André St-Hilaire

Projets de recherche en cours

Analyse régionale de le température de l’eau

Ce projet vise à adapter des méthodes d’analyse réginonale des crues et des étiages à une autre variable importante : la température de l’eau. Les méthodes développées permettront de transférer l’information sur le régime thermique des rivières jaugées vers celles qui ont peu ou pas d’information.

Financement : CRSNG

Modélisation du régime thermique dans un contexte de gestion des barrages

La prévision des apports naturels aux réservoirs constitue, pour les opérateurs d’ouvrages hydroélectriques comme Rio Tinto, l’étape clé du processus de gestion hydrique. De nombreux modèles de prévision des apports et de la température de l’eau sont disponibles, dont celui utilisé par le partenaire industriel : le modèle CEQUEAU. Le présent projet vise à améliorer cet outil de prévision hydrologique et de température de l’eau. Les objectifs principaux du projet sont :

1) le développement de différents modules de calcul du flux de chaleur de longues longeurs d’onde;

2) l’adaptation d’algorithmes pour une gestion multi-espèces des relâches d’eau;

3) la génération de scénarios thermiques dans un contexte de changements climatiques.

Financement : CRSNG et Rio Tinto
Collaborateurs : Richard Arseneault (ETS), Colin Brauner & Scott Hinch (UBC), Franciz Zwiers (UVIC)

Débits environnementaux

Dans ce projet, une analyse comparative des approches connues pour la détermination des débits environnementaux est entreprise.  Cette analyse permettra d’identifier les approches de détermination de débits environnementaux qui entreront ultimement dans l’identification de débits seuils qui seront destinés à servir de critères utilisés dans le processus d’autorisation de nouveaux prélèvements ou d’augmentation de prélèvements au Québec, et ce, à différentes échelles temporelles.

Financement : Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte Contre les Changements Climatiques

Analyse et modélisation de la sensibilité thermique des rivières à saumon du sud du Québec

Le projet consiste à développer et adapter des modèles de température de l’eau en rivière afin d’estimer certaines métriques thermiques jugées importantes pour le saumon Atlantique et ce, dans un contexte de changement climatique.

Financement : Ministère de la Forêt, de la Faune et des Parcs du Québec.
Collaborateur : Normand Bergeron

Bilan hydrologique d’une tourbière ombrothophe

Le calcul du bilan de carbone d’une tourbière doit inclure les flux aquatiques. Une étude a donc été entreprise afin d’élaborer et mettre en oeuvre un protocole de calcul du bilan hydrique d’une tourbière du bassin versant de la rivière Romaine afin d’évaluer quantitativement les flux aquatiques du carbone sur cette tourbière.

Financement : CRSNG, Hydro-Québec
Collaboratrice : Michelle Garneau (UQAM, chercheure principale)

Modélisation du régime thermique d’une rivière du moyen-nord québécois

Le bassin versant de la rivière Caniapiscau couvre un large territoire exploité en partie par l’industrie minière. L’impact cummulatif de possible rejets toxiques et de l’élévation de la température de l’eau sur les poissons est le sujet de ce projet. Dans ce contexte, le modèle hydrologique CEQUEAU sera utilisé afin de générer des scénarios futurs de température de l’eau dans cette région.

Financement : Fonds de dommage en environnement, ECCC
Collaborateurs : Patrice Couture (chercheur principal),  Normand Bergeron, Richard Martel, Jasmin Raymond

Mactaquac Ecosystem Assessment

Le barrage Mactaquac est le plus gros ouvrage hydraulique au Nouveau-Brunswick. La structure en béton est sujette à un expansion causée par la pyrite dans le béton. La durée de vie du barrage est donc écourtée. Trois scénarios sont envisagés: le démantèlement, la construction d’un barrage sans production hydroélectrique et la construction d’un barrage avec centrale. Cette composante du projet a pour objectif de modéliser l’impact d’un éventuel démantèlement sur le régime thermique présente et futur. La première étape consiste à caler le modèle hydrologiquet et thermique CEQUEAU à l’aide de données récentes. par la suite, les intrants météo du modèle seront obtenus de modèles climatiques et des scénarios de régime thermique futurs seront élaborés.

Financement : CRSNG – Recherche et développement coopérative et Énergie Nouveau-Brunswick
Collaborateur : Allen Curry, University of New-Brunswick

Impacts des changements climatiques sur les apports en eau au système Grands Lacs/Saint-Laurent – Phase II

Cette étude vise à améliorer la connaissance des liens entre les extrêmes hydrologiques du système des Grands Lacs / Saint-Laurent et les systèmes météorologiques. La relation entre les apports nets au bassin des Grands Lacs et les variables hydrométéorologiques incluant les blocages est explorée. La méthodologie consiste à utiliser une approche multivariée basée sur l’analyse fréquentielle non stationnaire sur les apports nets maximums et minimums, et ce, pour tous les Grands Lacs (Supérieur, Huron, Érié, Ontario et Michigan).

Financement : Environnement Canada
Collaborateurs : Fateh Chebana (INRS), Philippe Gachon (Environnement Canada)

Développement et adaptation d’un outil multimodule de prévision hydrologique et thermique dans un contexte d’assimilation de données

Plusieurs alumineries produisent leur propre électricité et gèrent des ouvrages de production hydroélectrique. La prévision hydrologique est souvent faite à l’aide de modèles qui calculent les débits à partir d’intrants météorologiques et d’une connaissance des caractéristiques physiographiques du bassin versant. Le modèle hydrologique CEQUEAU est utilisé par le partenaire industriel du présent projet. En plus de la prévision hydrologique, le modèle CEQUEAU peut aussi simuler la température de l’eau. Des prévisions thermiques sont nécessaires pour des bassins versants ayant une population de poissons sténothermes. La dernière mise à jour de ce modèle date de plus de 12 ans. Une structure modulaire plus moderne permettra l’incorporation d’information multimodule pour les différents termes du bilan hydrique. Le présent projet a pour objectifs :

1) le développement de méthodes innovatrices pour la prise en compte de données de neige;

2) le développement de modules d’évapotranspiration;

3) l’adaptation et la comparaison d’algorithmes de calibration automatique;

4) l’amélioration du modèle thermique;

5) le développement d’outils d’assimilation de données basés sur l’approche des filtres particulaires.

Financement : CRSNG – Subvention de recherche et développement coopérative, Rio Tinto Alcan
Collaborateurs : Fateh Chebana (INRS), Marie-Amélie Boucher (UQAC)

Faire-face Aux Changements Ensemble (FACE): Mieux s’adapter aux changements climatiques au Canada et en Afrique de l’Ouest dans le domaine des ressources en eau

Le but du programme est d’appuyer les capacités d’adaptation aux changements climatiques (CC) au Canada, au Maroc et au Niger. Ces deux derniers pays possèdent une variabilité climatique naturelle importante, ils sont sujets à la raréfaction / surabondance des pluies dans certaines régions, et ont une répartition des ressources hydriques très variable. Tous ces éléments influencent considérablement les risques pour la santé humaine et l’intégrité des systèmes naturels et humains dans le contexte des CC. Sous la thématique intégratrice de l’eau, les projets du programme FACE sont orientés vers :

1) les vulnérabilités liées aux maladies vectorielles et respiratoires et les liens avec les aléas hydroclimatiques regroupés sous le thème « Santé »;

2) la gestion de l’eau et la conception des infrastructures en lien avec les prévisions hydroclimatiques sous le thème « Systèmes humains et naturels ».

Le troisième et dernier thème, nommé « Intégration, transfert et application des connaissances endogènes et scientifiques », vise à développer un réseau de compétence et de communication orienté vers les décideurs et les populations.

Financement : CRDI-CRSH-CRSNG – Initiative de recherche internationale sur l’adaptation aux changements climatiques
Collaborateurs : R. Laprise et B. Motulsky (UQAM), O. Seidou (U. Ottawa), N. Eljabi (U. Moncton), P. Gachon (Environnement Canada)

Diplômé(e)s et anciens stagiaires postdoctoraux

Joannie Beaupré  (M. Sc.  2019)
Laurie Beaupré  (M. Sc.  2014)
Hermine Betis  (M. Sc.  2019)
Jérémie Boudreault  (M. Sc.  2018)
Gwenael Carrer  (Ph. D.  2014)
Gaetano Cecere  (M. Sc.  2017)
Olivier Chimi Chiadjeu  (Stage postdoctoral  2018)
Stephen J. Dugdale  (Ph. D.  2014)
Mohammed Aziz Es Salhi  (M. Sc.  2011)
Sabiha Hafdhi  (M. Sc.  2019)
Hélène Higgins  (M. Sc.  2010)
Deepti Joshi  (Ph. D.  2014)
Moez Kadri  (M. Sc.  2020)
Bahaa Khalil  (Ph. D.  2010)
Fatima Laanaya  (M. Sc.  2015)
Samah Larabi  (Ph. D.  2017)
Audrey Maheu  (Ph. D.  2015)
Pierrd Masselot  (Ph. D.  2017)
Julien Mocq  (Ph. D.  2013)
Bouchra Nasri  (Ph. D.  2017)
Valérie Ouellet  (Ph .D.  2011)
Sébastien Ouellet-Proulx  (M. Sc.  2013)
Sébastien Ouellet-Proulx  (Ph. D.  2018)
Sandra Prouls-McInnis  (M. Sc.  2010)
Christian Saad  (M. Sc.  2014)
Myriam Samson-Dô  (M. Sc.  2015)
 Zacharie Sirabahenda  (Ph. D.  2019)
Simon Tardif  (Ph. D.  2010)
Alida Nadège Thiombiano  (Ph. D.  2007)

Activités scientifiques

• Membre régulier, Centre interuniversitaire de recherche sur le saumon atlantique (CIRSA) (2007-…)
• Éditeur associé, Water Quality Research Journal of Canada (2007-2012)
• Membre régulier, Centre sur les changements climatiques et environnementaux à l’échelle du globe (GEC3) (2007-2010)
• Membre régulier (Fellow), Canadian Rivers Institute (2008-…)
• Bureau de direction, Association canadienne des ressources hydriques (2004-…)
• Membre du comité éditorial : Canadian Water Resources Journal
• Membre du comité éditorial : Water

Activités d’enseignement

Ces cours sont donnés dans le cadre du programme de maîtrise professionnelle en sciences de l’eau (profil sans mémoire).

Études d’impact (EAU510) 

Chimie environnementale. Thermodynamique des équilibres chimiques. Équilibres dans les eaux naturelles : acides-bases; CO₂ dissous; précipitation-dissolution; oxydoréduction; complexation. Facteurs qui influencent la composition minérale des eaux. Phénomène à l’interface solide-solution. Origine des charges de surface; modèles des colloïdes. Équilibres d’adsorption; modèles d’adsorption sur les oxydes métalliques; évidences in situ modèles basés sur les équilibres chimiques. Règle des phases et ses applications aux modèles d’équilibre. Construction d’un modèle pour calculer la spéciation en solution. Applications aux eaux naturelles.

Géostatistiques (EAU464)

Variabilité spatiale en présence de persistance; analogie avec la structure temporelle en séries chronologiques. Dépendance et contenu en information. Outils : variogramme, interpolation spatiale (distance inverse, polynomiale, optimale de Gandin, facettes planes, moyennes pondérées, polygones de Tiessen); présentation mathématique, Krigeage. Applications spécifiques : détermination des erreurs d’échantillonnage, comment traiter avec des variogrammes difficiles, application de méthodes de corrections; planification d’échantillonnage spatial.