, l'économie de la proximité et le régime institutionnel de ressources. La combinaison de ces constructions théoriques nous conduit à une grille analytique pertinente pour rendre compte de l'émergence, du déroulement et de la gestion des conflits d'usage autour des ressources en eau et aider à la définition normative d'une gestion intégrée. Afin de tester empiriquement cette grille analytique, nous étudions le bassin versant de l'Audomarois (Nord – Pas-de-Calais). Il s'agit d'étudier la mise en œuvre de la gestion de l'eau à une échelle spatiale locale, le bassin versant étant considéré comme l'unité territoriale pertinente de cette gestion.

La modélisation intégrée du système d’assainissement urbain offre la flexibilité nécessaire pour développer des solutions qui bénéficient le plus au système global, en mettant l'accent sur la quantité et la qualité de l'eau, Les modèles intégrés offrent des avantages par rapport aux modèles traditionnels des sous-systèmes individuels en facilitant l’analyse efficace des interactions entre ces différents systèmes individuels (c.-à-d. les bassins versants, les égouts, les stations d’épuration et les eaux réceptrices) dans une seule plateforme de modélisation. La complexité réduite de ce type de modèle diminue le fardeau de calcul par rapport à leurs homologues détaillés, ce qui permet une plus large gamme d'évaluations telles que l'analyse de scénarios, l'optimisation par contrôle en temps réel et l’analyse d'incertitude par approche Monte Carlo. Le potentiel de créer ces types de modèles intégrés représentatifs a été démontré dans de multiples études, mais les méthodes existantes pour développer ces modèles ne sont pas bien établies ni bien documentées et nécessitent donc un grand effort pour chaque nouveau cas d’étude. De plus, l'absence d'une méthode standardisée pour représenter la partie du modèle qui simule la quantité d'eau limite l'application de ces modèles pour des études de qualité de l'eau. Bien que la recherche soit nécessaire pour développer et optimiser toutes les méthodologies impliquées dans le développement de modèles intégrés de systèmes d'eaux usées urbaines, ce projet se concentre sur les modèles conceptuels simplifiés des bassins versants et des égouts pour la quantité d'eau. L'objectif de cette étude était de développer une procédure structurée pour traduire des modèles hydrologiques et hydrauliques détaillés en modèles conceptuels simplifiés utilisés dans la modélisation du système intégré des eaux usées urbaines. L'objectif était d'améliorer la répétabilité, la flexibilité et l'efficacité de l'approche générale, indépendamment de la plateforme de modélisation choisie. Cette tâche a été réalisée en extrayant les principales étapes et considérations tout en construisant deux modèles conceptuels simplifiés d'une étude de cas au centre d'Ottawa, au Canada. La partie urbaine centrale (6 400 ha) d'un modèle détaillé PCSWMM de la Ville d'Ottawa, contenant une combinaison d'égouts séparés, partiellement séparés et combinés, a été utilisée comme modèle de référence dans cette étude de cas. La tâche principale consistait à déterminer comment traduire ce modèle détaillé en modèle conceptuel simplifié de manière structurée, systématique et répétable en utilisant WEST comme plateforme. La procédure développée suit une séquence similaire à celle des protocoles examinés dans la revue de la littérature, tout en tenant compte des spécificités liées à l'agrégation des bassins versants et des égouts. Les quatre phases principales sont la définition du projet, le développement du modèle, la calibration et la validation. Deux versions du modèle conceptuel ont été créées : le premier a d'abord été créé avec un certain niveau d'agrégation, tandis que le deuxième était plus agrégé que le premier modèle, avec environ la moitié du nombre de bloques et de réservoirs. Les deux modèles ont été calibrés et comparés au modèle détaillé. Les résultats des simulations ont montré que le volume total et la dynamique des débits calculés par les modèles conceptuels ont bien émulé ceux du modèle détaillé (< < 10% de différence), tout en fournissant une réduction significative du temps de calcul (10 à 80 fois). La réduction du temps de simulation pour le modèle le plus agrégé n'était pas équivalente au niveau d'agrégation augmentée, principalement parce qu’il y a une quantité de code qui est présente dans les deux codes et prend donc le même temps de calcul. Comme généralement anticipé, des différences plus grandes, mais acceptables, ont été observées en validation. Ces différences ont été attribuées à plusieurs facteurs, tels que le manque de calibration avec des données sur une période longue, les représentations simplifiées des structures spéciales, les différences entre les mécanismes utilisés dans les modèles détaillés et conceptuels pour représenter le durée de pluie, et la configuration du code de modèle. Dans l'ensemble, la validation a été une réussite étant donné que la calibration a été effectuée à l'aide d'événements de courte durée alors que la validation a utilisé une longue série de données. En général, la procédure conçue a permis de réduire le travail manuel associé à la construction d'un modèle et à bien structurer la façon de construire des modèles conceptuels. Des connaissances pour chacune des différentes phases de modélisation ont également été acquises tout au long du processus du développement des deux modèles. Dans la phase ‹‹ Définition du projet ››, les objectifs du modèle conceptuel ont guidé la méthode de développement et de calibration du modèle. Les bassins versants et les égouts ont été délimités simultanément dans la phase de ‹‹ Développement du modèle ››, tout en tenant compte des emplacements des structures hydrauliques clés, des pluviomètres et des structures de débordement. La phase de ‹‹ Calibration ›› a permis l'avancement le plus systématique étant donné qu'un bon ordre de calibration a été défini et un ensemble limité de paramètres a été ciblé pour chacune des étapes de calibration. La phase de ‹‹ Validation ›› s'est révélée essentielle pour repérer des lacunes dans les hypothèses de base et les valeurs calibrées, afin de déterminer si le modèle est prêt à être utilisé ou doit être modifié. Une procédure efficace et structurée qui traduit les représentations des bassins versants urbains et des égouts de modèles détaillés en modèles intégrés conceptuels a été développée et appliquée avec succès à une étude de cas. Comme démontré dans ce projet, l'application de la procédure structurée mènera au développement efficace de modèles intégrés représentatifs, ce qui augmentera leur utilisation potentielle pour tester des scénarios réalistes. Pour raffiner et améliorer la procédure formulée, il est recommandé de l'appliquer à d’autres études de cas. / Modelling urban wastewater networks within integrated systems, focusing on both water quantity and quality, introduces flexibility to develop solutions with greatest benefit to the overall system. Integrated models provide benefits over traditional single sub-system models by facilitating efficient analysis of interactions between the individual components of urban water systems (i.e. catchments, sewers, treatment plants, and receiving waters) within a single modelling platform. The reduced complexity of this type of model decreases the computational burden compared to their detailed counterparts. This allows for a wider range of assessments such as scenario-testing, RTC optimization, and Monte Carlo uncertainty analyses. The potential to create these types of representative integrated models was proven in multiple studies, however, the current methods to develop these models are not well-established nor well documented, and therefore require significant work for each case study. Furthermore, the lack of a standardized method to represent the water quantity portion limits the wide-scale application of such models for water quality studies. Although research is required to further develop and optimize all methodologies involved with building Integrated Urban Wastewater System (IUWS) models, this project focuses on the simplified catchment and sewer conceptual models for water quantity. The objective of this study was to develop a structured procedure to translate detailed hydrologic and hydraulic models into the simplified conceptual models used in IUWS modelling. The aim was to improve repeatability, flexibility and efficiency of the general approach, regardless of chosen modelling platforms. This task was achieved by extracting the key steps and considerations while building two simplified conceptual models of a case study in central Ottawa, Canada. The central urban portion (6,400 ha) of a calibrated detailed PCSWMM model of the City of Ottawa, containing a mix of separated, partially-separated and combined sewer areas, was used as the reference model in this case study. The main task involved determining how to translate this detailed model into simplified conceptual models, using WEST as the platform, in a structured, systematic and repeatable way. The resultant developed procedure follows a similar sequence as the protocols reviewed in the literature review, while taking into consideration specifics related to aggregating catchments and sewers. The four main phases of this thesis are Project Definition, Model Development, Calibration and Validation. Two versions of the lumped model were created; the first was created with a certain level of aggregation, while the second was a further aggregation of the first model, resulting in about half the number of blocks and reservoirs. Both models were calibrated and compared to the detailed model as well as to each other. The simulation results showed that the volume and dynamics (ie. the shape of the hydrographs) of the conceptual models emulated those of the detailed model well (< < 10% differences), while providing a significant reduction in simulation-time speed-up (10 to 80 times faster than the detailed model). The simulation time reduction in the more aggregated model was not equivalent to the increased level of aggregation, mostly due to the fixed amount of basic calculation required in each model. As generally expected, larger but acceptable differences were found during the validation period compared to the calibration period. These differences were attributed to several factors, such as the lack of a long-time series calibration, oversimplified representations of special structures, the different mechanisms in the detailed and conceptual models used to represent wet weather flow, and the configuration of the model code. Overall, the validation was successful given the fact that the calibration was performed using events whereas the validation used an extended time series of 45 days. In general, the devised procedure helped reduce the manual labour associated with building a model and structured the approach to build the conceptual models. General findings from the various identified phases were also documented throughout the model building process. In the Project Definition phase, the conceptual model’s objectives guided the method of model development and calibration. The catchments and sewers were delineated concurrently in the Model Development phase, while taking into consideration the locations of the key hydraulic structures, raingauges and overflows. The Calibration phase allowed for the most systematic advancement of the model build, given that a good calibration order was defined and a limited set of parameters was targeted in each successive run. The Validation phase proved critical in pinpointing deficiencies in the initial assumptions and calibrated values, thus determining whether the model is ready for use or needs to be modified through one of the preceding phases. An efficient and structured procedure that translates catchment and sewer representations from detailed to conceptual models in IUWS was developed and successfully applied to a case study. As demonstrated in this project, applying the proposed structured procedure will lead to the efficient development of representative IUWS models, thus increasing their potential use to test real-life scenarios. To challenge and improve the formulated procedure, applying it to multiple case studies is recommended.

La Politique nationale de l'eau du Québec a presque 20 ans. Afin de planifier une gestion intégrée des eaux par bassins versants (GIEBV), les organismes de bassins versants (OBV) doivent se concerter avec les acteurs de l'eau présents sur les bassins versants qui leur sont alloués. Cette concertation n'est pas obligatoire pour les différents acteurs qui ont des intérêts divers quant à la ressource en eau. Ils peuvent être, selon leur poste respectif, plus enclins ou non à participer à cette planification concertée de la GIEBV que mettent en place les OBV par l'entremise du Plan directeur de l'eau (PDE). Cette recherche s'intéresse à la participation du secteur privé au processus de concertation. Plus précisément, il s'agit d'une étude de cas concernant la participation du secteur minier de la Côte-Nord. Les entreprises privées ont un poids généralement fort considérable dans leur communauté d'accueil et leur implication dans la gouvernance de l'eau peut se révéler importante pour les populations. Une recherche documentaire a été faite pour mieux saisir les concepts abordés (gouvernance, responsabilité sociale des entreprises, décentralisation) et les enjeux centraux (pollution d'origine minière, problèmes des OBV dans l'exécution de leurs mandats). L'objectif est de répondre à la question suivante : Comment les différents acteurs perçoivent-ils le processus de concertation de la GIEBV et la place de la participation des entreprises minières de la Côte-Nord dans celui-ci ? L'hypothèse est que la concertation volontaire est difficile à mettre en place et qu'il n'est pas dans l'intérêt des compagnies minières d'y participer. À l'issu de cette étude, l'hypothèse n'est pas totalement confirmée. On observe effectivement des difficultés dans la mise en œuvre de la concertation, surtout dans les relations avec les compagnies minières. En revanche, on ne peut pas conclure qu'il n'est pas dans l'intérêt de ces entreprises d'y participer. / Quebec's Water Policy has almost 20 years. To plan an integrated water management, the Watershed Organizations need to implement consultation and cooperation between all water stakeholders. The consultation meeting is not an obligation for them, it is voluntary. They all have a different relation with the water resources. Depending of their role in their respective organization, they have various interests, which may influence their participation to the integrated water management planed by the Watershed Organizations with the Water Master Plan. This study focuses on the mining industry of the Côte-Nord region and its participation to the consultation. The private sector often has a significant influence in their host communities, so they can have great impacts on the population.The main goal of this research is to know how stakeholders perceive consultation meetings for the integrated water management by watershed, and what is the place of the mining industry's participation. The hypothesis is that a voluntary consultation is hard to organize and that it is not in the mining industry's interests to participate. Some interviews have been realized during summer and fall of 2019 to help answer these questions. This case study shows a summary portrait of Quebec's water governance in a context of decentralization and allows a reflection on our natural resource management methods. The hypothesis is not well confirmed. There are effectively some difficulties to plan a voluntary consultation, however we cannot confirm it is not in the interest of the mining companies to be part of it.

Titre de l'écran-titre (visionné le 19 juin 2023) / Un peu plus de 30 communautés autochtones sont présentement affectées par un avis d'ébullition ou de non-consommation qui durerait depuis plus d'un an. Non seulement la contamination des sources d'approvisionnement en eau des réserves indiennes présente-t-elle des risques importants pour la santé publique des citoyens de ces communautés, mais il semblerait que la mise en application de lois provinciales sur la qualité de l'eau potable, par l'entremise des organismes de bassins versants ou de protection des sources d'eau provinciales (GIRE ou SWP), demeurerait sans effet pour la majorité des communautés autochtones. En effet, ces communautés relèvent de la compétence fédérale en vertu de la Loi sur les Indiens, qui stipule que les réserves sont gérées exclusivement par les instances fédérales. Afin de mieux caractériser la mosaïque et l'étendue des problèmes d'approvisionnement en eau potable pour les Premières Nations quatre communautés par province ont été sélectionnées au Québec (Kahnawà:ke, Kitigan Zibi, Kitcisakik et Eastmain) et en Ontario (Six Nations, M'chigeen, Whitefish River et Pays Plat). À partir de méthodes mixtes d'observation, d'entrevue et de revue documentaire, les résultats de l'étude démontrent que, malgré le fait que les Services aux Autochtones Canada aient réussi à faire diminuer le nombre d'avis d'ébullition d'eau de longue durée depuis 2014, l'indice moyen de vulnérabilité des sources d'approvisionnement et de distribution en eau potable est demeuré relativement stable lors de ses dernières années. De plus, la plupart des communautés à l'étude percevraient le plan de protection des sources d'eau, imposé par le gouvernement fédéral, comme étant une abrogation de leurs droits ancestraux ou de leurs droits inhérents à l'autodétermination en vertu des traités. Ces communautés perçoivent aussi la LSUDPN comme un agenda imposé dont les principes ne correspondent pas à ce qu'elles valorisent dans leurs pratiques. Le plan de protection des sources d'eau aurait, selon elles, un double effet d'affaiblir les capacités régulatrices des sociétés autochtones et d'encourager la dépendance de ces dernières envers le gouvernement canadien. Enfin, cette étude des formes de gouvernance des ressources hydriques en milieux autochtones peut servir à conceptualiser une gestion plus inclusive des ressources en eau, tout en favorisant une participation des acteurs et des parties prenantes à la gestion de celles-ci dans un contexte d'institutionnalisation des pouvoirs locaux en contexte autochtone. / Over 30 Indigenous communities are currently affected by a boil water advisory in Canada that has lasted for more than a decade. Not only does contamination of water supplies on Indian reserves pose significant risks to the public health of their citizens, it would appear that the implementation of drinking water quality laws through provincial watershed or source water protection (SWP) agencies would still have no impact on the majority of these communities : this is due to the fact that they fall under federal jurisdiction under the Indian Act, which stipulates that reserves are managed exclusively by federal authorities. To better characterize the mosaic and extent of drinking water problems for First Nations, four communities per province were selected in Quebec (Kahnawà:ke, Kitigan Zibi, Kitcisakik, Eastmain) and Ontario (Six Nations, M'chigeen, Whitefish River and Pays Plat). Using mixed methods of observation, interviews and literature review, the results of the study show that, even though Indigenous Services Canada has been successful in reducing the number of long-term boil water advisories since 2014, the average vulnerability index for sources of drinking water supply and distribution has remained relatively stable over the past years. In addition, most of the communities under consideration would view the federally mandated source water protection plan as an abrogation of their inherent right to self-determination (aboriginal title), or treaty rights. These communities also perceive SWP plans as an imposed agenda whose principles do not represent what they value in their practices. From their point of view, SWP plans would have a dual effect of weakening the regulatory capacity of Indigenous societies and encouraging their dependence on the Canadian government. Finally, this study of water resources governance forms in Indigenous communities can serve to conceptualize a more inclusive water resource management, while promoting the participation of actors and stakeholders in a process of institutionalisation of local government in an indigenous context.

Le concept d'intégration dans la gestion intégrée de l'eau par bassin versant (GIEBV) a été sélectionné pour décloisonner les différentes approches et mieux protéger les ressources en eau dans une optique de développement durable. Ce processus intégré, caractérisé par la transversalité de nombreux enjeux, est complexe. L'évaluation des politiques publiques rattachée à ce type de gestion, l'est tout autant. Au-delà des avancées réalisées dans les dernières décennies, plusieurs problématiques freinent toujours l'intégration de la GIEBV au Québec. Divers ouvrages scientifiques québécois ont abordé divers thèmes et solutions pour la GIEBV. À travers notre démarche, plusieurs de ces analyses ont été sélectionnées et structurées autour de quatre types d'intégration (verticale, de la connaissance, participative, territoriale). Cette approche a permis d'identifier certains enjeux fondamentaux de la GIEBV et de mettre en relation diverses recommandations sous forme de synthèse afin d'évaluer la Politique nationale de l'eau (PNE) de 2002. Dans une optique de responsabilisation des acteurs de l'eau, ces pistes de solutions peuvent bonifier l'approche de la nouvelle Stratégie québécoise de l'eau (2018-2032) et ainsi renforcer le caractère intégré de la GIEBV au Québec. Nos résultats amènent à voir que, malgré les efforts des 15 dernières années, l'intégration pour la GIEBV n'est pas suffisamment effective. Bien qu'une évolution plus marquée soit observée pour l'intégration participative, certaines avenues devraient toutefois être davantage considérées pour ce type d'intégration comme celles d'acteurs plus responsabilisés œuvrant dans une dynamique plus collaborative et une clarification du rôle des organismes de bassins versants (OBV). Pour sa part, l'intégration verticale serait plus efficace par une décentralisation des responsabilités vers le palier régional, une législation révisée afin d'assurer une plus grande concordance entre ministères et secteurs d'activités ainsi que par la mise en place d'un système de redevance diversifié. Pour l'intégration de la connaissance, les différents types de savoirs (scientifiques, locaux, experts) devraient être mieux valorisés dans toutes les étapes du processus de la GIEBV. Pour l'intégration territoriale, l'échelle du bassin versant devrait être davantage considérée comme la plus pertinente pour la planification territoriale et pour articuler davantage la réalité des sous-bassins versants en matière de GIEBV jusqu'aux différents ministères.

S’intégrant au contexte d’expérimentation d’une aire protégée polyvalente du gouvernement du Québec, dans la réserve faunique Mastigouche (RFM), notre projet s’intéresse à la conservation de l’intégrité écologique des milieux aquatiques. En effet, les milieux aquatiques sont sensibles à l’aménagement forestier, notamment à cause du réseau routier. Dans ce contexte, le projet de recherche se propose de développer un cadre de référence, à l’échelle des bassins versants, propice à la gestion exemplaire des milieux aquatiques dans une aire protégée polyvalente. Pour cela, une revue de littérature et des rencontres avec des experts ont été réalisées pour cibler et valider les enjeux principaux. Cette méthodologie nous a permis de définir le cadre de référence pour un aménagement durable des bassins versants forestiers (ADBVF) sous la forme de valeurs, de critères et d’éléments. Enfin, une validation sous la forme d’application du cadre pour l’ADBVF a été réalisée sur le terrain de la RFM.

Ce mémoire de maîtrise cherche à quantifier et analyser l'impact des anomalies de température dans la mer des Caraïbes (SSTC) sur l'hydrologie du bassin Artibonite et sur la gestion des infrastructures hydrauliques existantes et futures. L'approche proposée repose sur la modélisation hydro-économique du bassin et sur l'analyse par scénarios. La gestion du bassin est optimisée pour deux scénarios, avec ou sans prise en compte des SSTC dans le processus de prise de décisions. La comparaison des performances du système hydrique pour les deux scénarios révèle l'utilité de cette information hydro-climatique. Les résultats démontrent que les apports du bassin sont linéairement dépendants de ces anomalies mais que l'intensité de la relation est insuffisante pour améliorer significativement les performances du système, que ce soit en année sèche, normale ou humide. / This MSc thesis analyses the impact of temperature anomalies in the Caribbean region (SSTC) on the hydrology of the Artibonite river and on the performance of the water resources system including planned irrigation and hydropower projects. The method relies on hydroeconomic modelling and scenario analysis. The water resources system of the Artibonite River is optimized for two decision-making scenarios : with or without SSTC-based management decisions. Comparing the economic performance of the water resources system for these two scenario reveals the utility of this hydro-climate information. The results show that while the inflows of the basin are linearly dependent on these anomalies, the intensity of the relationship is insufficient to influence the decisions and hence improves the performance of the system, whether in dry, normal or wet year.

"Thèse en cotutelle, doctorat en génie des eaux: Université Laval Québec, Canada Philosophiae doctor (Ph.D.) et Institut national polytechnique de Toulouse, Toulouse, France, Docteur." / La gestion intégrée de la ressource en eau implique de distinguer les parcours de l’eau qui sont accessibles aux sociétés de ceux qui ne le sont pas. Les cheminements de l’eau sont nombreux et fortement variables d’un lieu à l’autre. Il est possible de simplifier cette question en s’attardant plutôt aux deux destinations de l’eau. L’eau bleue forme les réserves et les flux dans l’hydrosystème : cours d’eau, nappes et écoulements souterrains. L’eau verte est le flux invisible de vapeur d’eau qui rejoint l’atmosphère. Elle inclut l’eau consommée par les plantes et l’eau dans les sols. Or, un grand nombre d’études ne portent que sur un seul type d’eau bleue, en ne s’intéressant généralement qu’au devenir des débits ou, plus rarement, à la recharge des nappes. Le portrait global est alors manquant. Dans un même temps, les changements climatiques viennent impacter ce cheminement de l’eau en faisant varier de manière distincte les différents composants de cycle hydrologique. L’étude réalisée ici utilise l’outil de modélisation SWAT afin de réaliser le suivi de toutes les composantes du cycle hydrologique et de quantifier l’impact des changements climatiques sur l’hydrosystème du bassin versant de la Garonne. Une première partie du travail a permis d’affiner la mise en place du modèle pour répondre au mieux à la problématique posée. Un soin particulier a été apporté à l’utilisation de données météorologiques sur grille (SAFRAN) ainsi qu’à la prise en compte de la neige sur les reliefs. Le calage des paramètres du modèle a été testé dans un contexte differential split sampling, en calant puis validant sur des années contrastées en terme climatique afin d’appréhender la robustesse de la simulation dans un contexte de changements climatiques. Cette étape a permis une amélioration substantielle des performances sur la période de calage (2000-2010) ainsi que la mise en évidence de la stabilité du modèle face aux changements climatiques. Par suite, des simulations sur une période d’un siècle (1960-2050) ont été produites puis analysées en deux phases : i) La période passée (1960-2000), basée sur les observations climatiques, a servi de période de validation à long terme du modèle sur la simulation des débits, avec de très bonnes performances. L’analyse des différents composants hydrologiques met en évidence un impact fort sur les flux et stocks d’eau verte, avec une diminution de la teneur en eau des sols et une augmentation importante de l’évapotranspiration. Les composantes de l’eau bleue sont principalement perturbées au niveau du stock de neige et des débits qui présentent tous les deux une baisse substantielle. ii) Des projections hydrologiques ont été réalisées (2010-2050) en sélectionnant une gamme de scénarios et de modèles climatiques issus d’une mise à l’échelle dynamique. L’analyse de simulation vient en bonne part confirmer les conclusions tirées de la période passée : un impact important sur l’eau verte, avec toujours une baisse de la teneur en eau des sols et une augmentation de l’évapotranspiration potentielle. Les simulations montrent que la teneur en eau des sols pendant la période estivale est telle qu’elle en vient à réduire les flux d’évapotranspiration réelle, mettant en évidence le possible déficit futur des stocks d’eau verte. En outre, si l’analyse des composantes de l’eau bleue montre toujours une diminution significative du stock de neige, les débits semblent cette fois en hausse pendant l’automne et l’hiver. Ces résultats sont un signe de l’«accélération» des composantes d’eau bleue de surface, probablement en relation avec l’augmentation des évènements extrêmes de précipitation. Ce travail a permis de réaliser une analyse des variations de la plupart des composantes du cycle hydrologique à l’échelle d’un bassin versant, confirmant l’importance de prendre en compte toutes ces composantes pour évaluer l’impact des changements climatiques et plus largement des changements environnementaux sur la ressource en eau. / Integrated water resource management requires distinction between water paths that are directly available for society and those which are not. Water pathways, from precipitation to the oceans or the atmosphere, are highly variable from one place to another. The complexity of water pathways can be simplified by focusing on two main categories of water resources: blue water, which is the stock and flow moving into the hydrosystem that is directly available (e.g. rivers, lakes, aquifers and groundwater flow), and green water, which is the invisible flow of water vapor leaving the hydrosphere to the atmosphere. The latter includes the water used by forests, grasslands, rain fed crops, and the water in soils. However, many hydrological studies focus only on blue water, particularly the discharge or more rarely the ground water recharge, ignoring all green water components, therefore missing the overall picture. At the same time, climate change highlighted in recent years have been found to impact water pathway distributions by affecting different components of the hydrological cycle at the watershed scale. The study presented here exploits the SWAT hydrological model to assess the variation of different components of a hydrosystem facing climate change. The study area is the watershed of the Garonne River, where data is available. The first part of this work focused on refining the implementation of the model in order to better tackle the problem at hand. Particular attention has been paid to the use of gridded weather data (SAFRAN product) as well as to the simulation of snow present in the mountainous portion of the watershed. Calibration of the model parameters was tested through a differential split sampling method, based on calibration and validation using climatically contrasted periods, in order to test the robustness of the model. These steps led to a substantial improvement in the simulations performance over the calibration period (2000-2010) and demonstrated the robustness of the model within a climate change context. The improved SWAT model was next used to produce simulations over a hundred-year period (1960-2050), an analysis carried out in two steps: First, the past period (1960-2000) simulation, based on observed climatic data, was used to validate discharge simulations for which very good performance was obtained. Analysis of the different components of the hydrological cycle showed a strong impact on flows and stocks of green water, with a reduction of the water content in soil and a substantial increase in evapotranspiration. Blue water is mostly impacted in terms of snow stock and discharge flow, which both showed a substantial decrease. Secondly, hydrological projections were performed (2010-2050) based on a selection of climate scenarios and models, submitted to dynamic downscaling. Analysis of these projections partly confirmed the conclusions drawn from the historic period: i.e. a substantial impact on green water, with a decrease of the soil water content and an increase of potential evapotranspiration. The projections also revealed that the soil water content during the summer season is such that it reduces the actual evapotranspiration, highlighting possible future deficits of green water stocks. Furthermore, if the analysis of blue water components always presented a substantial decrease in the snowpack, discharge appears to increase during autumn and winter periods. These results indicate an "acceleration" of blue surface water components which is likely related to an increase in extreme rainfall events. In this study, an analysis of the variation of the main hydrological cycle components have been proposed at a watershed scales, confirming the importance of taking into account all these components to evaluate the climate change impact and more broadly environmental changes on water resources.