Les politiques environnementales constituent un support propice à l'action publique contemporaine dans les pays occidentaux qui s'appuient dorénavant sur un État moins centralisateur où les approches de la territorialisation, de la participation et du partenariat sont largement préconisées. À l'heure où l'action publique réclame l'implication des « publics » dans l'élaboration et la mise en oeuvre des politiques, l'État-providence a troqué son rôle pour celui de l'État-stratège qui doit faciliter la génération de l'action collective. C'est dans ce contexte que s'inscrit la Politique nationale de l'eau (2002) du Québec et dont la réponse à la problématique de la gestion de cette ressource s'appuie sur le référentiel de la gestion intégrée. Toutefois, cette nouvelle approche flexible et non contraignante soulève la question de la volonté et de la capacité de l'implication des acteurs interpellés, et plus précisément des acteurs qui représentent le secteur municipal, gestionnaire de première ligne de la ressource hydrique. Pour le gouvernement, l'implication du secteur municipal revêt un caractère névralgique en vue d'assurer la réussite de cette approche, compte tenu de l'implication de ses instances dans de nombreux domaines qui ont une incidence directe et indirecte sur l'eau. Ce mémoire présente une étude qui a été réalisée à l'hiver 2006-2007 portant sur l'organisme de bassin versant (OBV) de la rivière Richelieu, le COVABAR, et l'implication du secteur municipal dans la mise en oeuvre de la gestion intégrée de l'eau par bassin versant (GIEBV) au Québec. À partir d'entretiens semi-dirigés auprès d'élus et de fonctionnaires municipaux, cette étude démontre que l'implication de cette catégorie d'acteurs bien que faible, fait état d'une grande variabilité au sein du territoire étudié et est tributaire de nombreux facteurs qui remettent en question l'efficacité et les retombées de cette stratégie gouvernementale qui mise sur les spécificités locales et régionales. L'inadéquation des territoires administratifs et naturels, le nombre élevé d'instances décisionnelles à l'intérieur d'un même bassin versant, les préoccupations et les réalités locales divergentes, les intérêts multiples et les valeurs des acteurs impliqués, le régime institutionnel en place, l'élargissement des responsabilités du secteur municipal, posent de nombreux défis aux coordonnateurs de la GIEBV, soit les OBV. Si cette étude démontre la nécessité de mieux considérer le contexte politico-administratif québécois des paliers locaux et supralocaux dans l'implantation de la GIEBV, celle-ci démontre également que la PNE et les OBV présentent des opportunités pour le secteur municipal et qu'il est probable que les OBV deviennent des générateurs d'innovation municipale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Action publique, Action collective, Bassin versant, Eau, Élus et fonctionnaires municipaux, État, Gestion intégrée, Politique publique, Partenariat, Participation, Référentiel, Secteur municipal, Territorialisation.

La rivière Noire est un sous-bassin de la rivière Yamaska. Elle est située dans la zone de transition entre deux formations géologiques principales du Québec, soit les Basses-Terres du Saint-Laurent et les montagnes appalachiennes. Dans ce secteur les dépôts meubles sont discontinus et d'étendue limitée; le socle rocheux est très fracturé et hétérogène. Cette région rurale fortement exploitée par l'agriculture intensive et l'industrie porcine présente un fort potentiel de contamination d'origine agricole de l'eau souterraine. Un échantillonnage d'eau souterraine effectué sur l'ensemble du bassin a permis de quantifier les paramètres physico-chimiques de l'eau, les principaux ions, incluant les teneurs en nitrates, ainsi que les contenus en ¹⁸O et deutérium. Ces données sont des indicateurs utiles pour identifier les types d'eau et pour établir des relations entrée-sortie sur l'aquifère. Ces informations, combinées aux données géologiques et à la carte piézométrique, permettent d'identifier des sous-secteurs dans les directions d'écoulement souterrain. Le modèle Modflow a été utilisé pour simuler les scénarios de géologie et de recharge du bassin et ainsi tester la pertinence des directions d'écoulement identifiées précédemment. Ainsi, la rivière Noire et certains de ses tributaires majeurs ont été identifiés comme étant des drains importants de l'aquifère. L'étude du bassin a montré que la direction régionale de l'écoulement de l'eau souterraine est orientée vers le nord-ouest et est principalement régie par la topographie et les propriétés du roc. L'aquifère est vulnérable puisqu'il est de nature libre. D'ailleurs, 31 % des puits échantillonnés présentent des concentrations en nitrates supérieures à 1,0 mg N-NO₃/l probablement d'origine anthropique. La complémentarité des approches utilisées dans le cadre de ce projet a été concluante en ce qui a trait à la caractérisation des écoulements souterrains sur un bassin régional. La modélisation représente adéquatement les caractéristiques du bassin mises en évidence par la caractérisation hydrogéologique et la géochimie. Une meilleure compréhension de la circulation des eaux souterraines sur le bassin versant de la rivière Noire aidera à délimiter les zones les plus vulnérables du bassin, ce qui permettra de réduire le potentiel de contamination de cet aquifère. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hydrogéologie, Géochimie, Piézométrie, Modélisation, Modflow.

La production de toxines telles que la microcystine (MC) est le principal problème de santé publique relié à la croissance excessive des cyanobactéries dans les lacs eutrophes. La toxicité résultante sera reliée à la dominance de genres potentiellement toxiques au sein de la communauté. Dans le cadre de cette étude, cinq lacs du bassin versant de la rivière Yamaska (Québec) ont été échantillonnés durant l'été 2007. Les cyanobactéries ont été caractérisées sur un gel contenant un gradient de dénaturant (DGGE) à la suite de l'amplification du gène 16S du ribosome. De plus, un dénombrement microscopique classique a été entrepris. Les toxines ont aussi été dosées de deux façons, soit une méthode immuno-enzymatique et une autre basée sur la chromatographie liquide. Les résultats confirment l'association des genres potentiellement toxiques à la concentration de MC, en particulier Anabaena. Ces corrélations sont meilleures lorsqu'entreprises à partir des données taxonomiques, avec un r2 aj. atteignant 0,64 (p<0,0001). Les données DGGE, moins adaptées à la détermination d'un modèle prédictif de MC, expliquent néanmoins une partie de la variation lorsque celle-ci est partitionnée dans une analyse de redondance. De plus, les analyses moléculaires étaient plus sensibles aux changements dans la communauté. La vitesse de changement telle que déterminée par DGGE était corrélée à celle déterminée par la taxonomie sur l'échantillon pris deux semaines plus tard (n=22, r2 adj. = 0.32, p=0.004). Ceci pourrait conférer au DGGE une valeur prédictive intéressante puisque la dynamique des communautés a montré une association entre stabilité et toxicité dans deux des cinq lacs. Cette stabilité, exprimée sous forme de taux de changement, est associée aux températures les plus élevées de la saison (r2 aj. = 0,21 pour le DGGE et 0,28 pour la taxonomie, p<0,005). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cyanobactéries toxiques, succession saisonnière, Haute-Yamaska, Microcystis, DGGE

L'ajustement du modèle Hydrotel pour la prévision sur le bassin versant de la rivière chaudière a été effectué pour la période de mars à décembre 1990. L'approche utilisée est celle qui consiste à minimiser les erreurs dues aux données météorologiques lorsque l'on suppose, pour des fins algorithmiques et ce tenter aucune démonstration, que les erreurs liées au modèle et à la description du bassin ont été prises en compte ; dans la mesure du possible, lors de l'étalonnage du modèle sur le bassin. Notre hypothèse est que la capacité prévisionnelle d'Hydrotel est améliorée par l'utilisation des données hydrométéorologiques corrigées, tel que l'écart entre les valeurs observées et estimées, qui est réinjecté à l'entrée du modèle. L'amélioration est, par ce fait, obtenue en ajustant artificiellement les coefficients affectés aux sollicitations météorologiques pour que les débits simulés soient le plus près possible des plus récents débits observés. Comme critère et stratégie pour la minimisation des écarts entre les apports simulés et observés, une fonction objective est définie. C'est une fonction implicite des coefficients d'ajustement des précipitations, des températures et des réserves en eau du sol. Les raisons qui ont motivé le choix du modèle, les avantages et les désavantages d’Hydrotel sont présentés. Les caractéristiques physiques et hydroclimatiques du bassin versant de la Chaudière sont analysées. Les résultats obtenus montrent le caractère opérationnel de cette approche très simple. Selon les saisons, les caractéristiques des crues sont particulièrement sensibles au coefficient d'ajustement des précipitations et bien moins aux coefficients de température locale de l'atmosphère et de teneur en eau du sol du bassin versant. Le calage numérique des coefficients d'ajustements sur chaque crue au cours de la période d'étude permet d'étudier leur évolution temporelle. D'autre part, le coefficient de corrélation des droites de régression permet de trouver la meilleure fourchette des valeurs des coefficients affectés aux données météorologiques minimisant ainsi l'écart, par rapport à l'hydrogramme observé, du volume de la crue prévue ou l'importance de l'écart de pointe de crue. Les débits simulés se rapprochent des débits observés d'une façon satisfaisante, particulièrement en période de forts débits. Les ajustements établis à pas de temps journaliers ont permis des prévisions satisfaisantes et apportent une possibilité d'une correction continue, toutefois l'implantation d'Hydrotel sur le bassin de la rivière Chaudière qui a été utilisés a une légère tendance à sous-estimer le début des crues et à surestimer la décrue. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ajustement, mise à jour, modèle, hydrologie, simulation, hydrogramme, Hydrotel, variables d'état, fonction objectif.

La subsidence verticale associée aux majeurs systèmes de drainage continentaux actifs est souvent étudiée en dehors de toute considération géomorphologique et géophysique. Nous allons explorer les relations entre la dynamique mantellique et les systèmes fluviaux actifs. En utilisant les bases de données et les compilations existantes, notamment le modèle crustal global CRUST 2.0, nous quantifierons grâce à une approche simple par itérations ce qui est communément appelé la subsidence néotectonique anormale (ANTS'). Nous utiliserons des méthodes existantes pour évaluer la configuration crustale isostatique à l'échelle du continent et aussi les corrections à appliquer à la surcharge sédimentaire et à la dénudation à l'échelle du bassin versant. Des paramètres additionnels seront introduits aux corrections précédentes et inclus à (1) la réponse flexurale au flux sédimentaire et à la surcharge sédimentaire au niveau des deltas offshores et (2) la restauration crustale à grande échelle. La focalisation de notre étude sur des bassins continentaux actifs parmi les plus importants à la surface de la terre et sur des fleuves majeurs mets en exergue un pattern d'anomalie négative systématique (ANTS'). L'histoire géomorphologique et néotectonique Pliocène à aujourd'hui de chaque région sera prise en compte dans nos efforts visant à comprendre l'expression de sub-surface des valeurs de subsidence observées. Les signaux de l'ANTS' pour les bassins sélectionnés seront de plus considérés du point de vue des observables géophysiques et de prédictions des modèles géodynamiques. A travers la mise en application de deux nouvelles approches de la modélisation simple de l'hydrologie à l'échelle d'un bassin, nous établirons une connexion de premier ordre entre les caractéristiques de sub-surface à l'échelle du bassin et les processus des enveloppes profondes. Nous intégrerons donc les systèmes classiques d'étude des sédiments récents dans une approche géodynamique contextuelle : les relations proposées dans cette étude suggèrent que l'évaluation à la fois des processus géologiques et de l'évolution du système Terre doit être approchée en intégrant finement les relations entre les processus de surface et les processus internes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : subsidence vertical, réponse flexurale, dynamique mantellique, l'hydrologie, bassin

L'Amazonie brésilienne a connu une importante et rapide modification de l'exploitation de sa forêt dans les 40 dernières années. La région du fleuve Tapajós dans l'état du Pará est un front majeur de colonisation et connaît des taux de déboisement de grande ampleur. Les superficies forestières sont réduites, de même que morcelées par la pratique de l'agriculture sur brûlis. La dégradation de l'environnement se traduit par certains problèmes de santé humaine, notamment l'exposition au mercure (Hg) par la consommation abondante de poissons. Les activités anthropiques en bordure du fleuve accentuent l'érosion des sols et libèrent le Hg naturellement présent dans les sols. Du côté aquatique, des concentrations importantes de Hg sont enregistrées dans les poissons et dans les sédiments. Comme la matière organique terrigène (MOT) est un substrat de transport de ce métal, la connaissance des mouvements de MOT peut s'avérer un outil précieux dans la compréhension de la dynamique de ce polluant diffus affectant la santé humaine et celle des écosystèmes. Afin de comprendre le devenir de la MOT depuis le milieu terrestre jusque dans le milieu aquatique et ce en fonction de l'utilisation du territoire, les biomarqueurs de la lignine ont été employés comme traceurs. Une première étape de recherche a été de décrire la MOT en fonction de la composition en phénols de la lignine par l'étude d'échantillons de végétaux dominants et d'échantillons de différents horizons de sol pour chaque utilisation du territoire (forêt, jachère, agriculture pâturage). De nouveaux indicateurs de milieux boisés et déboisés ont pu être définis de même que des indicateurs propres au milieu tropical amazonien. Dans un deuxième temps, les connaissances sur la nature et la quantité de MOT ont été combinées à celles de la MOT du milieu aquatique. Pour ce faire, des échantillons de matière particulaire en suspension et de sédiments récoltés dans trois bassins versants ont été analysés. En combinant les analyses de biomarqueurs avec des systèmes d'information géographique (SIG) pour analyser les caractéristiques des bassins versants et avec la datation des carottes de sédiments, il a été possible de dresser un portrait des transferts de MOT en fonction du temps et en fonction des bassins versants. Principalement, il y a plus d'apports de MOT au système aquatique dans les sédiments récents, peu importe le bassin versant. La nature de cette matière organique correspond à la signature ligneuse des pâturages, démontrant l'influence des milieux déboisés sur le milieu aquatique. La datation des carottes a permis l'association de la vague de déboisement aux changements récents des quantités et qualités de MOT retrouvée dans le milieu aquatique. Au niveau spatial, les travaux identifient des composantes précises de l'occupation du territoire et des caractéristiques des bassins versants associées aux apports de MOT. Cette étude contribue au renouvellement des connaissances fondamentales géochimiques du milieu tropical tout en permettant de mesurer l'impact de l'occupation récente du territoire amazonien sur les cycles de la matière organique. La détérioration subséquente des milieux aquatiques par la présence de Hg, l'eutrophisation et la production possible de gaz à effet de serre dans les plans d'eau pourrait ainsi être mieux encadrée et restreinte par des actions visant à contenir les mouvements de la matière organique dans la région. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Déforestation, MOT, Biomarqueurs de la lignine, 210Pb, Sols, Sédiments.

La gouvernance de l'eau s'est grandement transformée au cours des vingt dernières années. Alors qu'à la fin des années 1960, une première génération d'actions collectives s'était essentiellement centrée autour de l'État, on observe aujourd'hui des modèles de gouvernance plus complexes où s'articulent les actions de l'État et de la société civile. L'adoption de la Politique nationale de l'eau en 2002 confirme que le Québec se déplace d'un modèle de gouvernance stato-centré vers une forme d'action collective davantage multipartite. Plus spécifiquement, la mise en place de la gestion intégrée de l'eau par bassin versant et le recours généralisé aux approches collaboratives témoignent de l'intention de l'État québécois de transformer le régime de gouvernance de l'eau. Or, la mise en place d'un tel modèle implique une série d'ajustements cohérents aux dynamiques sociales locales des collectivités visées. Cette thèse vise à comprendre ces ajustements. Selon une perspective néo-institutionnelle, nous expliquons l'influence qu'ont le contexte institutionnel et les dynamiques sociales l'un sur l'autre. Pour ce faire, nous avons analysé trois Organismes de bassin versant (OBV), lieux dédiés aux approches collaboratives. Nous avons d'abord réalisé le portrait du contexte institutionnel. Ensuite, nous avons procédé à l'étude des dynamiques organisationnelles de chaque organisme par une démarche d'enquête par entretiens semi-dirigés. Enfin, notre démarche inductive nous a mené à nous interroger sur un facteur précis influençant l'ajustement du modèle de gouvernance proposé: le mode d'organisation sociale des collectivités. L'étude du contexte institutionnel indique que la gestion de l'eau au Québec est fortement structurée par des institutions publiques. Ces institutions sont morcelées entre différents ministères selon les fonctions de l'eau, divisant dans l'administration publique les actions de lutte à la pollution de celles liées au développement économique. Également, on observe le rôle incontournable des administrations publiques locales en matière d'aménagement et d'approvisionnement en eau potable. Toutefois, ces dernières détiennent peu de pouvoir d'initiative en matière de gestion de l'eau. Il en résulte une coupure entre les processus de définition des règles (centralisés) et de leur mise en oeuvre (locaux). Enfin, nous remarquons que les collectivités locales s'impliquent essentiellement par la production d'actions concrètes sur leur milieu et non par la création d'institutions civiques à leur échelle. L'analyse organisationnelle des dynamiques sociales locales démontre que les ajustements du modèle de gouvernance proposé par l'État s'effectuent sur deux plans: au niveau de la dynamique interne des OBV et sur la scène régionale de la gouvernance de l'eau. De ces deux perspectives, nous dégageons certaines tensions. D'abord, la jeunesse des organismes étudiés oblige les acteurs locaux à se positionner par rapport à la pertinence même des OBV comme nouvel espace collaboratif. Ensuite, chaque cas étudié témoigne d'un débat relatif à la possibilité pour un OBV de réaliser des actions concrètes sur le terrain -alors que sa mission première en est une de concertation -ou à l'éventualité de prendre position envers certains enjeux précis. Également, l'articulation du rôle des OBV au sein des administrations publiques locales est au coeur des ajustements organisationnels. Enfin, et de manière générale, deux visions du rôle des OBV s'affrontent chez les acteurs de l'eau: l'OBV doit soutenir la règle publique ou il doit être le lieu de production d'institutions civiques locales. Selon nous, le mode d'organisation sociale des collectivités permet d'expliquer les tensions observées. En posant comme prémisse la présence générale de repères sociétaux auxquels se réfèrent les acteurs de l'eau, nous avons élaboré une grille d'analyse visant à repérer l'existence de faits communautaires, eux aussi structurant l'action individuelle et collective. L'utilisation de cette grille nous permet de constater l'impact de l'organisation sociale sur le modèle collaboratif, de même que sur l'inévitable complémentarité entre l'État et la société civile. Nos travaux montrent que les faits communautaires se développent inégalement entre les collectivités étudiées et qu'il en découle une disposition inégale de ces dernières à jouer le jeu de la gestion par bassin versant telle que définie par l'État. Sur la base de ces résultats, nous concluons que le modèle de gouvernance présenté par l'État comme une «solution» aux enjeux hydriques peut être considéré par les collectivités interpellées comme un «problème à résoudre». Les OBV ne sont pas des institutions en soi, mais un processus où peut être modifiée la manière dont on perçoit les institutions existantes et où peuvent être élaborées de nouvelles institutions. Sachant que les réponses à ces défis sociaux seront multiples, il est essentiel de définir un partenariat clarifiant le rôle de chaque pôle de gouvernance. Ce partenariat peut s'inscrire dans le paradigme administratif actuel en précisant la manière d'articuler le produit des approches collaboratives aux rôles de l'État, notamment via les administrations publiques locales. Toutefois, la gouvernance actuelle de l'eau appelle à la reconfiguration de la légitimité de chacun des acteurs et certaines collectivités souhaitent participer activement au développement du cadre institutionnel. Dans ce contexte, la définition d'un partenariat public-civique nécessite le dépassement des seules dimensions procédurales et l'inclusion d'une réflexion sur les aspects substantiels de la gouvernance. Ce faisant, le Québec inscrirait pleinement son modèle de gestion de l'eau dans le nouveau paradigme de la gouvernance. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gouvernance de l'eau, Approches collaboratives, Gestion par bassin versant, Mode d'organisation sociale, Analyse organisationnelle, Gestion intégrée, Québec.

Dans le cadre du « Collaborative Mercury Research Network »(COMERN), la problématique de la contamination des écosystèmes boréaux par le mercure (Hg) a été abordée sous forme d'approche écosystémique. Cette approche a notamment été utilisée dans le cadre du projet dit « des lacs de la forêt boréale » pour comprendre l'origine et le devenir du Hg présent dans ces milieux. Cette thèse fait partie intégrante du volet « interaction lac -bassin versant » et a pour but de comprendre les mécanismes qui influencent l'apport de Hg des bassins versants vers les lacs. L'objectif spécifique est de déterminer pourquoi les concentrations en Hg ([Hg]) dans les sédiments récents varient entre les lacs de l'écosystème boréal. De nombreuses études démontrent que le devenir du Hg dans les écosystèmes lacustres est associé aux apports de matière organique terrigène (MOT). Pour comprendre et préciser cette interaction, une double approche a été utilisée. L'analyse de biomarqueurs spécifiques de la MOT dans les sédiments de lacs et la caractérisation des propriétés des bassins versants par système d'information géographique (SIG). Les biomarqueurs de la MOT ont été choisis car ils sont spécifiquement d'origine terrigène et procurent une information sur la source et la qualité de la MOT. Dans un premier temps et après une revue de la littérature, il est apparu nécessaire de bien définir le cadre de référence et les valeurs sources des biomarqueurs utilisés. Les biomarqueurs de la lignine obtenus par oxydation à l'oxyde de cuivre des végétaux et de matière organique partiellement décomposée sont souvent utilisés pour décrire les sources et l'état de dégradation de la matière organique terrestre (MOT). La plupart des études utilisant ces biomarqueurs font référence aux sources pures (échantillons de plantes fraîches) mais plusieurs recherches récentes démontrent que les sols jouent un rôle prépondérant sur les signatures de biomarqueurs de lignine. Il était donc nécessaire d'établir un milieu de référence plus adapté à cette problématique. Nous avons ainsi démontré que la matière organique des sols de trois grands écosystèmes terrestres du paysage boréal (tourbières et les peuplements dominés par les gymnospermes ou par les angiospermes) est caractérisée par des signatures de biomarqueurs distinctes. De plus, la pédogenèse réduit la variation des signatures de référence de ces biomarqueurs. Finalement, nous avons été en mesure de confirmer le potentiel d'utilisation des indicateurs de dégradation et d'humification de la matière organique des sols. Dans la deuxième partie de cette thèse l'influence du bassin versant sur la composition de biomarqueurs spécifiques de la MOT mesurés dans les sédiments, est analysée. La caractérisation d'un bassin versant est souvent ardue, coûteuse et longue et les biomarqueurs de la lignine représentent d'excellents indicateurs des processus qui ont lieu à l'échelle d'un bassin versant. Les systèmes d'information géographique permettent également d'intégrer et de décrire les caractéristiques morpho édaphiques des bassins versants. En combinant ces deux approches, nous avons observé une relation positive et significative entre la pente moyenne du bassin versant et les apports de MOT estimé par λ8 dans les sédiments récents (R²=0.65). La pente moyenne est également corrélée avec la composition de la MOT. En effet, les rapports P/(V+S) et 3,5Bd/V diminuent significativement avec l'augmentation de la pente moyenne (R²=0.57 and R²=0.71 respectivement). La composition de la végétation influence également la composition des sédiments des lacs étudiés. L'augmentation de la présence d'angiospermes dans le bassin versant favorise l'apport de MOT dans les sédiments de lacs tel qu'estimé par λ8 (R²=0.44). Une relation similaire est observée avec le rapport S/V, indicateur de ce type de source. Dans cette étude, nous avons donc pu déterminer: que les zones de faibles pentes jouent le rôle de zone tampon pour les apports de lignine et donc par extension sur les apports de MOT vers les sédiments lacustres et que la contribution relative de la MOT des horizons de sols organiques augmente dans les bassins versant plus escarpés. Cette étude a des implications significatives pour la compréhension du devenir de la MOT dans les écosystèmes lacustres. Dans un troisième temps nous avons caractérisé la MOT au niveau moléculaire pour déterminer précisément les conditions du transfert de Hg vers les sédiments. Quinze lacs ont été échantillonnés au Québec et au Labrador. Dans chaque lac, les sédiments récents de la zone focale du lac ont été échantillonnés et analysés en laboratoire pour déterminer la concentration en Hg total et celles des différents biomarqueurs terrigènes. Nos résultats mettent en évidence trois régions distinctes déterminées par des apports de MOT et de Hg différents. L'Outaouais et le Témiscamingue (région A) sont caractérisés par des concentrations en Hg très variables et des teneurs élevées en MOT. L'Abitibi (région B) est caractérisée par des taux de Hg intermédiaires et des teneurs de MOT très faibles. Le Labrador (région C) est caractérisé par des niveaux de Hg très faibles et des teneurs de MOT également très faibles. Dans les lacs de la région A, la variation des teneurs en Hg -est bien expliquée par l'augmentation du rapport 3,5Bd/V et la diminution du rapport C/V. Dans la région B, les sédiments sont enrichis en Hg lorsque comparés aux apports de MOT. Une contamination locale due à l'activité minière explique cet enrichissement relatif. Finalement au Labrador, la dynamique de la MOT est dominée par les gymnospermes et la végétation arbustive ou rase et induit une production primaire faible dans le bassin versant. Cette spécificité entraîne un apport très faible de Hg des bassins versants vers les lacs. Notre étude montre donc que la source et la qualité de la MOT sont déterminantes pour comprendre les variations d'apports en Hg dans les sédiments récents. Plus précisément, l'augmentation des apports de MOT dérivés des horizons humifiés des sols explique une grande part des apports de Hg dans les sédiments. Finalement, dans la partie 4 de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la problématique du cycle du Hg dans un complexe hydroélectrique boréal. En effet, la mise en eau d'un réservoir entraîne des impacts environnementaux considérables sur les écosystèmes initiaux comme la modification drastique du cycle du carbone, ainsi que celle de la dynamique des éléments nutritifs et des contaminants. Les sédiments des lacs Gabbro et Sandgirt, inondés, et du lac Atikonak ont été échantillonnés pour déterminer les sources du Hg observé dans le complexe hydroélectrique de Churchill Falls au Labrador. Les biomarqueurs de la lignine ont été utilisés comme indicateur de source de la matière organique terrigène (TOM). Dans le lac Atikonak, qui n'a pas été modifié par l'inondation, les niveaux de Hg total ([THg]) dans les sédiments ont augmenté progressivement dans le temps. Par opposition, dans les lacs Gabbro et Sandgrit inondés, des augmentations drastiques de [THg] ont été observées depuis l'inondation. Contrairement au lac Atikonak, ces augmentations de [THg] dans les lacs inondés sont associées à un changement de la nature de la MOT. À la suite de la mise en eau, la proportion de MOT dans les sédiments a augmenté significativement. La composition de la MOT montre qu'elle est également moins dégradée et présente une signature typique des horizons organiques de sols forestiers. Les résultats obtenus dans cette étude démontrent que l'augmentation de niveaux de Hg dans les sédiments de réservoir est causée par l'inondation des sols forestiers et l'érosion de leurs horizons de surface. Il est également important de remarquer que les [THg] restent élevées 38 ans après la mise en eau. En conclusion, le travail réalisé dans cette thèse permet de démontrer qu'il est possible d'intégrer des paramètres du bassin versant par l'analyse moléculaire de la matière organique terrigène. En associant des analyses moléculaires et des SIG, il est également possible de mettre en place un indicateur de la contamination des sédiments récents par le mercure. Finalement, nous confirmons le rôle primordial des versants dans l'apport de mercure vers les milieux aquatiques. Cette thèse démontre la nécessité du couplage bassin versant milieu aquatique dans les études environementales mais aussi géochimique notamment pour la compréhension des cycles des contaminants et du carbone dans ces milieux. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Bassin versant, Biomarqueur, Lignine, Matière organique, Mercure, Lac, Réservoir, Sédiment, SIG, Terrigène.

Les communautés bactériennes aquatiques sont extrêmement sensibles et réactives aux gradients environnementaux. Il a été proposé que leur réponse résultent de changements dans leur structure, tels que la composition, la fonction ct la structure physiologique. L'objectif de cette thèse est de décrire les processus qui déterminent la réponse métabolique des communautés bactériennes face à des gradients dans les principales ressources, avec un intérêt particulier pour le rôle de la composition dans cette réponse. Les chapitres de cette thèse explorent dans un contexte de métacommunauté: Dans quelle mesure les ressources déterminent le métabolisme bactérien et leur structure, comment les composantes de la structure sont liées les unes aux autres, avec les ressources et la performance de la communauté, comment la composition des communautés est liée à la fonction, comment la plasticité métabolique et la redondance fonctionnelle influencent le rôle de la composition dans la réponse de la communauté. Ces différents aspects ont été explorés in situ dans divers écotones dans un bassin versant et par des expériences de transplantations en laboratoire. Spécifiquement, les objectifs sont (1) d'examiner si les patrons en termes du métabolisme et des composantes de la structure de la communauté présentent une certaine spécificité écosystémique (2) d'étudier le lien entre la composition et la fonction des communautés, (3) de décrire la séquence des relations entre les composantes de la structure des communautés qui médient la réponse de la communauté aux changements des ressources, (4) d'évaluer l'influence de la plasticité métabolique et redondance fonctionnelle sur le métabolisme en réponse aux changements environnementaux. Les résultats indiquent que la régulation du métabolisme bactérien par les ressources est médiée par des changements dans les composantes de la structure qui peuvent être soit directionnels, spécifiques aux écosystèmes, ou aléatoire. En fait, les résultats montrent que la réponse peut être médiée d'une part, par des ajustements physiologiques des phylotypes dominants ou par le remplacement même des phylotypes dominants. Le type de réponse n'apparaît pas être déterminé par le type, ni l'intensité des gradients, mais par la plasticité métabolique de la communauté, qui à son tour semble être déterminée par des facteurs indépendants des gradients eux-mêmes. Les résultats montrent que la composition et la fonction des communautés sont liées l'une à l'autre d'une manière très dynamique, tel que leurs patrons absolus ne sont pas corrélés. La force et la forme de la relation varient en fonction du type et de l'intensité des gradients, suggérant un haut niveau de redondance fonctionnelle tant au sein de la communauté, qu'au sein de la métacommunauté, à partir de laquelle les phylotypes sont sélectionnés pour occuper les nouvelles niches créées le long des écotones. Les résultats des expériences de transplantations indiquent: L'existence d'un seuil environnemental qui détermine le niveau de redondance fonctionnelle, et une spécificité écosystémique dans la plasticité métabolique. Collectivement, les résultats de cette thèse montrent que les conditions environnementales locales ont une plus grande influence sur la structure de la communauté que la dispersion, et que la composition des communautés bactériennes joue toujours un rôle dans cette réponse en déterminant le niveau de plasticité de la communauté, mais que ce rôle n'est qu'apparent lorsque la réponse implique un remplacement des phylotypes dans les communautés qui sont intrinsèquement moins plastiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : bactérioplancton, gradients environnementaux, métabolisme du carbone, structure des communautés, métacommunauté.

En milieu tropical, les enjeux environnementaux et socioéconomiques qu'entraînent les aménagements hydroélectriques sont plus importants du fait de la présence d'agglomérations humaines le long des cours d'eau, de la dépendance directe des populations rurales, de l'exploitation des ressources agricoles et forestières riveraines, mais aussi de la présence d'écosystèmes fragiles dans les zones côtières, comme les mangroves. Dans ce contexte, la construction et l'exploitation de nouveaux aménagements hydroélectriques dans un bassin côtier qui abrite déjà un ou plusieurs barrages engendrent des effets complexes et cumulatifs sur l'environnement, ainsi que des enjeux économiques et de gouvernance majeurs, difficiles à prendre en compte à travers les études d'impacts sur l'environnement des projets de barrages isolés. L'objectif de cette étude est, en s'appuyant sur le cas du bassin du Konkouré, en Guinée, de proposer des éléments d'une démarche méthodologique adaptée permettant de passer du processus décisionnel, traditionnellement dominé par des experts (évaluateurs) et l'État (décideur), à une démarche qui favorise l'implication des acteurs concernés et une vision holistique. Le bassin du Konkouré abrite plusieurs sites hydroélectriques aménageables (Garafiri, en exploitation depuis fin 1999, Kaléta, Souapiti et Amaria, à l'étude). L'étude propose la réalisation d'une évaluation environnementale stratégique (ÉES) basée sur une approche d'aide multicritère à la décision (AMCD) qui permet de construire une option consensuelle pour la mise en valeur de ces aménagements. Elle soulève cependant des défis d'ordre méthodologique, dont l'implication de tous les acteurs du bassin, la prise en compte des particularités liées à la vulnérabilité des estuaires à mangroves et la mise en évidence des effets cumulatifs. L'étude établit d'abord des démarches et outils méthodologiques pour l'analyse de la vulnérabilité de l'estuaire et la participation du public à un processus de planification basée sur l'aide multicritère à la décision. Ces éléments permettent d'alimenter par la suite le processus décisionnel relatif au choix du scénario de consensus pour l'exploitation du potentiel hydroélectrique dans son ensemble. Les principales étapes de cette approche sont: la structuration du problème ; l'évaluation des impacts potentiels des différentes options; le rangement des options selon les approches PROMETHÉE et GAÏA, par l'utilisation du logiciel DECISIONLAB (DLAB) et la simulation de négociations pour la construction d'un consensus. Les résultats de l'étude de cas du bassin du Konkouré sont : l'identification de quatorze acteurs, l'élaboration de dix options, la construction des neuf critères avec leurs indicateurs et échelles de mesure, la réalisation d'une base de données dans un SIG, la simulation des inondations potentielles entraînées par les différentes options et le rangement des options selon chaque acteur et tout le groupe. L'analyse de ces résultats permet de tirer des enseignements sur les enjeux majeurs liés à l'exploitation des aménagements hydroélectriques dans les bassins côtiers en milieu tropical, ainsi que de discuter des effets cumulatifs en estuaire. Elle montre aussi la possibilité d'adaptation d'une AMCD participative, par l'intégration de techniques de participation publique déjà connues en Afrique subsaharienne. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : bassin côtier, EES, hydroélectricité, aide multicritère, multi-acteurs, choix d'options, enjeux, critères, indicateurs, SIG, DLAB, impacts induits, déplacement de population, estuaire, mangrove, participation des acteurs.