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Optimisation of snow management practices on tailings storage facilities to reduce spring freshet intensity and geoenvironmental risks
Full text linkRÉSUMÉ
La gestion de l’eau est un défi important pour l’industrie minière et plus particulièrement au printemps lors de la fonte de la neige. Une quantité importante de l’inventaire annuel de l’eau peut être stocké sous forme de neige à la surface des parcs à résidus miniers. Ceci fait qu’u dégel, une quantité d’eau important est libérée sur une période relativement courte, appelée crue printanière. La durée et l’intensité de la crue peut varier d’une année à l’autre, mais entraîne des défis importants en gestion de l’eau sur les parcs à résidus. La grande quantité d’eau à gérer fait que les infrastructures de gestion et de traitements des eaux ainsi que les ouvrages de retenue des résidus miniers sont sollicitées à pleine capacité durant cette période. Dans un contexte de changements climatiques où il y a une augmentation dans la variabilité et les extrêmes de plusieurs variables du cycle de l’eau, les crues printanières représentent un risque grandissant sur la stabilité des infrastructures de gestion de l’eau et des rejets miniers. Cette étude explore l’utilisation de piles de gestion de la neige comme solution pour contrôler l’intensité et les taux de fonte de la neige lors de la crue printanière. Ces piles sont conçues pour contrôler le taux de fonte et ainsi réduire les débits de pointe des eaux de fonte. En gérant le moment et le volume d’eau entrant dans les installations de stockage des résidus, les piles de gestion de la neige peuvent aider à maintenir l’intégrité des infrstructures ges gestion des rejets minier et à atténuer les risques géotechniques et environnementaux qui y sont associés
L’objectif principal de cette recherche est d’évaluer l’efficacité des piles de gestion de la neige à contrôler la fonte de la neige sur les parcs à résidus miniers. Plus précisément, l’étude vise à évaluer comment les piles de gestion de la neige peuvent contrôler les taux de fonte de la neige, réduire les pics de débit de fonte et prolonger le temps de fonte. Pour ce faire, six piles de gestion de la neige ont été construites à l’échelle pilote sur deux sites miniers sur une période de deux ans. Les méthodes utilisées ont évaluer la capacité d’équipements civils conventionnels et d’équipement spécialisés à construire des piles de gestion de la neige de manière optimale. Les piles de gestion de la neige ont été conçues avec des profils cubiques, coniques et en crête. La fonte des piles de gestion de la neige a été suivie par des mesured de changements de volume, hauteur et d’empreinte à l’aide de techniques de photogrammétrie et de relevés LiDAR. Des mesures de densité de la neige ont également été obtenues par échantillonnage de carottes de neige à différents intervalles.
Les résultats ont indiqué que les piles de gestion de la neige permettent d’augmenter la durée de la fonte de la neige en prolongeant le processus d’environ quatre à six semaines. Le volume et la hauteur des piles de gestion de la neige se sont révélés être des facteurs critiques influençant leur capacité à réguler la fonte des neiges.
Un modèle numérique simplifié décrivant la fonte des piles de gestion de la neige a été développé. Les résultats ont montré que la prédiction du comportement en fonte avait une erreur moyenne de 6,75 % par rapport aux mesures de terrain, tandis l’erreur de la prédiction de la durée totale de la période de fonte des piles de gestion de la neige était inférieur à 4 %. Sur la base de ces résultats de modélisation, des graphiques de prédiction de la fonte des piles de gestion de la neige ont été développés, prenant en compte les dimensions, la forme et le coût de construction des piles de neige. Des équations décrivant la performance anticipée de piles de gestion de la neige en fonction de la hauteur ou du volume des piles de gestion de la neige ont été développées basées sur les résultats de 35 configurations de piles modélisées. Il a été constaté que les piles de gestion de la neige en forme de cône sont très sensibles aux changements de température, tandis que les piles de gestion de la neige en forme de crête sont moins sensibles et présentent des performances plus stables sous différentes sollicitations climatiques. Ces graphiques pourraient être utilisés pour concevoir des piles de gestion de la neige et réduire les risques géotechniques des parcs à résidus miniers durant la fonte printanière.
L’étude a conclu que les piles de gestion de la neige peuvent aider à atténuer les risques environnementaux et géotechniques associés à la fonte rapide des neiges, réduisant potentiellement le besoin d’installations de stockage et de traitement supplémentaires lors d’événements extrêmes. Cela est particulièrement important dans le contexte des changements climatiques, où la prévision des futurs schémas météorologiques devient de plus en plus difficile. En abordant ces aspects, l’étude améliore la compréhension des dynamiques de fonte des neiges et fournit des solutions pratiques pour améliorer la résilience des infrastructures minières dans un contexte des changements climatiques.
ABSTRACT
Water management is among the mains challenges facing the mining industry, particularly in the spring when the snow melts. A significant amount of the annual water inventory can be stored as snow on the surface of tailings storage facilities. As a result, a significant part of the water balance is released over a relatively short period, known as spring freshet. The duration and intensity of spring freshet can vary from year to year, but typically represent significant water management challenges for tailings storage facilities. The large quantity of water to be managed means that water management and treatment infrastructures, as well as tailings storage facilities, are highly sollicitated during this period. In a context of climate change, where variability and extremes of most water balance variables are on the rise, springrunoff represent a growing risk to the stability of water management and tailings storage facilities. This study explores the use of snow management piles as a solution for controlling snowmelt intensity and rates during spring freshet. Snow management piles are designed to control meltwater release rates and thus reduce peak meltwater flows and prolong runoff. By managing the timing and volume of water to be managed on tailings storage facilities, snow management piles can help maintain the integrity of mine waste management infrastructures and mitigate associated geotechnical and environmental risks.
The primary objective of this research was to evaluate the effectiveness of snow management piles in controling spring runoff on tailings storage facilities. Specifically, the study aims to assess how snow management piles can control snowmelt rates, reduce peak meltwater flows, and extend spring runoff. To achieve this, six pilot-scale snow management piles were constructed at mine sites over a two-year period. The ability of conventional civil equipment as well as specialized equipment to construct snow management piles was also investigated. The snow management piles wer designed with cubic, conical, and ridge-shaped configurations. Snow melt was monitored for changes in volume, height, and footprint using LiDAR and Structure-from-Motion (SfM) photogrammetry techniques. Snow density measurements were also obtained through core sampling at different intervals.
The results indicated that snow management piles effectively increased the duration of snowmelt, prolonging the process by approximately four to six weeks. The volume and height of snow management piles emerged as critical factors influencing their ability to regulate snowmelt. Simplified phase change numerical modeling was done to represent field observations. The results showed that the prediction of the snowmelt process had an average error of 6.75% with respect to in situ results, while the error for predicting the entire length of the snow melting period was less than 4%. Based on these modeling results, snowmelt prediction charts were developed, considering the dimensions, shape, and cost of snow pile construction. Equations were developed to predict the melting behaviour of snow management piles configurations based on air temperature. To do so, the snowmelt of 35 piles configurations was modeled. It was found that cone-shaped snow management piles are highly sensitive to temperature changes, while ridge-shaped snow management piles are less sensitive and exhibit consistent performance across different temperature settings. This study concludes that snow management piles can help mitigate environmental and geotechnical risks associated with rapid snowmelts. This is particularly important in the context of climate change, where predicting future weather patterns is becoming increasingly challenging. By addressing these aspects, the study enhances the understanding of snow melting dynamics and provides practical solutions for improving the resilience of mine storage structures in the context of climate change
Réponse hydrique des arbres boréaux à une sècheresse de courte durée
Full text linkLa résistance des arbres aux changements climatiques est encore peu comprise en forêt boréale. C’est le cas pour leur réponse aux augmentations en nombre et en intensité des sécheresses estivales. À l’été 2021, un nouveau dispositif expérimental utilisant des dendromètres à pointe a été mis en place dans la région Nord-ouest du Québec, en Abitibi-Témiscamingue. Ce dispositif comprend 50 arbres sur deux dépôts de surface contrastés et typiques de la région, soit l’argile et le sable. L’objectif était d’y étudier la réponse des arbres boréaux (Pinus banksiana, Picea mariana et Populus tremuloides) aux variations environnementales. En août 2021, une sécheresse entre 17 et 24 jours a touché les sites d’étude, permettant de suivre les relations hydriques des arbres études au cours de cette période de faible disponibilité en eau dans le sol. Cette étude a permis d’évaluer les différences qui existent entre les espèces et intra-espèces dans leur capacité à réguler leur contenu en eau au cours d’une sécheresse intense de plusieurs jours. Plus spécifiquement, nous voulions tester si une espèce comme le pin gris connue pour avoir un contrôle stomatique élevé en période de sécheresse montrerait aussi un contenu en eau plus conservateur dans le tronc. À l’inverse, une espèce avec un contrôle stomatique moins élevé (c-à-dire le peuplier-faux-tremble) montrerait une plus grande perte de son contenu en eau durant la sécheresse. Les résultats ont montré un déficit hydrique important pour toutes les espèces durant la sécheresse de courte durée. Le pin gris a subi une diminution marquée de l’amplitude journalière du déficit hydrique durant la sécheresse confirmant une réponse stomatique élevée, mais a montré une difficulté à se réhydrater la nuit. Pour le peuplier, la variation du contenu en eau du tronc était faible, pouvant être expliqué par une efficacité marquée de sa réhydratation. Pour les deux espèces de conifères, le déficit hydrique était plus important sur argile que sur sable durant la majeure partie de la sécheresse, mais plus grand sur sable lorsque l’eau relative disponible dans le sol est très près de 0% après près de trois semaines sans pluie. Ceci peut indiquer une capacité d’acclimatation des arbres à la sècheresse sur sites xériques au moins jusqu’au dépassement de seuils critiques. Ces résultats contribuent à améliorer la compréhension sur la résistance des arbres aux changements climatiques en forêt boréale
Contribution des plantations à croissance rapide au stockage et à la stabilisation du carbone organique du sol en lien avec les traits racinaires
Full text linkLe sol joue un rôle clé dans l’atténuation des changements climatiques, étant le deuxième plus grand réservoir de carbone (C) de la biosphère après les océans. Dans ce contexte, les arbres à croissance rapide tels que les peupliers hybrides représentent des puits potentiels de C dans le sol puisqu’ils accumulent rapidement du C dans leur biomasse et pourraient transférer davantage de matière organique dans le sol. Ils contribuent également à répondre à la demande croissance mondiale en bois. Néanmoins, les effets du taux de croissance de ces arbres sur le stock de carbone organique du sol (COS) demeurent peu connus. De plus, nous ne savons pas exactement comment les traits chimiques (facilement décomposables ou récalcitrants) et architecturaux de leurs racines fines impactent le stockage et la stabilisation du COS. Pour clarifier ces interrogations, nous devrions également déterminer les effets de ces traits racinaires sur les taux de croissance des arbres, puisque les racines fines jouent un rôle central dans l'acquisition des nutriments du sol. En effet, chez les clones de peupliers hybrides, l’effet des traits racinaires tels que la longueur spécifique (SRL) et la densité en masse des racines sur le taux de croissance des arbres reste controversé, étant donné qu’ils sont phylogénétiquement proches.
Cette thèse a eu comme objectif de déterminer l’impact du taux de croissance des peupliers hybrides et des traits fonctionnels de leurs racines fines sur le stockage et la stabilisation du COS. Elle visait également à examiner les effets des traits racinaires sur le taux de croissance de ces arbres. Nous avons étudié une plantation de peupliers hybrides située à New Liskeard, ON, Canada et avons sélectionné cinq clones ayant des taux de croissance différents. Nous avons prélevé des carottes de sol à 0-20, 20-40 et 40-60 cm de profondeur dans le sol pour les analyses du sol (C et azote (N)) et des traits racinaires. Le COS a également été fractionné en carbone organique particulaire (> 53 μm, COP) et en carbone organique associé aux minéraux (< 53 μm, COAM) pour les analyses de la stabilisation du COS.
Nous n’avons pas trouvé de relation significative entre le stock de COS et le taux de croissance des arbres. Cependant, le clone avait des effets significatifs sur le stock de COS, avec les clones à productivité moyenne (1079 et 915005) stockant plus de COS entre 0 et 60 cm de profondeur que le clone le plus productif (DN2). Indépendamment du taux de croissance, nous soulignons l'importance de la sélection des clones/espèces pour maximiser le stockage du COS. La différence dans le stock de COS entre les clones était principalement observée dans la profondeur 20-40 cm suggérant le rôle significatif des racines. Nos analyses sur les traits racinaires ont révélé que les densités en longueur et en masse des racines étaient les meilleurs prédicteurs de l’augmentation du stock de COS et du COAM. Les racines fines facilement décomposables (c'est-à-dire riches en azote (N) et en composés solubles, avec des ratios lignine/N et C/N plus faibles) étaient également positivement corrélées avec le stock de COS et le COAM puisqu’elles pourraient être facilement consommées par les microorganismes du sol et favoriser l’adsorption des sous-produits microbiens sur les surfaces minérales. Ainsi, les traits racinaires qui augmentent le volume de sol exploré par les racines (densité en longueur élevée) et qui sont associés aux racines facilement décomposables jouent un rôle clé dans la stabilisation du COS chez les arbres à croissance rapide.
Par ailleurs, nous avons trouvé que le taux de croissance des arbres a été positivement corrélé avec le diamètre et la concentration en lignine des racines fines, mais négativement associé à la SRL et à la concentration en composés solubles. La théorie du spectre économique racinaire soutenant l’effet positif de la SRL sur la croissance des arbres n’a pas été alors vérifiée. Nous avons argumenté que les racines fines plus grosses et riches en lignine étaient plus avantageuses pour la croissance des arbres probablement grâce à la réduction des coûts de construction et maintien de racines et des pertes de C, ainsi qu’à l’augmentation de la colonisation mycorhizienne. La densité en masse de racines dans la profondeur 0-20 cm a également augmenté avec le taux de croissance des arbres, démontrant l’importance de l’exploration de l’horizon superficiel du sol par les racines pour le taux de croissance des arbres. Nous concluons ainsi que chez nos clones de peupliers hybrides, le taux de croissance des arbres a été soutenu par l’augmentation de la croissance en diamètre et en masse des racines fines pour développer la taille du système racinaire
Biais perçus par des intervenantes dans un outil de dépistage de consommation problématique quant à son utilisation auprès de jeunes autistes : adaptation proposées
Full text linkLes outils de dépistage et d’évaluation de problématique de santé mentale adaptés et validés auprès d’une population autiste s’attardent davantage à la période de l’enfance et de la petite enfance. Peu d’études tendent vers l’adaptation d’outils auprès d’une population autiste se situant dans la période de l’adolescence ou de l’âge adulte (Poulin et al., 2021). Pourtant, les jeunes autistes, tout comme les jeunes allistes, font face à plusieurs défis lors de la transition vers l’adolescence, ainsi que vers le début de l’âge adulte. Parmi ces défis, des problèmes de consommation peuvent émerger. Il demeure donc pertinent de rendre accessible aux différents professionnels œuvrant auprès de cette clientèle, des outils de dépistage et d’évaluation adaptés au fonctionnement autistique. Plusieurs facteurs personnels et environnementaux représentent un risque pour les jeunes autistes de développer des problèmes de consommation (Poulin et al., 2021). Le risque de tendre vers une consommation problématique demeure même plus élevé chez les personnes autistes que chez les personnes allistes (Butwicka et al., 2017).
La présente étude vise à proposer des adaptations à la Grille de dépistage de consommation problématique d’alcool ou de drogues chez les adolescents et adolescentes (DEP-ADO) à une population de jeunes autistes (Germain et al., 2016). D’abord, un portrait des connaissances actuelles en lien avec l’autisme et la dépendance aux substances a été réalisé. Ensuite, des entrevues ont été effectuées auprès de professionnelles pratiquant ou ayant pratiqué auprès d’une clientèle de jeunes autistes, dont certaines détiennent aussi des connaissances au niveau de l’intervention en dépendance. Ces entrevues ont permis de proposer différentes possibilités d’adaptation de l’outil DEP-ADO, de sorte à en faciliter la passation auprès d’adolescents ou d’adolescentes autistes.
Les principaux résultats découlant de la présente étude suggèrent d’apporter un caractère davantage clair et précis quant à la rédaction des énoncés que ce soit en reformulant, en simplifiant ou en ajoutant des exemples concrets et des supports visuels au questionnaire. Ces ajouts nécessitent aussi d’augmenter le temps de passation qui est actuellement évalué à 15 minutes. Certains enjeux, liés au fonctionnement autistique, peuvent agir d’obstacles à la compréhension si aucune adaptation n’est mise en place lors du dépistage de problématiques de consommation. Les résultats soulèvent aussi la nécessité d’adapter les services offerts aux jeunes autistes. Dès que des indices de dépendances se manifestent, un arrimage entre les services offerts aux personnes autistes et les services en dépendances est nécessaire. Cela permettrait aux jeunes autistes de bénéficier de l’expertise de chacun et ainsi obtenir des services davantage adaptés à leurs besoins actuels
Pauvreté et exclusion sociale : des inégalités à la solidarité
Full text linkLa pauvreté et l’exclusion sociale sont des problèmes sociaux interreliés qui affectent différentes sphères de la vie des personnes et des collectivités, au-delà des composantes économiques. En effet, la pauvreté et l’exclusion sociale sont engendrées par une répartition inégale des ressources en termes d’avoir, de savoir et de pouvoir citoyen. Une « région ressource » comme l’Abitibi-Témiscamingue est touchée différemment des grands centres urbains, notamment en raison des particularités liées à son territoire, à son économie basée en grande partie sur l’exploitation des ressources naturelles et à des différences d’accès aux services publics et communautaires. Pour mieux comprendre les défis des personnes vivant en situation de pauvreté et d’exclusion sociale en Abitibi-Témiscamingue et afin de proposer des pistes d’amélioration des interventions sociales et des politiques sociales, des groupes de discussion et des entretiens individuels ont été réalisés avec un total de 41 personnes en situation de pauvreté et/ou d’exclusion sociale. Une perspective intersectionnelle a permis de mettre en lumière l’interaction des différents facteurs de vulnérabilité et formes de discrimination dont le cumul affecte les parcours de vie des personnes en situation de pauvreté et/ou d’exclusion sociale. Le portrait qui en résulte est notamment marqué par des obstacles en matière d’accès au logement, aux soins de santé et services sociaux et au transport. Pour faire face aux difficultés et à un vécu marqué par la violence et la discrimination, les personnes rencontrées ont témoigné de l’importance de la solidarité et de l’entraide. Sur la base des connaissances partagées par ces personnes, six recommandations sont présentées afin de lutter contre la pauvreté et l’exclusion sociale en Abitibi-Témiscamingue et, par extension, dans les autres régions ressources
Localisation basée sur l'information de l'état des canaux (CSI) dans un environnement minier souterrain
Full text linkRÉSUMÉ
Dans le cadre de notre recherche approfondie au sein des industries minières canadiennes, notre objectif est de renforcer les réseaux de communication souterrains à l'aide de solutions sans fil innovantes, essentielles pour améliorer la productivité et garantir une coordination efficace entre les équipes. Notre étude s'est concentrée sur la précision de localisation des dispositifs mobiles dans les environnements souterrains, grâce à une analyse détaillée de l’état de canal sans fils (CSI).
Notre méthodologie s'est développée en deux phases distinctes de collecte de données CSI. La première a impliqué l'utilisation de cartes NIC5300, puis l'adoption de modules ESP32 pour une collecte plus approfondie. Cette approche a permis de couvrir exhaustivement un espace intérieur.
Un volet crucial de notre recherche réside dans l'ajustement minutieux des paramètres de canal, visant à optimiser la performance des réseaux de neurones artificiels (ANN) pour la localisation précise des dispositifs mobiles en milieu souterrain.
Nous avons évalué rigoureusement différentes configurations de perceptrons multicouches (MLP) et avons utilisé des outils avancés tels que Tensor Flow et Scikit-learn pour déterminer la configuration offrant la meilleure précision de localisation.
ABSTRACT
In the context of our comprehensive research within the Canadian mining industries, our goal has been to enhance underground communication networks through innovative wireless solutions, crucial for improving productivity and ensuring effective coordination among teams. Our study focused on the accuracy of mobile device localization in subterranean environments, leveraging a detailed analysis of Channel State Information (CSI).
Our methodology unfolded in two distinct phases of CSI data collection. Initially, it involved the use of NIC5300 cards, followed by the adoption of ESP32 modules for more in-depth collection. This strategy enabled us to thoroughly cover an indoor space.
A critical aspect of our research was the meticulous adjustment of channel parameters to boost the performance of artificial neural networks (ANN) in precisely locating mobile devices underground. We rigorously evaluated various configurations of multilayer perceptrons (MLP) and employed advanced tools such as TensorFlow and Scikit-learn to ascertain which configuration yielded the highest localization accuracy
Dynamique de la végétation de sous-bois en forêt boréale mixte, à l'ouest du Québec
Full text linkLes plantes vasculaires et les bryophytes de sous-bois représentent une partie importante de la diversité végétale en forêt boréale mixte au Canada. Leur dynamique est influencée par des facteurs tels que les perturbations naturelles, la succession des espèces composant la canopée forestière (chronoséquence) et les variations environnementales à petite échelle. Mais cette végétation joue également un rôle important dans le cycle de l’eau et le cycle des nutriments et participe indirectement à influencer la succession des peuplements forestiers. L'objectif général de cette étude est de comprendre comment la végétation de sous-bois et la diversité des bryophytes évoluent à la suite de perturbations naturelles successives (feux et épidémies d’insectes). Dans une chronoséquence forestière établie sur 260 ans à la forêt d’enseignement et de recherche du Lac Duparquet au nord-ouest du Québec, un suivi de la végétation de sous-bois a été mené sur 30 années et complété par un inventaire des bryophytes dans les microhabitats et les milieux terricoles. Les principaux résultats soulignent l'impact des changements dans l'ouverture de la canopée résultant de la succession naturelle post-feu et des épidémies d'insectes sur la dynamique des plantes vasculaires du sous-bois en forêt boréale mixte. Toutefois, l'étude révèle des résultats irréguliers par rapport aux attentes habituelles, notamment en ce qui concerne la richesse spécifique moyenne et la composition des communautés végétales. Ces variations sont principalement associées aux épidémies d'insectes qui ont créé des ouvertures dans la canopée, entraînant une augmentation des ressources lumineuses et nutritives dans le sous-bois, favorisant ainsi, dans certains cas, la diversité de la végétation de sous-bois. La diversité des bryophytes davantage influencées par la diversité de microhabitats disponibles tels que le bois mort que par les environnements terricoles. Ces microhabitats sont principalement influencés par l’apport de bois mort lié à la succession naturelle post-feu, et aux épidémies d’insecte. Plus sensible que le couvert arboré, la végétation de sous-bois est donc un très bon indicateur de la sévérité des perturbations secondaires telles que les épidémies d'insectes dans les peuplements forestiers. Cette étude appuie donc l’importance de continuer à étudier les relations complexes qui lient la végétation de sous-bois et les bryophytes à la couverture arborée et à l’historique des perturbations naturelles, pour informer les prises de décisions dans la gestion durable et écosystémique des peuplements forestiers
Design of a model-based predictive controllers for trajectory-tracking of wheeled mobile robots / Conception des commandes prédictives basées sur un modèle pour le suivi de trajectoire des robots mobiles à roues
Full text linkAbstract
This project focuses on the autonomous tracking control of wheeled mobile robots, with a specific emphasis on omnidirectional robots capable of instantaneous movement in any direction without reorientation. The project's primary focus is the development of nonlinear control strategies based on predictive control principles. These strategies are designed to deliver reliable tracking performance for mobile robot systems that exhibit nonlinearities and operational constraints.
The project begins by developing the kinematic representation of the omnidirectional robot, which serves as the foundation for subsequent control design. Next, two distinct control approaches are formulated for the task of trajectory tracking for omnidirectional mobile robots, particularly in scenarios characterized by nonlinearities and operational constraints. The first method is an optimal predictive method utilizes non-iterative linearization techniques to effectively handle nonlinearities in the system. It also incorporates Laguerre functions to enhance computational efficiency, reducing the computational cost of control. The second approach leverages the inherent nonlinear nature of the robot's dynamics and employs resilient optimization methods to address the computational complexity associated with this approach. Stability analyses is conducted to determine the necessary conditions to achieve nominal stability for the nonlinear controller.
Both control methods are rigorously verified in a simulated environment. Additionally, the performance of these methods is compared against benchmark methods from existing literature, demonstrating their effectiveness and capabilities. To further validate the practicality and suitability of the proposed control strategies, real-time experiments are conducted. These experiments confirm the theoretical development and demonstrate the effectiveness of the methods for real-world missions and applications.
Résumé
Ce projet se concentre sur le contrôle autonome de suivi de trajectoire des robots mobiles à roues, avec une emphase particulière sur les robots omnidirectionnels capables de se déplacer instantanément dans n'importe quelle direction sans réorientation. L'objectif principal du projet est le développement de stratégies de contrôle non linéaires basées sur les principes de contrôle prédictif. Ces stratégies sont conçues pour assurer des performances de suivi fiables pour les systèmes de robots mobiles présentant des non-linéarités et des contraintes opérationnelles.
Le projet commence par développer la représentation cinématique du robot omnidirectionnel, qui sert de base à la conception ultérieure des commandes. Ensuite, deux approches de contrôle distinctes sont formulées pour la tâche de suivi de trajectoire des robots mobiles omnidirectionnels, en particulier dans des scénarios caractérisés par des non-linéarités et des contraintes opérationnelles. La première approche est une méthode prédictive optimale qui utilise des techniques de linéarisation non itératives pour gérer efficacement les non-linéarités du système. Elle intègre également les fonctions de Laguerre pour améliorer l'efficacité de calcul, réduisant ainsi le temps de calcul du contrôle. La deuxième approche exploite la nature non linéaire inhérente à la dynamique du robot et emploie des méthodes d'optimisation résilientes pour répondre à la complexité de calcul associée à cette méthode. L'analyse de stabilité est réalisée pour déterminer les conditions nécessaires pour assurer la stabilité nominale de système non linéaire.
Les deux méthodes de contrôle sont rigoureusement vérifiées dans un environnement de simulation. De plus, les performances de ces méthodes sont comparées à des méthodes de référence de la littérature existante, démontrant leur efficacité et leurs capacités. Pour valider davantage l’aspect pratique et la pertinence des stratégies de contrôle proposées, des expériences en temps réel sont menées. Ces expériences confirment le développement théorique et montrent l’efficacité des méthodes pour des missions et des applications réelles
L'apport de l'approche psychoéducative en matière de sécurisation culturelle dans les services de la protection de la jeunesse
Full text linkAu Québec, depuis les années 80, les statistiques mettent en lumière l’existence d’une surreprésentation des enfants autochtones dans les services de la protection de la jeunesse (Guay et al., 2022, p.43). Notamment, les enfants autochtones sont signalés de 3,5 à six fois plus que les enfants allochtones (CCSSSBJ, 2017; CSSSPNQL, 2013 et 2016, cités dans Ellington, 2019). De ce fait, les données relatives aux services dispensés par la protection de la jeunesse démontrent une prise en charge cinq fois plus élevée que chez les enfants allochtones et un taux de placement en famille d’accueil huit fois plus élevé chez les enfants autochtones (CCSSSBJ, 2017; CSSSPNQL, 2013 et 2016, cités dans Ellington, 2019). Au moment de l’évaluation en protection de la jeunesse, les enfants issus des peuples autochtones sont généralement en bas âge et ils sont nombreux à avoir comme motifs de compromission de la négligence ou un risque sérieux de négligence (Breton et al., 2012; De La Sablonnière-Griffin et al., 2016; Sinha et al., 2011, cités dans De La Sablonnière-Griffin, 2020).
Dans leur ouvrage, les auteures Guay, Ellington et Vollant (2022, p.69) expliquent la présence de motifs de compromission chez les familles autochtones comme étant des manifestations de la souffrance associée à leur histoire de vie, telles que les politiques colonialistes et assimilatrices et les problématiques socioéconomiques avec lesquelles elles composent (p.ex., le racisme systémique, les faibles perspectives d’emploi, la pauvreté, l’historique d’abus et de violence, le déracinement (placement), l’isolement géographique, etc.). Ainsi, les principaux motifs de compromission associés à cette souffrance sont, entre autres, de la négligence, de l’exposition à la violence conjugale, de la consommation abusive de drogues ou d’alcool et des troubles de comportements chez les jeunes (Gay et al., 2022, p.60-74).
Dans l’optique de diminuer la surreprésentation des enfants autochtones dans les services de protection de la jeunesse au Québec, une adaptation de la Loi sur la protection de la jeunesse (LPJ) a eu lieu en 1994. Celle-ci prévoit de prendre en considération les « caractéristiques des communautés autochtones » dans l’application de la LPJ. C’est à dire que les intervenants sociaux doivent adapter leurs interventions aux réalités culturelles des peuples autochtones tels que la valeur de l’enfant, le mode de vie et l’importance de la communauté et de la famille élargie (art. 2.4 (5o)C), LPJ, cité dans Guay et al., 2022, p.45 ; Gouvernement du Québec, 2010). Bien que des modifications aient été effectuées en ce qui concerne la LPJ au courant des années suivantes, ce n’est qu’en 2017 que des changements significatifs ont été adoptés. Entre autres, ces modifications comprennent la préservation de l’identité culturelle, les priorités de placement, le recrutement et la gestion des familles d’accueil par les communautés elles-mêmes, la présence au tribunal des responsables des services sociaux des communautés autochtones et l’obligation des intervenants à tenir compte des caractéristiques des communautés autochtones (Guay et al., 2022, p.45- 46)
Investigation de l'intrusion marine et de mécanismes de l'acquisition de la charge saline dans le système aquifère de Djébeniana : approches hydrogéophysique, hydrochimique, isotopique et modélisation numérique
Full text linkLa présente étude a comme objectif principal d’élucider les processus et les impacts de l a salinisation des eaux souterraines du bassin de Djébeniana (Sfax, sud-est de la Tunisie). Les objectifs spécifiques sont (OS1) évaluer les processus de salinisation des eaux souterraines dans l'aquifère phréatique par traçage isotopique et géochimique, (OS2) évaluer la qualité de l’eau souterraine et appréhender les risques associés à sa consommation et (OS3) coupler des approches de tomographie de résistivité électrique et de modélisation géochimique pour évaluer la configuration du front d’intrusion saline. Pour l’atteinte de l’OS1, 25 échantillons d'eau souterraine provenant de l'aquifère superficiel du Plio-Quaternaire (PQ) et de l'aquifère profond du Miocène ont été analysés pour les ions majeurs, mineurs et éléments traces ainsi que les isotopes stables de la molécule d'eau (δ1 8 O - δ 2 H), du chlore (δ 3 7 Cl) et du brome (δ 8 1 Br). Les données ont permis l’identification de deux groupes d'échantillons présentant des compositions chimiques distinctes. Les échantillons du groupe I correspondent à des eaux minéralisées en Na-Cl alors que les échantillons du groupe II correspondent à des eaux de faciès chimique Ca-SO 4 présentant une salinité plus faible que celle du groupe I. La distribution spatiale des échantillons associés à ces groupes permet d'évaluer les processus hydrogéochimiques associés à la salinisation des eaux souterraines, soit (1) la recharge récente par les eaux de pluie dissolvant les sels et entraînant la migration descendante de l'eau salée dans les parties supérieures du système d'écoulement des eaux souterraines, (2) l'intrusion d'eau de mer dans les parties inférieures de l'aquifère côtier, (3) les réactions d'échange ionique provoquées par l'intrusion d'eau de mer, et ( 4) la recharge de la nappe par le retour des eaux d’irrigation évaporées, principalement d ans la zone côtière. Un modèle conceptuel de salinisation des eaux souterraines a été réalisé pour supporter une meilleure gestion des ressources en eaux souterraines de la région. Pour l’atteinte de l’OS2, la potabilité des échantillons d'eau souterraine a été évaluée en utilisant la dureté totale (TH) et le calcul d’indices de qualité de l'eau (WQI). Les risques cancérigènes et non cancérigènes pour la santé humaine associés à l'ingestion de fluorure, de nitrates, de strontium et de métaux (Cu, Zn, Cr, Pb, Fe, Cd et Mn) pour deux catégories d'exposition (enfants et adultes) ont également été évalués. Les calculs du TH et de WQI suggèrent que tous les puits des aquifères du Plio-quaternaire et du Miocène sont classés comme impropres à la consommation. Les indices de danger total (THI) suggèrent que tous les échantillons prélevés de l'aquifère Plio-quaternaire sont impropres à la consommation, en particulier pour les enfants. Les quotients de danger (HQ) calculés pour Cu, Zn, Cr, Pb, Fe, Cd et Mn sont inférieurs à 1, ce qui suggère que ces éléments présentent un niveau acceptable de risque non cancérigène. Les valeurs calculées du risque incrémental de cancer sur la durée de vie (ILCR) en réponse à l'exposition orale à certains métaux toxiques (Pb, Cr et Cd) suggèrent un risque de cancer pour certains résidents. Ultimement, les données ont été utilisées pour proposer des recommandations à court, moyen et long terme pour la gestion et la protection des eaux souterraines. Pour l’atteinte de l’OS3, des pseudo-sections de tomographie de la résistivité électrique ont été acquises en zone côtière et les résistivités électriques calculées ont été employées afin d’estimer la conductivité électrique de l’eau souterraine via une application de la loi d’Archie. Les conductivités électriques de l’eau ainsi estimées ont été comparées à la conductivité électrique théorique de l’eau modélisée avec PHREEQC, pour différents ratios de mélange entre l’eau de mer et l’eau souterraine. La comparaison ainsi produite a été employée afin d’estimer, à partir des données géophysiques, des ratios de mélange entre l’eau de mer et l’eau douce en zone côtière. Les indices de saturation modélisés pour les mélanges suggèrent que l’intrusion d’eau de mer engendre un abaissement de l’indice de saturation de la fluorite, ce qui pourrait favoriser la dissolution de ce minéral et le relargage de fluor, un contaminant géogénique d’intérêt. Ultimement, les résultats de cette thèse fournissent de nouvelles connaissances scientifiques concernant les processus de salinisation en zone côtière et leurs impacts sur la qualité de la ressource en eau potable. Sur le plan sociétal, ces connaissances sont critiques pour appuyer une meilleure gestion de la ressource en eau souterraine pour la population actuelle et les générations futures.
Abstract
The main objective of the present study is to elucidate the processes and impacts of groundwater salinization in the Djebeniana basin (Sfax, south-east Tunisia). The specific objectives are (SO1) to evaluate groundwater salinization processes in the phreatic aquifer by isotopic and geochemical tracing, (SO2) to assess groundwater quality and evaluate the risks associated with its consumption, and (SO3) to couple electrical resistivity tomography and geochemical modeling approaches to assess the configuration of the saline intrusion front. To achieve SO1, 25 groundwater samples from the Plio-Quaternary (PQ) shallow aquifer and Miocene deep aquifer were analyzed for major, minor and trace ions, as well as stable isotopes of the water molecule (δ 1 8 O - δ 2 H), chlorine (δ 3 7 Cl) and bromine (δ 8 1 Br). Two groups of samples with distinct chemical compositions were identified. Group I samples correspond to N a-Cl mineralized waters while Group II samples correspond to waters with Ca-SO4 chemical facies with a lower salinity than Group I . The spatial distribution of samples associated with these groups allows for assessing the hydrogeochemical processes associated with groundwater salinization, namely (1) recent recharge by rainwater dissolving salts and resulting in the downward migration of saline water into the upper parts of the groundwater flow system, (2) seawater intrusion into the lower parts of the coastal aquifer, (3) ion exchange reactions caused by seawater intrusion, and (4) groundwater recharge by the return of evaporated irrigation water, mainly in the coastal zone. A conceptual groundwater salinization model is proposed to support better management of the region's groundwater resources. To achieve SO2, the potability of groundwater was assessed using total hardness (TH) and water quality index (WQI) c alculations. The carcinogenic and non-carcinogenic human health risks associated with the ingestion of fluoride, nitrate, strontium, and metals (Cu, Zn, Cr, Pb, Fe, Cd a nd Mn) for two exposure categories (children and adults) were also assessed. TH and W QI calculations suggest that all wells in the Plio-Quaternary and Miocene aquifers are classified as unfit for consumption. Total hazard indices (THI) suggest that all samples taken from the Plio-Quaternary aquifer are unfit for consumption, particularly for children. The hazard quotients (HQ) calculated for Cu, Zn, Cr, Pb, Fe, Cd and Mn are less than 1, suggesting that these elements present an acceptable level of non-carcinogenic risk. Calculated incremental lifetime cancer risk (ILCR) values in response to oral exposure to certain toxic metals (Pb, Cr and Cd) suggest a cancer risk for some residents. Ultimately, the data were used to propose short-, medium- and long-term recommendations for groundwater management and protection. To achieve SO3, pseudo-sections of electrical resistivity tomography were acquired in the coastal zone, and the calculated electrical resistivities were used to estimate the electrical conductivity of groundwater via an application of Archie's law. The electrical conductivities of the water thus estimated were compared with the theoretical electrical conductivities calculated with PHREEQC, for different mixing ratios between seawater and groundwater. The resulting comparison was used to estimate mixing ratios between seawater and freshwater in the coastal zone, based on geophysical data. The modelled saturation indices for the mixtures suggest that seawater intrusion leads to a lowering of the fluorite saturation index, which could promote dissolution of this mineral and the release of fluorine, a geogenic contaminant of interest. Ultimately, the results of this thesis provide new scientific insights into salinization processes in coastal zones and their impact on the quality of drinking water resources. In societal terms, this knowledge is critical to support better management of the groundwater resource for the present population and future generations