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

L’analyse des données bathymétriques à haute résolution et des profils acoustiques de sous-surface, obtenus lors de campagnes de terrain aux étés 2014 et 2016 au réservoir Manicouagan, a permis l’identification de plusieurs formes et processus sédimentaires sur les pentes et le plancher lacustre de l’ancien lac Manicouagan. L’analyse géomorphologique qui en découle a pour objectif de mieux comprendre l’évolution de la dynamique sédimentaire du bassin depuis la déglaciation. Avec une profondeur maximale de 322 m, il s’agissait du lac le plus profond connu à ce jour à l’est des Grands Lacs, avant l’ennoiement par le réservoir Manicouagan, dont la profondeur maximale se chiffre maintenant à 452 m. Le lac Manicouagan se divise en trois secteurs : Un secteur nord, au plancher très plat et aux pentes abruptes incisées de chenaux. Un secteur central, où se trouvent les bassins les plus profonds. Un secteur sud, au plancher lacustre chaotique et aux pentes plus douces, hôtes d’importants systèmes de ravins. Avant l’ennoiement, les apports sédimentaires vers le plancher lacustre étaient dominés par l’apport fluviatile des principaux affluents, à travers leurs deltas, de même que par les courants gravitaires à l’origine des ravins et chenaux. La mise en eau du réservoir a entrainé une augmentation de l’importance des mouvements de masse dans l’apport sédimentaire vers les bassins profonds, tout en éliminant l’apport des affluents, dont les sédiments se déposent désormais sur les plateaux et sur les rives du réservoir Manicouagan. / Analysis of high resolution bathymetric data and acoustic sub-bottom profiles acquired during the summers of 2014 and 2016 in the Manicouagan reservoir allowed the identification of numerous forms and sedimentary processes on the slopes and lake floor of former Lake Manicouagan. The following geomorphological analysis aims at better understanding the basin’s sedimentary dynamics following the deglaciation. Reaching 322 m deep, Lake Manicouagan was the deepest know lake east of the Great Lakes, before the flooding of the Manicouagan reservoir, whose depth now reaches 452 m. Lake Manicouagan can be divided into three areas: The north area, with a flat lake floor and steep slopes eroded by channels. The central area, where the deepest basins can be found. The south area, with an hummocky lake floor and gentler slopes, eroded by large gully systems. Before the flooding, sedimentary supply to the lake floor was dominated by river sources, through their deltas, and by gravity currents, causing the erosion of channels and gullies. The flooding of the reservoir caused a rise in the importance of mass movements in sedimentary transport to the lake floor, while eliminating river imput transport to the deep basins. The river sediments are now mostly deposited on the shelves and shores of the Manicouagan reservoir.

La modélisation de dépôts fluviatiles à l'échelle du réservoir pétrolier est fréquemment réalisée à l'aide de simulations stochastiques. Ces méthodes sont opérationnelles et éprouvées mais manquent souvent de réalisme. Elles visent à reproduire une certaine hétérogénéité de faciès sans intégrer les processus gouvernant la sédimentation. Cependant, dans les dernières décennies, de nouveaux modèles déterministes d'évolution des systèmes fluviaux méandriformes ont été élaborés et validés sur des périodes de temps historiques. L'objectif de ce travail est alors de combiner méthodes stochastiques et déterministes à l'échelle des temps géologiques pour simuler la formation de réservoirs pétroliers chenalisés. A partir des équations de l'hydraulique fluviale, un modèle d'évolution spatiale est proposé pour un chenal méandriforme de largeur constante assimilé à sa ligne médiane. L'ossature ainsi obtenue est habillée avec un modèle de faciès simulant les différents dépôts. Leur mise en place se fait en retenant des modèles physiques ou descriptifs simples qui prennent en compte les conditions hydrauliques dans le chenal, la topographie de la plaine d'inondation et intègrent une composante stochastique. Il est ainsi possible de modéliser des architectures variées exprimant la réponse du système fluvial à un nombre restreint de paramètres clés. Les courbes de proportions verticales permettent d'étudier l'influence de plusieurs paramètres du modèle. Ces paramètres déterminés, la migration du chenal est contrainte par l'érodabilité de la rive qui corrige la migration prévue par les modèles d'écoulements à l'intérieur du chenal. L'utilisation de ce paramètre, sous forme de cartes obtenues par simulation conditionnelle, est simple à mettre en oeuvre et permet de définir des zones de migration préférentielle du chenal. Enfin, le conditionnement aux puits est réalisé à partir de simulations spatio-temporelles de l'érodabilité le long du chenal. Les simulations obtenues sont réalistes, rapides, diversifiées et mettent en évidence la distribution spatiale des corps réservoirs. Les dépôts simulés sont génétiquement liés: leur reconstruction chronologique est possible et cohérente.

Pas de résumé français / Each Bartonella species appears to be highly adapted to one or a limited number of reservoir hosts, in which it establishes a long-lasting intraerythrocytic bacteremia as the hallmark of infection. Although the course of Bartonella infection has been precisely described, the molecular mechanisms of host specific erythrocyte infection and the stages of precedent the arrival in the bloodstream are poorly understood. In this thesis we purposed to identify the mechanisms of erythrocyte infection by Bartonella and characterize the possible locations of Bartonella during the days before the intraerythrocytic stage.By the establishment of an in vitro model of adhesion and invasion of erythrocytes by Bartonella spp., we demonstrated that host specificity was determined by the interaction between bacteria and erythrocytes. By screening signature-tagged mutagenesis (STM) library of B. birtlesii in vivo and in vitro and ectopic expression, we revealed that type IV Trw locus was required for host-restricted adhesion to erythrocytes in a wide range of mammals. After that, we further characterized that only TrwJ1 and TrwJ2 were expressed and present on the surface of the bacteria and had the ability to bind to mouse erythrocytes, and the receptor of them was erythrocyte band3 by different technology (phage display, electron microscopy, far western blot and adherence and invasion inhibition assay). By the model of experimental infection of laboratory normal Balb/C mice and splenectomized mice with B. birtlesii, we showed that during the first 7 days, no bacteria were recovered from lymph nodes, bone marrow and brain, but in the spleen, transient in the liver, And bacteremia was the same in both infection models during the first 7 days, thereafter, bacteremia was 10 fold higher in splenectomized mice than in normal mice and lasted 2 weeks longer. This suggested that the spleen was able to retain Bartonella.In conclusion, the host specific adhesion between Bartonella and erythrocyte was mediated by Trw and erythrocytic band 3, and spleen had a role in retention Bartonella.

Des études fondées sur l’expérimentation et le retour d’expérience ont montré que les techniques alternatives en assainissement pluvial pouvaient constituer de bons systèmes de dépollution selon leur fonction et leurs caractéristiques.La capacité de dépollution de ces techniques peut entraîner cependant des conséquences susceptibles de menacer la durabilité de la structure. Afin de garantir leur durée de vie et de maintenir leur capacité de stockage et de dépollution, un dispositif de prétraitement par filtration des eaux pluviales a été développé. Il repose sur des principes de simplicité de mise en œuvre et d’entretien, et consiste en une bouche d’injection dérivée d’un modèle commercial de bouche d’égout à décantation équipée d’un filtre amovible.L’objectif de cette thèse est d’étudier en détail le fonctionnement du dispositif et de quantifier son efficacité en termes de dépollution des eaux pluviales ainsi que sa capacité hydraulique. Elle consiste en des expérimentations en laboratoire sur maquette, des expérimentations in situ, et de la modélisation numérique. En expérimentation sur maquette, nous avons testé premièrement le dispositif placé en amont d’une chaussée réservoir en simulant des séries d’événements pluviaux et des pollutions en MES. Les résultats ont montré une efficacité de coupure du filtre de l'ordre de 15 à 20 % pour la granulométrie étudiée (inférieure à 200 µm). Nous avons ensuite étudié le dispositif avec différents types de filtres vis à vis des MES et de l’huile de Colza en simulation d’un hydrocarbure.En expérimentation in situ, nous avons étudié le rendement de la bouche d’injection munie d’un filtre ADOPTA en conditions réelles sur trois sites expérimentaux, qui différent selon leur trafic, en établissant des bilans de pollution  « DCO, MES, HCT, Plomb, Zinc, Cuivre et Cadmium » en amont et en aval du dispositif. Les résultats ont montré un bon fonctionnement hydraulique du dispositif et un abaissement de la charge polluante en matières en suspension lors des pluies de faible intensité. Pour la modélisation numérique, nous avons utilisé un code de calcul commercial pour simuler l’écoulement et le transport solide dans la bouche d’injection sans filtre. / Studies based on experimentation have shown that Best Management Practices (BMP) (alternative techniques) in urban storm drainage represent an efficient way to retain pollution according to their functions and characteristics. But the pollution retention capacity of these techniques (BMP) could cause harmful consequences for the structure. To ensure the durability of these techniques and keep their storage capacity and pollution retention capacity, a device for filtration of storm water was developed called “injection inlet”. This device is simple for implementation and maintenance; it is a commercial developed model of a catch pit equipped with a removable filterThe aims of this work are to study the pollution retention capacity of this device with its hydraulic capacity. The work is based on experimental study in laboratory and in site, in addition with numerical modelling.For the first experimental study, we work on a model in laboratory where the device is placed in the upstream of the reservoir structure. We simulate the storms and the Total Suspended Solids (TSS) injection. The results shown that the filter has a capacity to remove pollution between 15 and 20% for the particles whose size is smaller than 200 µm, and then we tested retention capacity of several types of filters towards TSS and hydrocarbons, and their hydraulic capacity.In three different sites presenting different traffic conditions, we studied the performance of the device (injection inlet or catch pit) with the filter ADOPTA in real conditions, by measurement of « COD, TSS, THC, Pb, Zn, Cd and Cu» in upstream and downstream of the device, The results have shown a good hydraulic capacity and a decrease of the pollution load of suspended solids with small rains. For numerical modeling, we used commercial software to simulate the flows and the sediment transport in device without filter.

Ce mémoire vise à reconsidérer la gestion des ressources en eau qui s'opère actuellement sur le bassin versant de la rivière Matawin à travers la gestion des volumes d'eau du réservoir Taureau. Celle-ci, malgré les conséquences écologiques et l'évolution du cadre législatif québécois sur la question de la gestion de l'eau n'a jamais fait l'objet d'une réévaluation. La création du réservoir Taureau en 1930, et dont l'objectif immédiat est de fournir pendant la saison hivernale des volumes d'eau aux centrales situées en aval sur la rivière Saint-Maurice afin de répondre à la demande énergétique, a fortement modifié le régime hydrologique de la rivière, se caractérisant par une inversion de son régime. De plus, depuis quelques années, les rives du réservoir connaissent un développement des infrastructures récrérotouristiques, transformant ainsi le lieu en un espace de plus en plus attrayant pour les villégiateurs et touristes. En ce sens, le maintien de l'objectif premier de production énergétique peut apparaître comme un facteur limitant pour le secteur récréotouristique et pour l'intégrité écologique du cours d'eau. Le développement des connaissances en sciences de l'eau et plus précisément l'importance fondamentale de la variabilité du régime hydrologique dans l'espace et dans le temps amène à porter un nouveau regard sur les cours d'eau et leur écologie. L'aménagement des bassins versants, par la création de réservoirs, modifie cette variabilité naturelle des écoulements et par conséquent altère, à des degrés divers, l'intégrité écologique des cours d'eau. Mais face à la popularité envers les questions environnementales, l'introduction de nouveaux outils comme la gestion intégrée par bassin versant propose une nouvelle approche de gestion de l'eau non plus basée sur une démarche unique et sectorielle, mais plutôt concertée et inclusive prenant en compte, selon des critères écosystémiques, les multiples utilisations des ressources en eau. Le concept du développement durable, de par sa définition, devrait ainsi remplir parfaitement ses objectifs. C'est dans ce contexte que certaines recommandations pourront être proposées; entre autres une remontée des niveaux d'eau du réservoir plus précoce en hiver ou encore de consacrer directement une partie de la crue printanière. Cela modifiant ainsi les principes de gestion tels qu'ils sont établis pour le moment. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Régime hydrologique, Bassin versant, Gestion intégrée, Barrage Taureau, Rivière Matawin.

Les réservoirs artificiels représentent environ 10% (en surface) de toutes les eaux continentales, cependant leur rôle dans les systèmes naturels demeure largement méconnu. Ceci est en partie dû au fait que ces systèmes sont difficilement classifiables; qu'ils soient temporaires ou permanents, naturels ou artificiels, ils peuvent ressembler aussi bien à des rivières qu'à des lacs et possèdent des gradients biophysicochimiques variés. Néanmoins, dans le contexte des changements climatiques, les études se multiplient afin d'élucider leur rôle possiblement important dans le transport et la transformation du carbone ainsi que dans les échanges avec le milieu terrestre et l'atmosphère. Ici nous présentons l'étude d'un jeune réservoir boréal au nord du Québec (Eastmain-l), en examinant deux aspects importants de ces processus biogéochimiques. La première unité est une évaluation des contributions relatives du benthos et de la colonne d'eau comme sources de dioxide de carbone (C02) dans le réservoir comparées à celles de 13 lacs boréaux naturels. Cette partie de l'étude conclue que la contribution du benthos est relativement constante entre les deux types de systèmes (23% dans les lacs, 26% dans le réservoir Eastmain-l) et que c'est la colonne d'eau qui est la source majeure de production de CO2 dans le réservoir Eastmain-I ainsi que dans lacs naturels. La deuxième partie de cette étude examine l'hétérogénéité du paysage inondé par Eastmain-l, et montre un lien direct entre le stockage de carbone d'un paysage avant inondation et la production de CO2 observés dans la colonne d'eau et provenant du benthos, ainsi que les fluX de CO2 vers l'atmosphère. Nous espérons que ces données pourront être utilisées pour mieux prédire les émissions de CO2 vers l'atmosphère suivant l'inondation d'un réservoir. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cyclage du carbone, changements climatiques, reservoirs hydroéléctriques, boréale, flux de CO2, métabolisme des lacs

Cette étude vise à développer des connaissances sur le comportement d’un réservoir d’hydrogène àhaute pression en composite bobiné (fibre de carbone et résine époxy) soumis à des chocs en service, c'est-àdireà étudier les endommagements générés ainsi que leur évolution et leurs conséquences en service. Dansun premier temps, une étude micrographique sur les réservoirs impactés à des niveaux d’énergiecaractéristiques des chocs habituels de manutention a été réalisée afin d’observer les configurationsd’endommagement induites. Par la suite, différentes techniques d’impact sont comparées pour sélectionnercelle permettant de reproduire ces endommagements représentatifs des chocs subis par les réservoirs sur deséprouvettes prélevées dans des cylindres bobinés. Ces échantillons sont testés en traction monotone afin dequantifier l’abattement des propriétés mécaniques induites par l’endommagement. Puis, une approche demodélisation de l’évolution des dommages d’impact a été développée. Dans un souci de ménager le caractèreopérationnel de l’approche, elle est construite à partir d’outils simples permettant de traduire l’effet de lafissuration matricielle, de la rupture des fibres et du délaminage. Pour décrire la ruine de la structure, uneapproche de type « analyse progressive de la rupture » a été utilisée. Une fois validé sur éprouvette, lemodèle est appliqué au comportement de réservoirs complets afin d’estimer la tolérance aux dommages et deprévoir la diminution de pression d’éclatement provoquée par les chocs. / This study aims to develop knowledge about the behavior of a wound composite high-pressurehydrogen tank subjected to impact in service, that is to say, to study the damage generated and their evolutionand their consequences in service. At first, a micrographic study of reservoirs impacted at energy levelscharacteristic of common in-service shocks is performed to observe damage induced configurations.Thereafter, various impact techniques are compared to select the one able to reproduce this representativedamage on specimens cut from wound composite cylinders. These samples are tested under monotonictension to quantify the reduction of the mechanical properties induced by damage. Then, a model for theevolution of impact damage is developed. In order to maintain the operational nature of the approach, it isbuilt from simple tools to capture the effect of matrix cracking, fiber breakage and delamination. To describethe collapse of the structure, a "progressive failure analysis" is used. Once validated on specimens, the modelis applied to the behavior of wound composite tanks to estimate damage tolerance and predict the burstpressure decrease caused by shocks.

Cette étude porte sur l’utilisation des outils de la géostatistique pour évaluer l’importance des phénomènes de sédimentation dans le barrage Akdarya en Ouzbékistan. Les analyses de variogrammes et les techniques d’interpolation par krigeage ont permis de générer des données dans les zones non échantillonnées du barrage. A l’aide des données de terrain complétées par les données produites par les outils géostatistiques, de nouvelles cartes bathymétriques du barrage ont été générées et ont permis de calculer de façon précise l’évolution du volume d’eau stocké en fonction du taux de sédimentation. / Sedimentation processes in man-made water reservoirs reduce their main asset: the volume storage capacity. This raises engineering, environmental and economic issues for the communities around the world and in particular for the areas affected by strong water deficit. Because of Uzbekistan’s arid climatic conditions and uneven spatial and temporal water resources distribution, responsive and innovative water availability assessment surveys of all major water reservoirs are required. Bathymetric survey is a traditional method that is carried out for the estimation of reservoir volumes and surface areas for the corresponding reservoir stages in order to assess the water availability. Volume and surface area differences derived from multiple surveys of a reservoir provide storage loss estimates over time due to sedimentation. However, two main factors such as intensive field data measurement and post data-processing often limit the frequency of these surveys. Alternatively, innovative depth measurement technologies coupled with contouring and surface mapping programs provide automated reservoir volume and surface area calculations. This significantly reduces time, work load and financial burdens for reservoir sedimentation projects. This study deals with the use of a geostatistical approach to assess the reservoir sedimentation in the Akdarya reservoir in Uzbekistan. Geostatistical approach includes (semi-) variogram analysis and interpolation (kriging and simulations (turning bands)) techniques predicting values at unsampled locations for generating digital bathymetric surface models of reservoir bottom conditions in order to calculate volume and surface area at given water elevation. Simulation enables to have range of reservoir volumes and surface areas with the same probability in comparison to the kriging and traditional methods. This gives a real estimation of the water resource availability for operators and managers to sustainably manage natural resources and hydraulic infrastructure.

Des études récentes démontrent que les périodes d’étiage des rivières du sud du Québec seront plus sévères et plus fréquentes en raison du réchauffement climatique attendu. Les municipalités s’approvisionnant en eau brute à même ces rivières devront s’adapter à cette nouvelle réalité. L’objectif de l’étude présentée est de déterminer le prélèvement ultime en eau brute qu’une ville peut effectuer en rivière sans compromettre l’intégrité du milieu naturel. Une étude d’impact en conditions de changements climatiques est effectuée et des mesures d’adaptation sont proposées pour assurer la viabilité à long terme du prélèvement à la prise d’eau. L’étude porte sur la prise d’eau de la ville de Bromont, située sur le tronçon centre de la rivière Yamaska. Une approche de soutien d’étiage en utilisant le lac Brome est retenue. Le modèle hydrologique SWAT est utilisé pour reconstituer les apports naturels sur le bassin versant. Il est également utilisé pour produire des séries de débits en période de référence et en période future pour sept projections climatiques. Un modèle de simulation maison est utilisé pour reproduire la gestion du barrage au lac Brome. Le débit prélevable est déterminé en utilisant quatre méthodes différentes pour le calcul des débits réservés écologiques. Les résultats démontrent que la ville de Bromont est en mesure de prélever de l’eau jusqu’à la quantité permise par son certificat d’autorisation sans avoir d’impact sur l’intégrité du milieu naturel uniquement pour une des quatre méthodes de détermination du débit réservé écologique et ce uniquement au printemps, à l’été et à l’automne. Avec les changements climatiques, le prélèvement jusqu’à la valeur autorisée engendre le non-respect des débits réservés écologiques pour toutes les méthodes. Finalement, les méthodes d’adaptation sont en mesure de pallier l’impact des changements climatiques et de permettre un prélèvement équivalent à celui prévu au certificat d’autorisation de la ville.