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Mécanismes d’enlèvement et la stabilité des solides du DNC-As dans les biofiltres passifs en climat froid
Full text linkRÉSUMÉ
Le drainage neutre contaminé (DNC) est une problématique environnementale récente, moins étudiée que le drainage minier acide (DMA), toutefois susceptible de causer des impacts considérables sur les milieux naturels. Le DNC est caractérisé par des concentrations faibles à modérées en contaminants dissous, tout en gardant un pH proche de la neutralité (6,5–9). Le traitement du DNC est complexe, pour certains contaminants en particulier (ex. As) et surtout sur les sites miniers fermés et abandonnés. Les résidus associés aux anciennes mines d’or et d’argent sont souvent enrichis en As entrainant la formation du DNC-As. La remobilisation de l'As en provenance des résidus est un risque potentiel qui demeure peu documenté dû au manque de connaissance sur la stabilité à long terme de l'As capturé au sein de ces résidus. Par conséquent, des solutions de traitement efficaces sont nécessaires pour gérer le DNC-As et limiter son impact sur les écosystèmes environnants. Les systèmes de traitement passifs, reconnues comme des technologies développées pour résoudre la problématique du DMA sur les sites miniers restaurés et abandonnés, ont montré une efficacité satisfaisante pour le traitement du DNC. Les biofiltres passifs, en particulier, ont prouvé leur efficacité pour traiter un DNC-As à l’échelle pilote et sur le terrain. Néanmoins, les biofiltres passifs génèrent des quantités considérables de résidus de post-traitement avec une stabilité chimique et environnementale variable. Pour mieux anticiper leur devenir en fin de cycle de vie et après excavation, une caractérisation au cas par cas de ces résidus de post-traitement est nécessaire afin de mieux comprendre leur comportement, sélectionner les voies de gestion adéquates et limiter le potentiel de lixiviation des contaminants.
Dans ce contexte, les principaux objectifs de la thèse étaient comme suit : (1) évaluer et quantifier les mécanismes et les processus responsables de l’immobilisation de l’As dans les biofiltres passifs étudiés et identifier les principaux facteurs influençant cette immobilisation; (2) identifier les phases minérales porteuses d’As et étudier la stabilité des résidus de post-traitement passif contaminés en As; (3) évaluer l’influence de l’échelle du biofiltre sur la nature des phases minérales et les mécanismes d’enlèvement prépondérant de l’As. L’approche méthodologique consistait, dans un premier temps, à échantillonner les résidus de post-traitement du biofiltre passif de terrain Wood-Cadillac avant de réaliser des caractérisations physicochimiques et minéralogiques. Ensuite, des essais de lixiviations statiques ont été réalisés pour évaluer la mobilité potentielle des contaminants, en particulier de l’As, et statuer sur la stabilité des résidus de post-traitement. La deuxième étape consistait à échantillonner les résidus de post-traitement d’un biofiltre de laboratoire ainsi que deux biofiltres pilotes de terrain traitant le DNC-As. L’ensemble des échantillons a été soumis à des caractérisations physicochimiques, minéralogiques et environnementales pour déterminer les mécanismes de l’enlèvement de l’As et statuer sur la stabilité chimique des résidus.
L’analyse de la revue de littérature a révélé que, bien que plusieurs travaux de recherches portent sur le traitement passif du drainage minier acide (DMA) et la stabilité de ses résidus de post-traitement, peu d'études se sont spécifiquement intéressées au DNC. De plus, bien que quelques études aient porté sur le traitement du DNC-As, le potentiel de mobilité de l’As dans les résidus de post-traitement et l’effet d’échelle restent peu documentés. Il a été conclu que la stabilité des résidus de post-traitement est influencée entre autres par le type d’eau à traiter, la technologie de traitement et la charge des contaminants. Ainsi, il est nécessaire de transférer les connaissances actuelles sur les différentes méthodes de traitement du DMA et la stabilité des résidus de post-traitement vers le traitement passif du DNC, et plus particulièrement du DNC-As. Une combinaison des caractérisations physico-chimiques et minéralogiques combinées à des tests de lixiviation pourrait permettre de mieux prédire le comportement environnemental des résidus issus du traitement passif du DNC.
Dans ce contexte, la première étape consistait à échantillonner les résidus de post-traitement issus d’un biofiltre de terrain sur le site minier réclamé Wood-Cadillac, traitant un DNC-As efficacement depuis 1999. Une trentaine d’échantillons ont été collectés, à différentes profondeurs (0–30 cm, 30–60 cm, et 60–90 cm), et répartis sur cinq placettes distinctes couvrant les deux entrées et la sortie du biofiltre. Des caractérisations physico-chimiques et minéralogiques ont été réalisées afin d'élucider les mécanismes de rétention de l'As au sein du biofiltre. La mobilité potentielle des métaux a été évaluée à l’aide de tests de lixiviation statiques, notamment le TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure), le SPLP (Synthetic Precipitation Leaching Procedure) et le FLTm (Field Leach Test modified). Les résultats ont montré que les résidus étaient caractérisés par des concentrations élevées en métaux, atteignant jusqu’à 2,3 g/kg d’As, 41,1 g/kg de Fe et 19,5 g/kg d’Al, principalement accumulés dans les couches supérieures du biofiltre. Les métaux sont précipités sous forme d'oxyhydroxydes dans les couches supérieures et intermédiaires, tandis que des sulfures secondaires se sont formés au fond du biofiltre. L'enlèvement de l’As s'est produit majoritairement par adsorption sur les oxyhydroxydes de Fe et d'Al dans les couches supérieures. En revanche, les conditions réductrices présentes au fond du biofiltre ont favorisé la précipitation de sulfures d'arsenic amorphes (FeAsS et AsS). Les résultats des tests TCLP et SPLP ont révélé que les concentrations d’As lixiviées par les résidus étaient conformes aux directives de l'USEPA, permettant de classer ces résidus comme non dangereux et indiquant un faible risque de contamination des eaux souterraines. Toutefois, 66 % des concentrations d'As mesurées dans les tests TCLP et 20 % dans les tests SPLP ont dépassé la limite réglementaire de la directive D019 (0,1 mg/L) pour l’As dans les effluents miniers. De plus, les résultats du FLTm ont mis en évidence un potentiel de lixiviation élevé pour l’As, dépassant 1 mg/L. Par conséquent, il est recommandé d’éviter le broyage et le séchage de ces résidus avant leur disposition finale afin de limiter une potentielle mobilisation de l’As.
Dans la deuxième étape de ce projet de thèse, une caractérisation similaire à celle réalisée dans la première étape a été effectuée pour des échantillons de post-traitement provenant d’un biofiltre de laboratoire et deux biofiltres pilotes de terrain. Un intérêt particulier a été porté à l’influence de l’effet d’échelle entre les différents biofiltres sur les mécanismes d’enlèvement et la stabilité des résidus. Ainsi, vingt échantillons ont été prélevés sur les trois biofiltres, en ciblant quatre couches distinctes (I-1, A, B et I-2). Les mécanismes d'enlèvement de l'As ainsi que les phases porteuses d'As ont été analysés à travers des caractérisations physico-chimiques et minéralogiques. La stabilité des résidus post-traitement a été évaluée au moyen de tests de lixiviation statiques (TCLP, SPLP et FLT). Les résultats ont montré que les résidus contenaient des concentrations élevées en contaminants, notamment en As (de 1,2–3,5 g/kg pour les biofiltres pilotes et de 2–3,6 g/kg pour le biofiltre en laboratoire), en Fe (de 42,9–86,3 g/kg pour les biofiltres pilotes et de 58,4–66,9 g/kg pour le biofiltre de laboratoire), en Al (de 5,7–7,9 g/kg pour les biofiltres pilotes et de 4,9–6,1 g/kg pour le biofiltre de laboratoire) et en S (de 5,7–7,9 g/kg pour les biofiltres pilotes et de 1,7–2,4 g/kg pour le biofiltre de laboratoire), confirmant ainsi l'efficacité du procédé de traitement. Les phases dominantes dans les trois biofiltres étaient constituées d'oxyhydroxydes métalliques et de silicates. Les biofiltres pilote ont révélé la présence d'oxyhydroxydes d'aluminium, d'arsénopyrite (FeAsS), de sulfates ainsi que de traces de sulfures métalliques. Dans le biofiltre de laboratoire, la rétention de l’As s'est principalement produite par adsorption sur les oxyhydroxydes de Fe(III). En revanche, à l'échelle terrain, l'immobilisation de l’As a impliqué une précipitation sous forme de FeAsS et une coprécipitation avec les oxyhydroxydes de Fe(III) et Al, tandis que les mécanismes de sorption étaient dominants dans les couches supérieures. L'ensemble des résultats des tests de lixiviation statiques (TCLP, SPLP et FLT) a respecté les normes de l'USEPA, permettant de classer les résidus comme non dangereux, avec une possibilité de co-disposition avec les déchets municipaux. Les résultats du TCLP n’ont pas dépassé les recommandations de table T1-AII de la D019, classifiant les résidus à faible risque.
Le présent travail a permis d’approfondir les connaissances sur les mécanismes d’enlèvement de l'As dans les biofiltres passifs utilisés pour traiter le DNC-As, ainsi que d’étudier la mobilité potentielle de l’As à partir des résidus de post-traitement afin de statuer sur leur stabilité chimique. Les résultats obtenus ont également montré l’efficacité des biofiltres passifs pour le traitement du DNC-As. De plus, les méthodes mises en place dans le cadre de cette étude présentent un potentiel d’application pour l’analyse d’autres résidus post-traitement, permettant ainsi une meilleure évaluation de leur comportement à long terme en vue d’une gestion environnementale plus efficace.
ABSTRACT
Contaminated neutral mine drainage (CND) represent an emerging environmental issue that has received less attention compared to acid mine drainage (AMD), yet it can have significant impacts on natural ecosystems. CND is characterized by low to moderate concentrations of dissolved contaminants while maintaining a pseudo-neutral pH (6.5–9). CND treatment remains challenging for certain contaminants (e.g., As) particularly at closed and abandoned mining sites. Tailings from old gold and silver mines are often rich in arsenic (As) leading to the formation of As-CND. The remobilization of As from tailings is a potential risk that remains poorly understood due to a lack of knowledge about the long-term stability of As trapped in tailings. Therefore, efficient treatment solutions are essential to manage As-CND and mitigate its impact on surrounding ecosystems. Passive treatment systems, widely recognized as efficient technologies for addressing AMD on closed and abandoned mining sites, have shown promising results in CND treatment. Among these, passive biofilters have demonstrated their efficiency in treating As-CND at both pilot and field scales. However, passive biofilters generate significant quantities of post-treatment residues with variable chemical and environmental stability. At their end-of-life cycle, to better anticipate their fate after excavation, a case-by-case characterization of these residues is necessary to better understand their behavior, select appropriate management strategies and minimize potential risks of contaminant leaching.
In this context, the main objectives of the thesis were the following: (1) evaluate and characterize the mechanisms governing As immobilization within the studied passive biofilters while identifying the most dominant processes; (2) Identify the As-bearing mineral phases and assess the stability of As-contaminated post-treatment residues; (3) Assess the influence of the biofilter scale on the nature of mineral phases and the predominant As removal mechanisms. The methodological approach initially involved sampling the post-treatment residues from the Wood-Cadillac field passive biofilter before conducting physicochemical and mineralogical characterizations. Subsequently, static leaching tests were performed to assess the potential mobility of contaminants, particularly As, and to determine the stability of the post-treatment residues. The second step involved sampling the post-treatment residues from a laboratory biofilter as well as two field pilot-scale biofilters treating As-CND. All samples were subjected to physicochemical, mineralogical, and environmental characterizations to determine the mechanisms of As removal and access the chemical stability of the residues.
The literature review revealed that, although substantial research has been conducted on passive treatment of acid mine drainage (AMD) and the stability of its post-treatment residues, studies specifically addressing contaminated neutral mine drainage (CND) remain limited. Moreover, although some studies have focused on the treatment of As-CND, the potential mobility of As in post-treatment residues and the scale effect remain poorly documented. It was concluded that the stability of post-treatment residues is influenced, in most cases, by the type of water to be treated, the treatment technology, and the contaminant load. Thus, it is necessary to transfer current knowledge on various DMA treatment methods and the stability of post-treatment residues to the passive treatment of CND, particularly As-CND. A combination of physico-chemical and mineralogical characterizations, along with leaching tests, could improve the prediction of the environmental behavior of residues from the passive treatment of CND.
In this study, the first phase involved sampling post-treatment residues from a field-scale passive biofilter at the reclaimed Wood-Cadillac mine site, which has been effectively treating As-CND since 1999. Thirty samples were collected from different depths (0–30 cm, 30–60 cm, and 60–90 cm) at five distinct locations within the biofilter, including the two inlets and the outlet. Physicochemical and mineralogical characterizations were conducted to elucidate the removal mechanisms of As within the biofilter. The potential mobility of metals was assessed through static leaching tests, including the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP), the Synthetic Precipitation Leaching Procedure (SPLP), and the modified Field Leach Test (FLTm). The results showed that the residues contained elevated metal concentrations, reaching up to 2.3 g/kg of As, 41.1 g/kg of Fe, and 19.5 g/kg of Al, primarily concentrated in the upper layers of the biofilter. Metals precipitated as oxyhydroxides in the upper and intermediate layers, while secondary sulfides were formed at the bottom of the biofilter. Removal of As occurred mainly via adsorption onto Fe and Al oxyhydroxides in the upper layers. In contrast, reducing conditions in the bottom layers favored the formation of amorphous As sulfide-bearing minerals, such as FeAsS and AsS. Leaching tests (TCLP and SPLP) showed that As concentrations released from the residues met USEPA guidelines, classifying them as non-hazardous with low risk for groundwater contamination. However, 66% of As concentrations in the TCLP tests and 20% in the SPLP tests exceeded the threshold set by the D019 guidelines (0.1 mg/L). Additionally, FLTm results indicated a high As leaching potential, exceeding 1 mg/L. It is therefore recommended to avoid grinding and drying the post-treatment residues prior to final disposal to limit potential As mobilization.
The second phase of this thesis project involved similar characterization of post-treatment residues from a laboratory biofilter and two pilot-scale field biofilters. In this phase, particular attention was given to the influence of scale effects on As removal mechanisms and residues stability. Thus, twenty samples were collected from the three biofilters, targeting four distinct layers targeting the bottom, middle and upper sections (I-1, A, B, and I-2). As removal mechanisms and As-bearing phases were analyzed through physicochemical and mineralogical characterizations, while the stability of the post-treatment residues was assessed using static leaching tests (TCLP, SPLP, and FLT). The results showed that the post-treatment residues contained high contaminant concentrations, notably As (ranging from 1.2–3.5 g/kg in field pilot biofilters and 2–3.6 g/kg in the laboratory biofilter), Fe (42.9–86.3 g/kg in pilots and 58.4–66.9 g/kg in the laboratory), Al (5.7–7.9 g/kg in pilots and 4.9–6.1 g/kg in the laboratory), and S (5.7–7.9 g/kg in pilots and 1.7–2.4 g/kg in the laboratory), confirming the effectiveness of the treatment process. The dominant phases in all three biofilters were composed of metal oxyhydroxides and silicates. Additionally, the pilot-scale biofilters revealed the presence of Al oxyhydroxides, arsenopyrite (FeAsS), sulfates, and traces of metallic sulfides. In the laboratory biofilter, As retention occurred mainly through adsorption onto Fe(III) oxyhydroxides, whereas, at the field scale, As removal involved precipitation as FeAsS, coprecipitation with Fe(III) and Al oxyhydroxides, and adsorption in the upper layers. Static leaching tests (TCLP, SPLP, and FLT) confirmed that most of the residues complied with USEPA regulations, classifying them as non-hazardous and suitable for co-disposal with municipal waste. Additionally, the TCLP results did not exceed the recommendations of Table T1-AII of D019, classifying the residues as low-risk.
This work has advanced knowledge on As removal mechanisms in passive biofilters used to treat As-CND, as well as examined the potential mobility of As from post-treatment residues to assess their chemical stability. The findings demonstrated the effectiveness of passive biofilters for As-CND treatment. In addition, the methods developed in this research hold promise for application in the analysis of other post-treatment residues, allowing for more accurate long-term predictions of their behavior and more effective environmental management strategies
La pratique artistique introspective en support au développement de compétences en art-thérapie
Full text linkCette recherche heuristique a pour but d’explorer comment la pratique artistique introspective peut supporter le développement des compétences durant un stage en art-thérapie. Le cadre théorique qui guide cette recherche est basé sur les compétences à développer en tant que personne étudiante en art-thérapie, ainsi que la pratique artistique introspective dans divers contextes. J’ai produit des créations artistiques avant les séances d’art-thérapie qui avaient lieu dans le cadre de mon dernier stage à la maîtrise en art-thérapie. L’analyse des processus artistiques, des créations produites, du journal de bord et de la grille d’évaluation d’acquisition des compétences en art-thérapie ont permis de faire ressortir quatre processus par lesquels la pratique artistique introspective a soutenu le développement de mes compétences professionnelles : 1) les associations spontanées à partir de l’image; 2) l’expression d’une émotion par la préimage, l’observation de l’image sous un autre angle et la transformation de l’image; 3) le contact avec le ressenti et associations spontanées à partir de la préimage; et 4) l’exploration d’émotions agréables et leur utilisation en séance. Les compétences qui ont été soutenues par ces quatre processus sont la qualité de la présence aux clients, l’établissement d’un cadre sécuritaire, la planification et l’animation des séances d’art-thérapie de groupe, l’intervention à partir des médias et de l’image et le développement d’un style personnel en art-thérapie. Ces résultats sont revisités à l’aide d’une synthèse créative. Les limites et implications de cette recherche sont finalement présentés, avant de conclure
L’apport de l’intervention psychoéducative auprès des personnes souffrant de traumatismes craniocérébraux modéré et sévère selon la thérapie cognitive comportementale
Full text linkProblématique : Le traumatisme craniocérébral (TCC) est une altération de la fonction cérébrale provoquée par une force mécanique externe, entrainant une diminution de l’état de conscience. Ainsi, cela amène une altération des capacités cognitives et/ou physiques qui peut produire des troubles comportementaux ou émotionnels (Mènon et al., 2015). Le TCC implique un coup plus ou moins violent à la tête et cause des blessures graves, accidentelles ou intentionnelles. Il présente trois niveaux de gravité : le TCC léger, modéré et grave. Ces blessures peuvent affecter la personne au plans physique, psychologique et/ou neurologique dont les fonctions cognitives de haut niveau (fonctions exécutives [FE]). La personne ayant un TCC rencontre plusieurs difficultés d’adaptation sur les plans personnel, familial, social, professionnel, scolaire et les impacts se font ressentir dans sa vie quotidienne. Même si le traumatisme craniocérébral laisse des séquelles apparentes, bon nombre des symptômes les plus courants restent invisibles à l’oeil nu et restent difficiles à identifier (Lavoie et Jean, 2014). L’objectif de cet essai est de mettre en évidence l’apport de l’évaluation et de l’intervention psychoéducative auprès de cette clientèle en vue d’améliorer ses capacités adaptatives dans sa vie quotidienne selon la thérapie cognitive comportementale de troisième vague
Disentangling climate and human influences on fire regimes and forest composition dynamics in the temperate and boreal zones of the northern hemisphere
Full text linkRÉSUMÉ
Les perturbations sont des agents importants dans les écosystèmes forestiers. Elles façonnent la composition et maintiennent la biodiversité. Les incendies de forêt sont l'une des perturbations naturelles les plus importantes dans les forêts boréales et hémiboréales, le climat ayant été leur principal moteur tout au long de l'Holocène. L'influence croissante de l'homme a modifié les régimes de perturbation et la composition de la végétation dans ces forêts au cours des derniers siècles. Cette thèse a permis de distinguer les contributions relatives de la variabilité climatique et des activités humaines aux changements historiques des régimes d'incendie et de la végétation dans deux sections de la zone boréale.
Dans l'est de l'Amérique du Nord, j'ai réalisé une synthèse de données sur l'historique des incendies dans les forêts de pins rouges (Pinus resinosa Ait.) et j'ai modélisé la dynamique de la végétation sous l'influence du climat, des incendies et de la récolte forestière. Dans cette région, où les changements historiques du régime des incendies ont été principalement attribués aux activités humaines, j'ai pu isoler le signal climatique expliquant l'historique des incendies pour la période 1700-1900. J'ai étudié la relation entre les années de forte activité du feu (HFAY) et la variabilité des indices climatiques à grande échelle. Les résultats ont montré que les années de forte activité du feu étaient associées aux états positifs de la configuration de l'Atlantique Pacifique Nord et de l'oscillation australe El Niño, qui à leur tour étaient liés à des conditions climatiques propices aux incendies (anomalies positives de la pression et de la température de la troposphère moyenne) dans la région. J'ai également examiné les effets individuels du changement climatique, des modifications du régime des incendies et de l'exploitation du bois en tant que facteurs d'évolution de la végétation forestière régionale entre 1830 et 2020. J'ai simulé la composition de la forêt et les perturbations dans le cadre de différents scénarios et j'ai déterminé que l'exploitation du bois avait le plus grand impact sur les changements dans la composition de la végétation, et que lorsque l'on contrôle l'exploitation du bois, l'écosystème était capable de maintenir sa résilience et sa composition forestière d'avant la colonisation.
En Suède, j'ai élaboré la première synthèse nationale de l'histoire des incendies afin de distinguer les effets de la variabilité climatique et de l'utilisation humaine des forêts sur la fréquence des incendies depuis la fin des années 1550. J'ai analysé les patrons spatio-temporels de la suppression des incendies et les effets individuels de la densité de la population humaine et des précipitations estivales sur l'activité des incendies. J'ai constaté que le sud de la Suède avait connu une extinction des incendies plus précoce que le nord, et que la densité de population et les précipitations estivales avaient toutes deux une influence significative sur l'activité des incendies. Dans l'ensemble, mon étude a démontré que même si les activités humaines sont devenues les principaux moteurs de l'activité des incendies au cours des derniers siècles dans les forêts de l'est de l'Amérique du Nord et de la Suède, le signal climatique est resté un moteur important de l'activité des incendies. Toutefois, ce sont les pratiques humaines, en particulier l'exploitation du bois, qui ont le plus contribué à modifier la composition de la végétation dans les forêts de l'est de l'Amérique du Nord.
ABSTRACT
Disturbances are important agents in forest ecosystems, shaping their structure and sustaining biodiversity. Wildfire is one of the most important natural disturbances in boreal and hemiboreal forests, with climate acting as its primary driver throughout the Holocene. Growing human influence has altered disturbance regimes and vegetation composition in these forests over recent centuries. This thesis disentangled the relative contributions of climate variability and human activities to historical changes in fire regimes and vegetation in two sections of the boreal zone.
In eastern North America, I carried out the largest synthesis of fire history data for red pine (Pinus resinosa Ait.) forests and modelled vegetation dynamics as driven by climate, fire and timber harvesting. In this region, where historical fire regime shifts have primarily been attributed to human activities, I isolated the climate signal from the fire history data for the period 1700-1900. I studied the relationship between fire activity and large-scale modes of climate variability, captured by climate indices. The results indicated that high fire activity years were associated with the positive states of the Pacific North Atlantic pattern and El Niño-Southern Oscillation, which in turn were linked to fire-conducive climatic conditions (positive anomalies in mid-tropospheric pressure and temperature) in the region. I also examined the individual effects of climate change, shifts in fire regime, and timber harvesting as factors driving changes in regional forest vegetation from 1830 to 2020. I simulated the forest composition and disturbances under different scenarios and determined that timber harvesting had the greatest impact on changes in vegetation composition, and that when controlling for timber harvesting, the ecosystem was able to maintain resilience and its pre-settlement forest composition.
In Sweden, I developed the first national-level synthesis of fire history to disentangle effects of climate variability and human use of forests on fire occurrence since late 1550s. I analyzed the spatiotemporal patterns of fire suppression and the individual effects of human population density and summer precipitation on fire activity. I found that southern Sweden experienced earlier fire suppression compared to the north, and that both population density and summer precipitation significantly influenced fire activity. Overall, my study demonstrated that while human activities have become major drivers of fire activity in recent centuries in eastern North American and Swedish forests, the climate signal remained an important driver of fire activity. However, human practices, particularly timber harvesting, had the strongest effects on driving vegetation composition changes in forests of eastern North America
Les bienfaits de l'art-thérapie pour soutenir les parents qui traversent un deuil périnatal : revue de littérature
Full text linkChaque année au Québec, environ 20 000 familles sont touchées par un décès périnatal, qu'il survienne durant la grossesse, au moment de l'accouchement ou dans les jours suivant la naissance du bébé (Réseau des Centres de ressources périnatales du Québec, 2023, p. 10). Jusque dans les années 70, les conséquences d’un tel évènement passaient complètement sous silence (Dayan et al., 2015, p. 365 ; Glatigny Dallay, 2013, p. 182-183). On reconnaît de nos jours l’impact majeur d’une perte périnatale dans la vie des familles (de Montigny et al., 2020 ; de Montigny et al., 2017) de sorte que les mesures d’accompagnement mises en place dans les milieux de soins sont de plus en plus respectueuses de leur grande vulnérabilité (Réseau des Centres de ressources périnatales du Québec, 2023 ; Zeghiche, 2020, p. 9). Un immense tabou social entoure toutefois encore ce deuil silencieux, quasi invisible (Brazeau et Zéphyr, 2022 ; Glatigny Dallay, 2013). Trop souvent plongés dans la solitude, les parents endeuillés considèrent pourtant cet évènement marquant comme une crise majeure. Un deuil périnatal est susceptible, il est vrai, d’avoir des répercussions profondes sur leurs parcours de vie (de Montigny et al., 2020). Pour minimiser le risque de traumatisme et préserver leur santé mentale, nombre d’entre eux auront besoin d’un suivi professionnel adapté à leur situation: le désespoir, le stress, l’anxiété ou la dépression qui les guettent peuvent avoir de graves conséquences, les empêchant de reprendre le cours de leur vie (Toffol et al., 2013)
L'utilisation et l'efficacité du journal de bord dans le cadre des stages pratiques au baccalauréat en psychoéducation
Full text linkBoulons d'ancrage instrumentés pour la fiabilité du soutènement dans les galeries minières
Full text linkRÉSUMÉ
Les boulons d'ancrage sont couramment utilisés dans les tunnels et galeries minières pour stabiliser les parois rocheuses. Cependant, leur déformation, souvent induite par les mouvements du sol et la redistribution des contraintes lors des microséismes, peut engendrer des risques économiques et de sécurité importante. Il est donc essentiel de surveiller l’évolution des efforts appliqués aux boulons d’ancrage pour détecter les signes précurseurs d’instabilité et assurer l’efficacité du soutènement. Les méthodes traditionnelles de mesure des charges exercées sur ces dispositifs sont souvent coûteuses et chronophages. L’instrumentation des boulons d’ancrage apparaît alors comme une nouvelle solution qui offre une surveillance en temps réel et une évaluation continue des déplacements du massif rocheux. Cette recherche propose de développer une méthode d’instrumentation des boulons d’ancrage destinée à détecter les signaux précurseurs de défaillance sous différentes sollicitations ainsi que les mouvements du massif rocheux. Trois approches ont été développé. Tout d’abord, une étude analytique basée sur le modèle non linéaire de contrainte/glissement a permis de décrire l’interaction mécanique à l’interface boulon avec le milieu environnant, notamment la résistance résiduelle au cisaillement sur toute la longueur du profil sous charge axiale. Ensuite, une analyse numérique statique et dynamique non linéaire a été réalisée en intégrant les critères de comportement en cisaillement du dispositif, ainsi que l’influence des propriétés mécaniques du matériau environnant. Enfin, un système d’instrumentation est proposé. Il repose sur un ensemble de jauges de contrainte à feuilles résistives, disposées en configuration empilée dans quatre rainures diamétralement opposées le long de la tige, permettant de capter précisément les efforts axiaux et les déformations en cisaillement dans différents scénarios de chargement. La validité et la précision des approches développées sont ensuite évaluées par comparaison avec les données issues de la littérature et des essais expérimentaux. En somme, cette étude met en évidence le potentiel de l’instrumentation pour caractériser avec précision le comportement des boulons d’ancrages et leur interaction avec le milieu environnant sous diverses conditions de charge.
ABSTRACT
Anchor bolts are commonly used in tunnels and mine galleries to stabilise rock walls. However, their deformation, often induced by ground movements and the redistribution of stresses during micro-earthquakes, can lead to major economic and safety risks. It is therefore essential to monitor changes in the forces applied to the anchor bolts to detect early signs of instability and ensure the effectiveness of the support. Traditional methods of measuring the loads exerted on these devices are often costly and time-consuming. The instrumentation of anchor bolts therefore appears to be a new solution that offers real-time monitoring and continuous assessment of rock mass displacements. The aim of this research is to develop an instrumentation method for anchor bolts designed to detect the precursor signals of failure under different stresses as well as the movements of the rock mass. Three approaches have been developed. Firstly, an analytical study based on the non-linear stress-slip model was used to describe the mechanical interaction at the bolt interface with the surrounding environment, particularly the residual shear strength along the entire length of the profile under axial loading. Next, a non-linear static and dynamic numerical analysis was carried out, incorporating the device's shear behaviour criteria, as well as the influence of the mechanical properties of the surrounding material. Finally, an instrumentation system was proposed. It is based on a set of resistive foil strain gauges, arranged in a stacked configuration in four diametrically opposed grooves along the shaft, enabling the axial forces and shear strains to be accurately sensed under different loading scenarios. The validity and accuracy of the approaches developed are then assessed by comparison with data from the literature and experimental tests. In summary, this study highlights the potential of instrumentation to accurately characterize the behaviour of anchor bolts and their interaction with the surrounding environment under various loading scenarios
Approches innovantes pour la prédiction des défaillances mécaniques : modèles de maintenance 4.0 dans l'industrie minière
No full textLes convoyeurs de transport de minerais et les camions miniers sont des équipements stratégiques dans l'industrie minière, assurant l’acheminement continu des matériaux extraits à travers les différentes étapes du processus de production. Toutefois, en raison des conditions d’exploitation extrêmes – températures élevées, humidité, terrains accidentés – ces équipements sont particulièrement exposés aux défaillances, pouvant entraîner des interruptions de production coûteuses, des pertes financières et des risques accrus pour la sécurité des travailleurs.
Cette étude propose une approche de maintenance prédictive alliant apprentissage automatique et digitalisation des données industrielles. Deux volets ont été développés : la prédiction des défaillances des convoyeurs et l’optimisation de la maintenance des camions miniers sur Power BI. Dans le premier volet, les défaillances potentielles des convoyeurs ont été analysées à partir de rapports d’inspection, d’actions correctives et de mesures de capteurs (vibrations, température et vitesse de rotation). Les réseaux de neurones récurrents (RNN) avec couches LSTM ont été utilisés pour la prévision des séries temporelles, tandis que les modèles LOF et IF ont permis d’identifier les anomalies. Les performances des prédictions ont été évaluées via l’erreur quadratique moyenne (RMSE), confirmant l’efficacité des RNN pour anticiper les dysfonctionnements. Le second volet repose sur la digitalisation des données de maintenance des camions miniers grâce à Power BI. Un tableau de bord interactif a été conçu pour structurer et analyser les données en temps réel, offrant une meilleure visibilité des tendances et optimisant les décisions de maintenance. L’intégration de modèles de prévision tels que HoltWinters a permis d’anticiper les pannes critiques et d’améliorer la gestion des équipements. De plus, l’analyse des tendances a facilité l’optimisation des stocks et des interventions, réduisant ainsi les coûts et minimisant les interruptions des opérations.
Les résultats obtenus démontrent que l’association des modèles prédictifs avancés et des outils de visualisation interactive améliore la prise de décision en maintenance, réduit les interruptions imprévues et contribue à une gestion plus efficace des actifs miniers. Cette approche marque une avancée vers la maintenance intelligente et automatisée dans un environnement industriel exigeant
Utilisation d'amendements de sol pour restaurer la productivité de sites mal régénérés après coupe en forêt boréale mixte
No full textL’un des défis majeurs en sylviculture est d’assurer la productivité des forêts boréales mixtes aménagées, particulièrement après une coupe totale. La régénération naturelle peut être entravée par des conditions édaphiques altérées, une disponibilité réduite en nutriments essentiels à la croissance des arbres, ainsi qu’une forte compétition par la végétation de sous-bois. Dans l’objectif de restaurer ou améliorer la productivité des sols forestiers mal régénérés, cette thèse explore l'utilisation des amendements de sol comme un outil de restauration forestière. Les amendements de sol sont largement utilisés en agriculture, et leur valorisation dans le secteur forestier suscite un intérêt croissant. Cependant, leur application reste encore limitée et peu documentée, notamment lorsqu'ils sont utilisés en combinaison de deux ou trois amendements. La plupart des études se sont concentrées sur leurs effets individuels sur les propriétés physico-chimiques des sols, tandis que leurs impacts sur la nutrition foliaire des semis et la diversité taxonomique et fonctionnelle de la végétation de sous-bois demeurent peu explorés.
Trois types d’amendements [biochar (2,6 Mg ha⁻¹), cendres de bois (7 Mg ha⁻¹) et fumier (105 Mg ha⁻¹)] ont été appliqués seuls ou en combinaison de deux et trois amendements, et leurs effets ont été évalués après deux saisons de croissance en utilisant un dispositif expérimental en blocs aléatoires complets. Dans le deuxième chapitre, nous avons examiné l’effet des amendements sur la croissance d’une plantation de semis d’épinette blanche (Picea glauca) ainsi que leur nutrition foliaire. Dans le troisième chapitre, nous avons évalué leurs effets sur la composition taxonomique et la diversité fonctionnelle de la végétation de sous-bois. Dans le quatrième chapitre, nous avons exploré les effets sur les propriétés chimiques du sol.
Nos résultats ont montré que le fumier a significativement amélioré la croissance des semis par rapport aux traitements sans fumier, tout en augmentant les concentrations foliaires en azote et en phosphore. Le biochar et les cendres de bois ne se sont pas avérés efficaces pour améliorer la croissance des semis. Toutefois, leur application a permis d’améliorer la nutrition foliaire en macronutriments essentiels à la croissance (N, P, K, et Ca), alors que le biochar a réduit la concentration foliaire en aluminium.
Par ailleurs, le fumier a significativement augmenté l’indice de diversité de Shannon de la végétation de sous-bois et a favorisé l’établissement des graminées et des légumineuses, caractérisées par une stratégie d’acquisition rapide des ressources et une forte compétition. La diversité fonctionnelle était la plus élevée avec le fumier et la plus faible dans les traitements sans fumier. En revanche, le biochar et les cendres de bois n'ont pas significativement modifié la diversité taxonomique de la végétation de sous-bois, bien que ces amendements aient favorisé l’installation d’espèces forestières et rudérales composées d’herbacées et d’arbustes ligneux caractéristiques des perturbations forestières. De plus, les cendres de bois ont augmenté la concentration foliaire en azote par rapport aux traitements sans cendres.
En ce qui concerne le sol, le biochar n’a pas modifié les teneurs en carbone et azote totaux, mais a réduit la concentration en aluminium et la capacité d’échange cationique (CEC), tout en augmentant la concentration en manganèse. La combinaison du biochar et du fumier a augmenté le magnésium échangeable. Les cendres de bois ont réduit l’acidité du sol, et ont augmenté le rapport C/N et la teneur en phosphore, mais ont également augmenté l’aluminium et réduit l’azote total lorsqu’elles étaient combinées au fumier. Bien que les cendres de bois aient augmenté la CEC en absence du fumier, leur co-application avec biochar et fumier a entraîné une diminution de la CEC. Le fumier a réduit les teneurs en carbone et azote totaux, ainsi que plusieurs macro- et micronutriments (Kexch, Caexch, Mgexch, Mn, Al, Na), mais a amélioré la disponibilité de l’azote.
Cette thèse met en évidence le rôle clé du fumier comme source d’azote et de phosphore pour la croissance des semis, tout en soulignant l’intérêt des combinaisons d’amendements pour améliorer la nutrition et la croissance des semis en forêt boréale mixte. Ces résultats illustrent également l’importance d’une approche combinant taxonomie et traits fonctionnels pour mieux comprendre les effets des amendements sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés végétales de sous-bois. Enfin, cette étude met en lumière les interactions complexes entre les amendements et leur influence sur la fertilité des sols mal régénérés, renforçant ainsi le potentiel des combinaisons d’amendements pour améliorer la productivité des sols forestiers.
Dans l’ensemble, cette recherche démontre que l'utilisation des amendements de sol est efficace pour améliorer la croissance des semis, augmenter la diversité taxonomique et fonctionnelle de la végétation de sous-bois, et modifier les propriétés chimiques du sol. Ces résultats offrent des perspectives intéressantes pour la restauration des forêts boréales mixtes mal régénérées et proposent des pistes de solutions directement applicables pour un aménagement forestier durable des plantations forestières
Cartographie des carbonatites et des fénites au nord de Gatineau et leurs potentiels en éléments de terres rares (ÉTR), Province de Grenville
Full text linkRÉSUMÉ
La première observation de carbonatites et de fénites dans le secteur au nord d’Ottawa dans la Province de Grenville, a été rapportée par Hogarth (1966) dans le parc de la Gatineau. Des travaux de recherche subséquente ont démontré l’existence de plusieurs dykes de carbonatites et de fénites associés (0,9-1,1 Ga) à plusieurs autres endroits du parc de la Gatineau jusqu’à Buckingham avec les carbonatites au nord de Gatineau montrant le plus grand enrichissement en éléments des terres rares. De plus, plusieurs indices de fer-titane se retrouvent dans ce secteur.
La présente étude fait suite aux recherches antérieures dans la région au nord de Gatineau. Elle a permis d’identifier et de lever des nouveaux dykes et de délimiter spatialement et chimiquement l’étendue de la fénitisation afin de cibler les zones à fort potentiel en éléments de terres rares et autres minéralisations associées.
Les levés cartographiques dans le cadre de cette étude ont révélé la présence de deux familles de dykes de carbonatite centimétriques à métriques, avec une texture massive à bréchique, orientés généralement NNE-SSW à NE-SW, subparallèles à la foliation régionale et à la stratigraphie. Ils recoupent l’ensemble rocheux, constitué de paragneiss, de quartzites, de marbres et de roches calco-silicatées, ainsi que des orthogneiss, des granites, des pegmatites et des dykes de syénites. Seuls les dykes associés à une fénitisation sont minéralisés en ÉTR. La minéralogie des carbonatites est dominée par les carbonates (>50%) (calcite et dolomite) qui coexistent avec l’apatite, le quartz, les micas, la barytine, les oxydes de fer, la monazite et les carbonates d’ÉTR en plus faibles proportions. Géochimiquement, les dykes correspondent aux calcio-carbonatites et magnésio-carbonatites, montrant un enrichissement en Sr ( 400 ppm), atteignant jusqu’à 1 % ÉTRtotal.
Le métasomatisme de la roche hôte (fénitisation) est fréquemment associé aux dykes de carbonatite et/ou aux intrusions alcalines. Bien que cette corrélation ne soit pas systématique, on distingue trois types de fénitisation (K, Na et K-Na), la première correspond à des fénites potassiques à microcline hématisé et à phlogopite. La seconde est sodique et marquée par des amphiboles bleues sodiques et de l’aegirine. La troisième, représente un assemblage minéralogique mixte sodique-potassique. Chronologiquement, on différencie une fénitisation potassique qui est par endroits proximale aux carbonatites et qui est dominée par le microcline. Cette fénitisation proximale est associée au premier événement de minéralisation à ÉTR. Elle recoupe une phase sodique, précoce, distale et non minéralisée à amphibole sodique. Une fénitisation sodique tardive représente le deuxième événement de minéralisation en ÉTR. Cette fénitisation est caractérisée par la présence d’aegirine, des veinules d’amphibole et, localement des veinules de spécularite-rutile, avec de la calcite et de la barytine.
Spatialement, la distribution des fénites est associée à des anomalies radiométriques et magnétiques. La corrélation positive des anomalies radiométriques potassiques (> 1,7 % K) et magnétiques (> 56 800 nT), avec des zones de fénites (potassique et sodique), la présence ou non des dykes de carbonatites et des indices à ÉTR-Fe-Ti, permet de cibler des alignements NNE-SSW potentiels pour ces minéralisations. Nos observations suggèrent que le système minéralisé à ÉTR-Fe-Ti est lié génétiquement à un système métasomatique hydrothermal dynamisé par des dykes tardifs de carbonatites et activé par un système de failles régionales (NE-SE, E-W à NW-SE).
Cette étude visait à mettre en évidence des résultats prometteurs, notamment la découverte des nouveaux dykes de carbonatite et une délimitation de fénites (Na, K et Na-K) associées par endroits à des indices minéralisés en ÉTR et Fe-Ti. De plus, l’apport de la géophysique (radiométrie et magnétisme) a favorisé la délimitation des zones potentielles régionales en ÉTR-Fe-Ti suivant une direction NNE-SSW, et qui méritent des études futures. Une étude isotopique et géochronologique des carbonatites est recommandée pour mieux déterminer l’origine des carbonatites et circonscrire les événements carbonatitiques dans le contexte géodynamique grenvillien.
ABSTRACT
The first observation of carbonatites and fenites in the area north of Ottawa in the Grenville Province was reported by Hogarth (1966) in the Gatineau Park. Subsequent research has demonstrated the existence of several dykes of associated carbonatites and fenites (0.9–1.1 Ga) at various locations extending from the Gatineau Park to Buckingham, with the carbonatites north of Gatineau exhibiting the greatest enrichment in rare earth elements (REE). In addition, several iron-titanium showings are found in this area.
The present study, conducted north of Gatineau, is a continuation of previous research. Afterwards, field work identified and mapped new occurrences by taking advantage of the new accesses which allowed to spatially and chemically delineate the extents of fenitization and thus making it possible to target areas with high potential for rare earth elements and other associated mineralization.
Mapping carried out in the study area has revealed the presence of two categories of carbonatite dykes ranging in thickness from centimeters to meters, with textures varying from massive to brecciated. These dykes are generally oriented NNE–SSW to NE–SW and are subparallel to the regional foliation and stratigraphy. They crosscut the host rock sequence, which consists of paragneiss, quartzites, marbles, and calco-silicate rocks, as well as orthogneiss, granites, pegmatites, and syenite. Only dykes associated with fenitization are mineralized in REE. The mineralogy of the carbonatite dykes is dominated by carbonates (comprising over 50% of the rock; mainly calcite and dolomite), with lesser amounts of apatite, quartz, micas, barite, iron oxides, monazite and REE carbonates. Geochemically, the dykes represent calciocarbonatites and lesser magnesiocarbonatites with significant enrichment in strontium (up to 0.5%), barium (up to 11%) and rare earth elements (REEtotal > 400 ppm), reaching up to 1% total REE.
Metasomatism of the host rock (fenitization) is frequently but not systematically associated with carbonatite and/or alkaline intrusions. There are three types of fenitization (K, Na and K-Na), the first corresponds to potassic fenites with hematized microcline and phlogopite. The second is sodic marked by sodium blue amphibole and aegirine. The third represents a mixed sodium-potassium mineralogical assemblage. Chronologically, there is a potassic fenitization proximal to the carbonatites in places, dominated by the microcline and associated with the first REE mineralization event. It intersects a distal (early) sodium phase with non-mineralized sodium amphibole. A late sodic fenitization is related to the second event of REE mineralization and is characterized by the presence of aegirine, late amphibole veinlets and locally specularite-rutile veinlets, with calcite and barite.
Spatially, the distribution of fenites is associated with radiometric and magnetic anomalies. The positive correlation of the potassium radiometric (> 1.7 % K) and magnetic (> 56,800 nT) anomalies with fenites zones (potassic and sodic), certain carbonatite dykes and REE-Fe-Ti showings makes it possible to target potential NNE-SSW alignments for these mineralizations. Our observations suggest that the REE-Fe-Ti mineralized system is genetically linked to a hydrothermal metasomatic system energized by late carbonatite dykes and activated by a regional fault system (NE-SE, E-W to NW-SE).
This study aimed to highlight promising results, in particular the discovery of new carbonatite dykes and delineation of fenites (Na, K and Na-K) associated in places withmineralized REE-Fe-Ti showings. Furthermore, the contribution of geophysics (radiometry and magnetism) allows to target potential regional areas in REE-Fe-Ti following a NNE-SSW direction which deserve more exploration. An isotopic and geochronological study of the carbonatites is recommended to better define their origin and better define the extent of carbonatite events within the grenvillian geodynamic context