202 - Environnement

Plusieurs communautés côtières du Nouveau-Brunswick sont déjà aux prises avec des impacts liés aux inondations et à l’érosion des côtes. Notre recherche s’inscrit dans un contexte d’adaptation au changement climatique et des actions de la gouvernance locale appropriées sur le littoral acadien du N.-B. Il s’agit d’une étude de cas dans trois (3) territoires interdépendants, reliés par le partage du bassin versant de la rivière Cocagne de  à savoir : Cocagne, Grande-Digue et Dundas (ou Notre-Dame). Elle s’intéresse à l’organisation du territoire, c’est-à-dire que nous voulons  comprendre comment les territoires locaux s’organisent, participent et se mettent en réseau pour faire face aux défis d’adaptations au changement climatique.Nous avons comme objectif non seulement de comprendre le processus de mobilisation en vue de renforcer  la résilience et la capacité d’adaptation aux changements climatiques des communautés côtières dans une démarche de recherche action-participative. Mais aussi nous voulons comprendre les facteurs qui permettent à ces collectivités de se mobiliser afin de réduire leur vulnérabilité face aux impacts du changement climatique en territoire côtier.Cette étude est basée sur la méthodologie de la recherche-action  participative qui consiste à un partenariat entre le chercheur et  les acteurs sociaux (le groupe de développement durable des pays de Cocagne) dans la résolution des problèmes.

En montagne, la ligne pluie-neige est la région qui délimite la neige à haute altitude et la pluie à basse altitude. La phase de la précipitation a un impact majeur sur la ressource en eau, surtout au printemps, comme lors de l’inondation de Calgary en 2013. La fonte de la neige qui tombe amène un refroidissement de l’environnement qui déplace la ligne pluie-neige vers le bas et peut amener une inversion de l’écoulement du vent dans une vallée. La présente étude cherche à déterminer si la ligne pluie-neige se retrouve à 0 °C sur la pente est des Rocheuses canadiennes ainsi que l’importance de la sublimation et de l’accrétion sur les conditions météorologiques. Des simulations numériques sont utilisées pour étudier des transitions pluie-neige observées lors d’une campagne de terrain au printemps 2015 dans la vallée de Kananaskis en Alberta. Cette région est associée avec des conditions atmosphériques relativement sèches à cause de l’effet du Chinook, un vent chaud et sec qui descend la pente est des montagnes Rocheuses. Les résultats préliminaires démontrent que la sublimation de la neige a un plus grand impact sur la tendance de la température et la direction du vent, comparée à la fonte de la neige par exemple. Il est aussi démontré que la ligne pluie-neige se retrouve parfois à des températures supérieures à 0 °C dans cette région. Cette étude contribuera à mieux comprendre les processus physiques pouvant mener à des épisodes météorologiques extrêmes en terrain montagneux.

Dans le cadre des activités financées par le programme SERVIR de la NASA, le présent projet vise à l’amélioration des connaissances et des capacités techniques pour faire le suivi des émissions provenant du déboisement en Afrique Austral et de l’Est en fournissant de l’information pertinente à la prise de décision dans le domaine de la gestion des forêts et du territoire. Le projet comporte trois objectifs principaux : 1) établir une ligne de base d’émissions et d’absorptions des gaz à effet de serre provenant du déboisement en utilisant des données historiques et actualisées ; 2) fournir des options de conservation maximisant la protection de la biodiversité et du carbone forestier; 3) renforcer les capacités dans l’utilisation de modèles et de données permettant le suivi des forêts.  Une composante importante de ce travail est d’établir une comptabilité des émissions et absorptions  provenant du changement d’usage du sol. En collaboration avec le gouvernement de la Zambie, les inventaires forestiers nationaux et les cartes de changement d’usage du sol sont utilisés pour réaliser la comptabilité du carbone en prenant en compte l’incertitude afin de mieux cibler la collecte de données  et améliorer l’exactitude des estimées. Les résultats montrent une grande incertitude autour des estimées de déboisement en forêt de Miombo, un type forestier dominant dans la région, montrant la nécessité de développer un système de surveillance des forêts localement adapté.

Les tourbillons baroclines à sous-mésoéchelle en équilibre cyclostrophique ont été étudiés dans le fjord du Saguenay en utilisant des données de mouillage, un échantillonnage par bateau et des images prises à partir de la rive, obtenues en 2013 et 2015. Le cisaillement entre le fort courant de jusant et l'obstacle bathymétrique d'un cap dans le fjord crée un front en aval du cap, qui à son tour génère des vortex de quelques centaines de mètres de diamètre. Des mesures par ADCP, échosondeur et sonde CTD ont été faites en transects à travers le front afin de comprendre la génération des tourbillons. Le premier vortex observé avait un rayon de ~175 m, une vitesse de rotation maximale de 0,3 m/s, et était emprisonné au-dessus de la pycnocline. Les courants de surface horizontaux ont été déterminés en utilisant la vélocimétrie par images de particules (PIV) appliquées à une succession d’images géoréférencées. Il a été constaté que, sous certaines conditions, les patrons de surface de l’eau peuvent fournir des informations assez claires pour quantifier le champ de courants et son évolution au fil du temps. À partir de ces observations, le champ de vorticité ainsi que la vitesse de déformation horizontale peuvent être calculés. Ces résultats, bien que préliminaires, sont prometteurs pour étudier la diffusion turbulente horizontale dans les eaux côtières, ainsi que leur paramétrage dans l'océan.

La pollution des milieux aquatiques par les nitrates constitue un problème qui touche autant les eaux souterraines (ex. : nappes phréatiques, puits) que les eaux de surface (ex. : lacs, rivières, lagunes). L'utilisation massive d'engrais artificiels a entraîné la dispersion de grandes quantités d’azote dans les eaux souterraines et de surface, en plus des rejets industriels et urbains riches en composés azotés. Les concentrations importantes en nitrates sont à l’origine du phénomène de l’eutrophisation des lacs, rivières et même des mers. Une forte concentration de nitrates dans l'eau peut provoquer une méthémoglobinémie ou « syndrome du bébé bleu ». Dans cette perspective, le présent projet de recherche vise à développer une méthode d’enlèvement intensif des nitrates pour répondre aux besoins en matière d’épuration des eaux usées et d’enlèvement des nitrates. Les processus électrochimiques permettent la réduction des nitrates par leur transformation en deux produits non nocifs à savoir l’azote gazeux  et l’oxygène. L’étude vise à évaluer l’efficacité de la réduction des nitrates dans l’eau contaminée par des nitrates en ajoutant l’un des trois groupes d’agents promoteurs de réaction électrochimiques (ou une combinaison de ceux-ci), soit des sels (,, ,), des acides ((, , ,  ) et des argiles (bentonite, illite, kaolin ). La présentation illustrera les résultats d’une recherche en cours en s’appuyant sur des essais effectuées à l’aide d’un montage pilote de laboratoire.

Bien que les activités portuaires contribuent à la toxicité des sédiments aquatiques, peu d’études s’intéressent à la toxicité des sédiments des petits ports saisonniers, pourtant nombreux en Atlantique. La toxicité aiguë des sédiments de la baie de Shippagan et de son port a été évaluée pendant l’été 2014 à l’aide de bioessais sur des amphipodes selon une méthode de référence d’Environnement Canada. Étant donné la présence de contaminants dans les sédiments du port de Shippagan (dibenzo(a,h)anthracène, fluoranthène, etc.) à des concentrations supérieures au niveau d’effet probable du CCME, nous nous attendions à ce que la toxicité soit maximale au port et décroisse en fonction de la distance (0 à 1670 m). Contrairement à notre attente, le pourcentage moyen de mortalité observé au port (8%) et aux autres sites (7 à 11%) n’était pas significativement différent de celui du site témoin (3%, F_5,24=1,33, p=0,29). Les tendances indiquent même que la mortalité serait plus élevée de part et d’autre du port, où sont déversés les égouts pluviaux ou les effluents de l’usine de traitement des eaux usées. Les résultats suggèrent également que la présence d’un chenal pourrait agir comme barrière à la dispersion de la toxicité entre deux rives opposées. D’autres études seront nécessaires pour vérifier si la toxicité des sédiments portuaires varie selon la profondeur et donc selon l’ancienneté de la contamination.

Les sols de buttes de tir à l’arme légère sont très contaminés par du Pb,  Sb, Cu et Zn. Un procédé de lixiviation acide et saline a été appliqué, pour traiter la fraction fine des sols provenant de deux buttes de tir. D'après les résultats obtenus, la LC  en présence de H₂SO₄ et de NaCl s’est avérée très efficace pour l'élimination des métaux. Des essais ont été effectués à 25°C pour traiter 2 kg de sol, avec une densité de pulpe fixée à 10%. Le procédé de décontamination consiste en trois étapes de lixiviation (0,125 M de H₂SO₄ + 4 M NaCl, t=1 h) suivies d'un rinçage à l'eau. Des rendements d'élimination de 93%, 97%, 89% et 70% ont été obtenus pour le Cu, le Pb, le Sb et le Zn, respectivement pour le sol Batoche. Plus de 85% du Cu, 96% du Pb, 59% du Sb et 49% du Zn ont été enlevés du sol Normandie. Ces métaux (Cu, Pb, Sb et Zn) ont été concentrés dans les lixiviats. Le traitement des lixiviats par précipitation-coagulation à pH 9 a permis d’éliminer près de 99% du Cu, 99,9% du Pb, 95% du Sb et 99,9% du Zn. Ces résultats mettent en évidence que le processus de LC développé à l'échelle pilote peut être utilisé avec succès en mode contre-courant sans affecter les performances du processus pour éliminer les métaux présents dans les sols contaminés. Le coût du procédé de décontamination développé est de 267 US$ t^-1, ce qui est compétitif par rapport aux modes de gestion actuels. Ces résultats encourageants favorisent l’application de ce processus à une échelle industrielle.

La laitue (Latuca sativa L.) est sensible aux carences en azote. Les pratiques actuelles de fertilisation dépassent largement la capacité du sol à retenir l’azote et contribuent à l’eutrophisation des eaux de surface. Des réponses de rendement de la laitue peuvent être calibrées contre les analyses de sol pour déterminer les apports d’engrais nécessaires selon les teneurs en éléments fertilisants disponibles dans le sol. Comme les données du sol sont de compositionnelles, un test de l’azote du sol STN peut être élaboré en utilisant des outils d'analyse compositionnelle. Le rapport logarithmique isométrique (ILR) est une technique de transformation qui équilibre la teneur du sol en C avec N et les autres composants calculées par différence comme une valeur de remplissage (Fv) afin de produire une distance de Mahalanobis (M²) comme STN. Notre objectif était de procéder à une méta-analyse des essais azotés pluriannuels et multi-sites sur la réponse de la laitue à l’ajout de N suivant un gradient de M², afin de développer un modèle de recommandation de N pour la laitue. Vingt-quatre essais de fertilisation azotée ont été menés de 2002 à 2006. Chaque culture a reçu quatre doses de N de zéro à 120-150 kg N ha^-1 appliquées avant le semis ou fractionnées. Trois classes de fertilité STN étaient délimitées par valeurs de M² de 1 et 5.5 jusqu'à 8.9. Le modèle de recommandation de N était quadratique, que la laitue soit ensemencée ou transplantée, avec une valeur de R² près de 1. 

La présence des produits pharmaceutiques et les produits de soin personnels font de plus en plus l’objet d’étude de leurs impacts sur l’écosystème. L’acétaminophène, l’analgésique le plus consommé au monde, a été détecté dans les eaux de surface selon des études récentes. Si les effets toxiques de l’acétaminophène à forte dose sont bien connus pour l’homme, les conséquences de sa présence sur l’environnement sont moins bien documentées. L’objectif de cette étude est de proposer un traitement en utilisant l’ozone dans un milieu basique pour favoriser la réaction radicalaire. Les expériences menées au laboratoire montrent qu’une dégradation de 95% de la molécule d'acétaminophène est observée après 30 min d’ozonation.Le suivi de la dégradation est fait par HPLC. D'autres tests sont effectués ensuite pour évaluer la toxicité de la solution résiduelle.    



La venue d'un projet de port pétrolier dans la Baie des Chaleurs, à Belledune au Nouveau-Brunswick, augmente les risques de déversement de pétrole au sein de cette dernière. Un grand nombre d'activités à revenu important pour la région s'y font. La contamination de la baie par le pétrole aurait alors un impact important sur l'écosystème et sur l'économie locale. Le projet cible les mariculteurs,qui cultivent dans la baie et qui ont la possibilité de retirer leur culture de l'eau si un déversement se produit. Mais pour cela, ils doivent prendre conscience des risques que cela présente (si ce n'est pas déjà fait), avoir accès à des données pertinentes sur les trajectoires possibles que pourraient prendre le pétrole dans l'eau selon les conditions météomarines ainsi que connaître le temps que peut prendre ce dernier pour atteindre la côte. Ces informations sont acquises à l'aide du déploiement de bouées dérivantes par la communauté locale au cours de l'été 2015. Les données provenant de la littérature et les informations transmisent par les mariculteurs seront aussi utilisées. Des entrevues seront réalisées auprès de ces derniers au cours de l'hiver. Ces dernières porteront sur les méthodes de cultures utilisées, sur comment et de qui ils ont appris leur métier, ce qu'ils connaissent des courants et comment ils les perçoivent, sur le projet de port pétrolier ainsi que s'ils présentent des stratégies de réponses, qu'elles sont-elles et ont-ils la possibilité d'en avoir.

Au cours des dernières décennies, la source de la pollution anthropique des écosystèmes aquatiques a augmenté successivement. Par conséquent, les déchets des produits pharmaceutiques utilisés en vie quotidienne, comme le paracétamol et l'amoxicilline, se trouvent dans les effluents des eaux usées. Le but de cette étude est de mesurer les paramètres de survie de Daphnia magna LC50, leur croissance et l'effet sur leur reproduction après 4 générations. Des échantillons de differentes concentrations du paracetamol et de l'amoxicilline(25, 50 et 100 mg/L) sont etudiés avant et après l'ozonation. Les daphnies sont cultivées en moyenne de 20 adultes par litre, la température de la culture est de 20° C avec16 heures de lumière/8 heures d'obscurité. Pour les essais de toxicité LC50, 10 neonates de moins de 24 h sont placés pendant 48 h dans les solutions de concentrations définies. Pour suivre de la reproduction, les groupes sont surveillés pendant 12 jours. Ce travail est en cours.

La consommation de médicaments n’est pas sans conséquence sur la santé humaine et l’environnement. En effet, les résidus pharmaceutiques rejetés par l’homme se retrouvent maintenant dans les eaux usées, mais ceux-ci ne peuvent être complètement éliminés par les méthodes traditionnelles d’épuration des eaux. Ces résidus demeurent donc dans l’eau risquant ainsi d’affecter la faune et les humains et permettant potentiellement aux bactéries de développer une résistance aux antibiotiques.

L’objectif principal de ce projet de recherche consiste à mettre au point un matériau adsorbant en nanofibres à base de polysaccharides naturels (chitosane et cellulose) aux propriétés physico-chimiques contrôlées par un procédé d’électrofilage. Le nanofiltre synthétisé permettra d’éliminer certains contaminants pharmaceutiques retrouvés fréquemment dans les effluents, dont la carbamazépine et l’ibuprofène qui sont largement consommés par la population. Des essais préliminaires prometteurs ont démontré la capacité d’adsorption des premiers nanofiltres synthétisés envers les substances étudiées.

La nouvelle technologie de nanofiltres proposée permettra une purification des eaux et une réutilisation de celles-ci par notre société. D’autres applications de ces nanomatériaux innovateurs sont aussi envisagées, telles que l’utilisation des nanofiltres synthétisés comme capteurs spécifiques pour le prélèvement de traces chimiques pertinentes aux investigations en chimie environnementale forensique.