Quarante pour cent des réservoirs du monde souffrent d'eutrophisation. Ce problème mondial augmente la biomasse de phytoplancton dans les réservoirs et perturbé leurs utilisations. Comprendre les mécanismes et les processus qui contrôlent la prolifération de cyanobactéries sont de grande préoccupation. Les modèles d'écosystèmes nous permettent de simuler, d'analyser et de comprendre les processus écologiques dans les lacs et les réservoirs. La communauté de phytoplancton et de l'application du modèle écologique sont mal documentées dans le Moyen-Orient. Karaoun réservoir, le plus grand plan d'eau au Liban, a été construit pour l'irrigation et la production hydroélectrique. Il ya un grand intérêt dans la qualité de ce réservoir d'eau car il sera utilisé pour alimenter la capitale Beyrouth avec de l'eau potable. Les objectifs de la thèse sont de concevoir et mettre en œuvre des campagnes de terrain pour suivre et comprendre la dynamique du phytoplancton et des cyanobactéries dans le lac de barrage de Karaoun, de modéliser le fonctionnement physique et biogéochimique de cette retenue. Des campagnes d'échantillonnage ont été effectuées deux fois par mois entre mai 2012 et Août 2013 pour évaluer l'état trophique et la diversité biologique et la dynamique de la communauté de phytoplancton en réponse aux changements des conditions environnementales. Ces mesures de campagne ont été ensuite utilisées pour calibrer et valider un modèle hydrodynamique-écologique unidimensionnel sur Karaoun réservoir. Nos résultats ont montré que : la retenue de Karaoun, fortement stratifiée thermiquement entre mai et août, est eutrophe, et présente une faible biodiversité. Seulement 30 espèces de phytoplancton ont été recensées en 2012-2013. La stratification thermique qui apparaît au printemps réduit la croissance des diatomées et entraîne leur remplacement par des chlorophycées. Les cyanobactéries dominent en été : Aphanizomenon ovalisporum lorsque la température de surface de l'eau est inférieure à 25 °C, Microcystis aeruginosa lorsqu'elle est supérieure à 25°C. Le dinoflagellé Ceratium hirundinella constitue l'espèce dominante en fin d'automne lorsque la colonne d'eau est mélangée, l'intensité lumineuse est faible et la température de l'eau d'environ 19 °C. Contrairement aux températures de surface élevées, supérieures à 26 °C, auxquelles prolifère A. ovalisporum dans les autres lacs, une prolifération d'A. ovalisporum survient en octobre 2012 dans la retenue de Karaoun, à une température de l'eau de 22 °C et alors que la stratification thermique est faible. La cylindrospermopsine (CYN), une cyanotoxines, a été détectée dans la retenue de Karaoun, même en l'absence d'A. ovalisporum, seule espèce qui la produit identifiée dans la retenue. La CYN atteint une concentration de 1,7 µg/L, supérieure à la valeur guide pour l'eau potable de 1 µg/L (Organisation Mondiale de la Santé). Une configuration simple de Dyresm-Caedym a permis de simuler avec succès la croissance et la succession des cyanobactéries A. ovalisporum et M. aeruginosa. Le modèle réalise de bonnes performances pour la simulation du niveau de l'eau du réservoir (RMSE <1 m pour une variation annuelle de 25 m), des profils de température de la colonne d'eau (RMSE <1 °C pour des variations annuelles comprises entre 13 et 28 °C) et de la biomasse des cyanobactéries (RMSE <48 µg/L équivalent chlorophylle-a, concentration entre 0 et 206 µg/L). A l'échelle locale, cette thèse est importante pour les autorités de gestion des eaux libanaises qui visent à utiliser ce réservoir pour production d'eau potable. Il a également permis de mieux comprendre les processus et les mécanismes qui contrôlent la prolifération de cyanobactéries. L'application de configurations de modèles simples avec procédés principaux pourrait être transposée sur d'autres réservoirs eutrophies / AbstractMany reservoirs throughout the world suffer from eutrophication. This worldwide problem increases phytoplankton biomass in reservoirs and impairs their uses. Understanding the mechanisms and processes that control cyanobacterial blooms are of great concern. Ecosystem models enable us to simulate, analyze and understand ecological processes in lakes and reservoirs. Except for Lake Kinneret, the phytoplankton community and ecological model application are poorly documented in the Middle East. Karaoun Reservoir, the largest water body in Lebanon, was built for irrigation and hydropower production. There is a great interest in the water quality of this reservoir as it will be used to supply the capital Beirut with drinking water. The objectives of this thesis are to: 1) design and implement a physico-chemical and reinforced biological monitoring in Karaoun reservoir, 2) understand the physico-chemical determinants of cyanobacterial blooms in Karaoun reservoir, and 3) calibrate a deterministic model that can be used to predict cyanobacteria biomass. Sampling campaigns were conducted semi-monthly between May 2012 and August 2013 to assess the trophic state and the biodiversity and dynamics of its phytoplankton community in response to changes in environmental conditions. These campaign measurements were then used to calibrate (summer and autumn 2012) and validate (spring and summer 2013) a one dimensional hydrodynamic-ecological model on Karaoun Reservoir. Our results show that : Karaoun Reservoir strongly stratifies between May and August was found eutrophic with low biodiversity, only 30 phytoplankton species in 2012-2013 study period. Thermal stratification established in spring reduced the growth of diatoms and resulted in their replacement by mobile green algae species during high nutrients availability and water temperatures lower than 22 °C. Water temperature higher than 25 °C favours cyanobacterium Microcystis aeruginosa that displaces Aphanizomenon ovalisporum in summer. Dinoflagellate Ceratium hirundinella dominated in mixed conditions, at low light intensity in late autumn at 19 °C. Unlike the high temperatures, above 26 °C, which is associated with blooms of Aphanizomenon ovalisporum in Lakes Kinneret (Israel), Lisimachia and Trichonis (Greece) and Arcos Reservoir (Spain), Aphanizomenon ovalisporum in Karaoun Reservoir bloomed in October 2012 when water temperature was 22°C and the reservoir was weakly stratified. The field growth conditions of Aphanizomenon ovalisporum in this study revealed that it can bloom at subsurface water temperature 22 °C increasing the risk of its development and expansion in European lakes. Cylindrospermopsin, a fatal toxin, was detected in almost all samples even when Aphanizomenon ovalisporum was not detected. It reached a concentration of 1.7 µg/L, higher than the drinking water guideline value of 1 µg/L of the World Health Organization. The toxin vertical profiles suggest its possible degradation or sedimentation resulting in its disappearance from water column. A simple configuration of the one-dimensional hydrodynamic-ecological model Dyresm-Caedym successfully simulated the growth and succession of the cyanobacteria Aphanizomenon ovalisporum and Microcystis aeruginosa. The model showed a good performance in simulating the water level (RMSE < 1 m, annual variation of 25 m), water temperature profiles (RMSE < 1.1 °C, range 13-28 °C) and cyanobacteria biomass (RMSE < 57 µg L-1 equivalent chlorophyll a, range 0-206 µg L-1).On the local scale, this thesis provides important background data for the Lebanese water management authorities who aim to use this reservoir for drinking water production. It also increases the understanding of processes and mechanisms that control cyanobacterial blooms. The application of simple model configurations with few major processes can be transposed on other eutrophic lakes and reservoirs

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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The implementation of Nationally Determined Contributions (NDC) in 2020 has coincided with the outbreak of COVID-19. Recovery paths taken to deal with the economic consequences of the pandemic can be either an opportunity to foster a sustainable growth or a return to business-as-usual model. Assuming that national budgets define the economic strategy of governments, this thesis addresses the relationship between mitigation pledges outlined in NDCs and mitigation-related expenditure in Chile, Peru and Colombia pre- and during the COVID-19 pandemic. A deductive thematic analysis of NDCs is used to identify the prioritized mitigation sectors and to allow for a refined focus in the analysis of the relevant mitigation-related expenses for each case country. Budgets of 2020 and 2021 are compared and discussed in the light of previous research. Results show different levels of climate ambition but common prioritised sectors (energy, land-use, and industry). Regarding Peru, the budgets indicate a higher mitigation ambition than their NDC by including expenditure in areas that are not mentioned in the NDC. Contrary, Colombia and Chile have detailed NDCs that cover more aspects than indicated through their government expenditure. Generally, energy and industry expenditure misalign with the NDC pledges, due to the increase of expenses on national fossil fuels resources in 2021. Land-use mitigation expenditure, linked to forestry and agriculture, have increased in Chile and Peru but are hardly represented in Colombia. Thus, the thesis outlines early misalignments of mitigation targets with government expenditure and differences in accountability and transparency that could challenge the monitoring of progress towards the achievement of the pledges.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / L’objectif de ce mémoire de maîtrise est de dresser un portrait complet des apports actuels et historiques de phosphore au lac Nairne afin de permettre aux acteurs locaux de poser des actions ciblées et efficaces en vue de l’amélioration de la qualité de l’eau du lac. La charge interne, qui représente le tiers de la charge annuelle totale de phosphore du lac Nairne, a été quantifiée. Puis, l’évolution de la charge externe a été estimée. La modélisation a démontré que la masse de phosphore exportée vers le lac Nairne a diminué de 55 % depuis 1950, mais qu’elle est toujours bien au-dessus de la charge naturelle. Pour améliorer cette situation, des pistes de solutions sont proposées. Cette étude permet de mieux comprendre l’impact de l’occupation du territoire sur la qualité de l’eau des lacs. De plus, la méthodologie détaillée pourra être appliquée sur des bassins qui rencontrent des problématiques semblables. / This master’s thesis aims to provide a comprehensive picture of current and historical phosphorus inputs to Lake Nairne to allow local stakeholders to target their actions to achieve lake restoration. The internal load, which represents one-third of the total annual phosphorus load has been estimated. Inputs from the watershed were also estimated using a mass-balance model. The results show that the external phosphorus load has declined by 55 % since 1950, but is still well above the natural load. To improve this situation, possible solutions are proposed in the last section. This study provides a better understanding of the impact of land use evolution on lake water quality. In addition, the methods can be applied to other watersheds facing similar problems in order to improve sustainable lake restoration.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / Les sédiments lacustres constituent un véritable registre des changements environnementaux et des catastrophes naturelles du passé. Une étude récente a révélé la présence d'une importante accumulation (> 40 m) de sédiments quaternaires dans le lac Jacques-Cartier (Lajeunesse et al, 2008). Cette importante séquence sédimentaire peut nous fournir de nouvelles informations sur les changements environnementaux quaternaires ainsi que sur l'histoire de la sismicité holocène dans un secteur clé situé à proximité de la Zone sismique de Charlevoix-Kamouraska et entre deux grandes moraines frontales déposées lors du Dryas récent, soit les systèmes de St-Narcisse et de Mars-Batiscan. Cette étude vise donc à reconstituer l'évolution paléo-environnementale du lac Jacques-Cartier et de sa région à partir de l'analyse des formes et des sédiments subaquatiques. Des levés à l'échosondeur multifaisceaux et au profileur acoustique de sous-surface ont été réalisés afin de définir le cadre stratigraphique des dépôts quaternaires subaquatiques et d'identifier les diverses perturbations ayant affecté la sédimentation dans le lac au Quaternaire. Des carottes de sédiments ont également été prélevées afin d'analyser les propriétés physiques des sédiments et d'effectuer des datations au radiocarbone. Les résultats de cette étude ont révélé la présence de sédiments datés à -35 000 cal. BP et, par conséquent, que le lac était libre de glace lors de l'interstade du Wisconsinien moyen (Stade isotopique marin 3). Des sédiments glaciolacustres démontrent également une stabilisation du front glaciaire au nord du lac à la fin de la glaciation. Des couches d'hyperpycnites associées à des crues témoignent d'un apport sédimentaire dynamique et important vers ~5 000 cal. BP. Enfin, trois mécanismes déclencheurs ont été identifiés pour expliquer la récurrence des mouvements de masse subaquatiques, soit la paléosismicité de la Zone sismique de Charlevoix- Kamouraska, une surcharge sédimentaire occasionnée par des crues et la construction de la route 175 en bordure du lac.

En raison de rejets agricoles et urbains, le lac Saint-Augustin (Québec) s’est enrichi en phosphore ([Ptot] = 60-120 µg/L), de sorte que ce lac est actuellement eutrophe. La source principale de phosphore étant ses sédiments, deux techniques de gestion des sédiments contaminés ont été évaluées lors d’essais in situ en plateforme flottante dans des enclos : le dragage hydraulique (par succion) et le dragage mécanique (par benne preneuse). Trois procédés de séparation de phases solide-liquide ont été également évalués sur les sédiments dragués : la décantation, la coagulation-filtration et la clarification par hydrocyclone. Le dragage hydraulique a permis d’atténuer l’apport de phosphore par les sédiments, contrairement au dragage mécanique, ce dernier ayant causé la remise en suspension des sédiments. La coagulation-filtration et la décantation ont permis d’obtenir une phase liquide plus limpide que l’eau du lac, avec une très faible teneur en phosphore, [Psoluble] &lt; 10 µg/L. / Because of urban and agricultural pollution, Saint-Augustin Lake (Quebec) is in a eutrophic state, with high content of phosphorus ([Ptot] = 60-120 µg/L). As its sediments are the main source of phosphorus, two techniques of contaminated sediment management were assessed during in situ experiment on a floating platform with enclosures: hydraulic dredging (by pumping) and mechanical dredging (with a clamshell bucket). Three techniques of solid-liquid separation were also assessed on the dredged sediment: decantation, coagulation-filtration and separation by hydrocyclone. The hydraulic dredging managed to limit the phosphorus release from the sediment, not like the mechanical dredging that also caused a resuspension of sediment. The coagulation-filtration and the decantation enabled to obtain a liquid phase clearer than lake water with a very low content in phosphorus, [Psoluble] &lt; 10 µg/L.

La qualité médiocre de l'eau du lac Saint-Augustin dans la région métropolitaine de Québec limite les activités récréo-touristiques depuis quelques années. L'eutrophisation et l'appariation d'algues de type cyanobactéries sont les conséquences d'un enrichissement en nutriment depuis 1940. La construction d'axes routiers en périphérie du lac dont l'autoroute Félix-Leclerc a capitalisé le développement urbain dans le bassin-versant. La présence de contaminants tels que les éléments traces métalliques (ETM) (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb et Zn) et le phosphore sont suspectés dans les sédiments du lac Saint-Augustin. L'étude de caractérisation des sédiments a établi que les concentrations totales en ETM et en phosphore dépassent les seuils des critères de qualité existants. Les conditions physico-chimiques à l'interface eau-sédiments favorisent une rétention des composés, mais l'instabilité du potentiel d'oxydo-réduction remet en doute cette capacité de rétention. La spéciation chimique des ETM et du phosphore a révélé qu'une proportion de la concentration totale de ces contaminants est pressentie dans la participation d'échanges entre les sédiments et le biote, parce qu'elle est étroitement reliée à la disponibilité environnementale de ces contaminants. Les tests toxicologiques pour l'eau interstitielle mettent en relation le phosphore disponible et l'assimilation de celui-ci par l'algue. Les réponses d'inhibition des végétaux (algue et orge) révèlent un potentiel de toxicité des sédiments, toutefois les ETM contenus dans la matrice ne peuvent être associée directement à cette toxicité dans la présente étude. Les conditions favorisant le relargage du phosphore ne sont pas définies clairement à l'intérieur du cadre de l'étude. Un pH basique et un faible potentiel d'oxydo-réduction sont pressentis comme facteurs favorisant le transfert du phosphore vers la colonne d'eau. Quant aux ETM, les conditions acides et aérobies ont provoqué des relargages plus important du fer, du manganèse et du zinc. Au terme de cette étude, les démarches d'analyses physique, chimiques et d'écotoxicité sont intégrées dans le but de proposer une approche d'évaluation de la biodisponibilité des ETM présents dans les sédiments. Cette démarche est inspirée de cadres existants et constitue une amorce pour catégoriser le risque inhérent à la présence de composés toxiques dans un réservoir actifs comme les sédiments.

Les milieux naturels québécois subissent des pressions qui conduisent à leur détérioration. Les activités humaines figurent aux premiers rangs des facteurs responsables de cette détérioration. C'est le cas notamment du lac Saint-Pierre qui a vu son écosystème se détériorer du fait notamment des résidus toxiques en provenance de l'activité agricole pratiquée sur ses berges entraînant en 2012 l'imposition d'un moratoire interdisant la pêche commerciale. Des espèces de poissons comme la perchaude qui constituait l'une des principales ressources de la pêche y sont menacées d'extinction. Les études menées à la fin de la période moratoire initiale de 5 ans ne montraient pas de différence dans le rythme de disparition de ces espèces. La présente étude vise à déterminer le consentement à payer par la population québécoise pour l'amélioration des pratiques culturales en vue d'améliorer l'état des biens écosystémiques produits par ce milieu. Elle recourt à la méthode des choix expérimentaux qui consiste à représenter les conséquences des pratiques évaluées sous la forme d'un composé d'attributs dont leur évolution correspondrait à un état probable du milieu. Cette méthode offre l'avantage de faciliter la description de pratiques culturales et de proposer des scénarios d'amélioration au choix aux répondants. Trois niveaux d'amélioration -pratiques- ont été proposés à 1500 répondants associés chacun à des niveaux de prix croissants. Le premier niveau d'amélioration consistait à semer des cultures de couverture sur les abords du lac afin de réduire la quantité de résidus qui se déverserait dans l'eau sous l'effet de l'érosion. Le second niveau d'amélioration consistait à ajouter aux cultures de couverture, l'aménagement de zones tampons. Le troisième niveau qui consistait à ajouter à ces options la possibilité de convertir une partie de l'espace en forêt ou en friche suscitait le moins d'intérêt. Le Consentement à payer moyen par individu interrogé est de 275,03 CAD pour le niveau 1 ; 553,98 CAD, pour le niveau 2 et 756,83 CAD pour le troisième. L'analyse des résultats montre que les facteurs qui semblent influencer la valeur des CAP obtenus sont le degré de certitude des répondants, la notion de conséquence et la sensibilité de ceux-ci aux questions environnementales. En effet, les répondants qui affirmaient que leur participation au questionnaire influencerait la gestion du Lac, de même que ceux qui s'estimaient sûrs de pourvoir à la provision déclarée et ceux qui avaient un fort intérêt pour le bien-être des milieux naturels avaient des CAP supérieurs à autres.