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Modélisation de l’aléa structurel des fleurs d’eau d’algues sur les lacs du Québec méridional.

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Ratté-Fortin, Claudie (2019). Modélisation de l’aléa structurel des fleurs d’eau d’algues sur les lacs du Québec méridional. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 189 p.

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Résumé

Au Québec, les principaux intervenants dans le dossier de la problématique d’efflorescences d’algues et/ou de cyanobactéries peinent à concilier le maintien de la santé publique, la protection de l’environnement et la conservation de la biodiversité dans une optique de durabilité économique. Les outils de surveillance et d’analyse présentement utilisés constituent les points de mire à considérer dans l’élaboration d’une procédure de gestion et de suivi des fleurs d’eau d’algues (FEA) qui soit rigoureuse et complète. D’autre part, la complexité de l’aléa spatio-temporel des FEA de même que la méconnaissance de certains processus physico-chimiques sous-tendant leur apparition restreignent la capacité des modèles orientés processus à expliquer ce phénomène avec précision. La modélisation de l’aléa spatio-temporel des FEA nécessite une approche stochastique dans un contexte de gestion du risque associé à leur émergence. Par ailleurs, une modélisation prédictive est cruciale sachant que ce phénomène augmente en fréquence et en intensité en raison du réchauffement global de la planète et de la croissance démographique, plaçant ainsi le maintien de la santé publique au premier plan d’une procédure de gestion du risque. L’impact des changements climatiques et anthropiques sur l’occurrence du phénomène demeure cependant difficile à quantifier par les méthodes standards de suivi d’échantillonnage, celles-ci étant restreintes à un cadre spatio-temporel ponctuel. L’objectif général de cette thèse est de développer un modèle stochastique permettant d’estimer la prédisposition des lacs québécois à développer des FEA en fonction des conditions climatiques et physiographiques prévalant sur le lac et son bassin versant. L’élaboration d’une procédure semiautomatisée d’estimation de la phénologie des FEA des lacs du Québec méridional a d’abord été mise en place, celle-ci étant nécessaire d’une part dans un contexte de suivi des épisodes en temps quasi-réel et, d’autre part, en raison de l’acquisition et du traitement d’une quantité importante de données. Une étude de la dynamique spatio-temporelle des FEA a ainsi pu être élaborée, de même que leurs liens potentiels avec les descripteurs morphologiques, physiographiques et climatiques des lacs et de leur bassin versant. Un modèle stochastique non-stationnaire régional a ensuite été développé dans le but de modéliser l’aléa structurel des FEA. Ce modèle est issu d’une approche par statistique fréquentielle à probabilités conditionnelles, où la probabilité d’apparition des FEA dépend de variables environnementales spécifiques. Cette thèse a conduit au développement (i) d’un outil de suivi des FEA en temps quasi-réel de même qu’un outil de gestion des risques socioéconomiques et environnementaux qu’elles engendrent, (ii) d’un outil prévisionnel d’aide à la décision quant à l’optique de proposer des solutions d’intervention en matière de protection ou de restauration d’un plan d’eau, et (iii) au développement d’un modèle fréquentiel intégrant la structure spatiotemporelle de données.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Chokmani, Karem
Co-directeurs de mémoire/thèse: Laurion, Isabelle
Mots-clés libres: cyanobactéries; algues; eau; lac; bassin versant; climat; physiographie; morphologie; Modélisation; stochastique; probabilité; conditionnelle; fréquentielle
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 12 mars 2020 17:42
Dernière modification: 12 mars 2020 17:42
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/9732

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