Expertises
Hydrologie et thermie en rivière , Modélisation déterministe
- Professeur titulaire
Téléphone
418 654-3113
Courriel
andre.st-hilaire@inrs.ca
Centre Eau Terre Environnement
490, rue de la Couronne
Québec (Québec) G1K 9A9
Canada
Intérêts de recherche
Le professeur St-Hilaire s’intéresse à la variabilité spatiale et temporelle de variables abiotiques en rivière et au contenu en information des réseaux de stations de mesures. Ses travaux portent aussi sur la modélisation du régime thermique et de la dynamique des sédiments des cours d’eau. Il travaille également sur les analyses statistiques reliées aux débits environnementaux dans un contexte de changements climatiques.
Ses principaux axes de recherche sont :
- Axe 1 : Modélisation hydrologique et thermique en rivière
- Axe 2 : Débits environnementaux et modélisation des habitats aquatiques
- Axe 3 : Hydrologie et qualité de l’eau des tourbières
Consulter le Mémoire portant sur une éventuelle mise sur pied d’une Agence canadienne de l’eau (PDF)
Futurs étudiants
J’invite les étudiant(e)s intéressé(e)s par mes recherches et désireux de poursuivre des études de 2e et 3e cycles à me contacter. Vous pouvez aussi consulter le répertoire des offres de projets de maîtrise et de doctorat à l’INRS.
Son équipe
Anik Daigle
Associée de recherche
Habiba Ferchichi
Agente de recherche
Khawla Riahi
Agent de recherche
Véronique Dubos
Doctorat
Mostafa Khorsandi
Doctorat
Eisinhower Rincon Vargas
Doctorat
Olfa Abidi
Maîtrise
Simon Bée
Maîtrise
Ilias Hani
Maîtrise
Freddy Houndekindo
Maîtrise – codirection
Philippe Poulin
Maîtrise
Negin Rahmati
Maîtrise
Muhammed Oyinlola
Stage postdoctoral
Formation universitaire
- Ph. D. Sciences de l’eau, Institut national de la recherche scientifique
- M. Sc. Sciences appliquées, Université de Moncton
- B. Sc. Physique et océanographie, Royal Roads Military College
Biographie
Avant de se joindre à l’INRS, André St-Hilaire a travaillé à l’Université de Moncton, à l’Institut Maurice-Lamontagne et dans diverses entreprises du secteur privé.
Projets de recherche récents
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 »; 3) 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)
Affiliations
- Groupe de recherche en hydroclimatologie statistique (INRS, Centre Eau Terre Environnement)
- Canadian Rivers Institute
- Centre interuniversitaire de recherche sur le saumon Atlantique (CIRSA)
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, Water
Diplômé(e)s et anciens stagiaires postdoctoraux
Enseignement
- Occurrences et récurrences des extrêmes en environnement (ETE418)
- Géostatistiques (ETE419)
- Habitats aquatiques (ETE423)
Publications
Dubos, Véronique, St-Hilaire, André et Bergeron, Normand E. (2022). Summer stream habitat preferences of Nunavik anadromous Arctic char (Salvelinus alpinus) fry and parr. Can. J. Fish. Aquat. Sci. / J. Can. Sci. Halieut. Aquat., EN LIGNE.
DOI : 10.1139/cjfas-2021-0119
Saadi, El Mahdi, Msilini, Amina, Charron, Christian, St-Hilaire, André et Ouarda, Taha B. M. J. (2022). Estimation of the area of potential thermal refuges using generalized additive models and multivariate adaptive regression splines: A case study from the Ste-Marguerite River. River Res. Appl., 38 (1) : 23-35.
DOI : 10.1002/rra.3886
Berthot, Laureline, St-Hilaire, André, Caissie, Daniel, El Jabi, Nassir, Kirby, Judith et Ouellet-Proulx, Sébastien (2021). Environmental flow assessment in the context of climate change: a case study in Southern Quebec (Canada). J. Water Clim. Change, 12 (8) : 3617-3633.
DOI : 10.2166/wcc.2021.254
Berthot, Laureline, St-Hilaire, André, Caissie, Daniel, El Jabi, Nassir, Kirby, Judith et Ouellet-Proulx, Sébastien (2021). The use of wetted perimeter as habitat proxy to assess environmental flows in Southern Quebec rivers (Canada). Ecol. Indic., 132 (Décembre) : Art. 108283.
DOI : 10.1016/j.ecolind.2021.108283
Boudreau, Jérémie, St-Hilaire, André, Chebana, Fateh et Bergeron, Normand E. (2021). Modelling fish physico-thermal habitat selection using functional regression. J. Ecohydraul., 6 (2) : 105-120.
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Charron, Christian, St-Hilaire, André, Ouarda, Taha B. M. J. et van den Heuvel, Michael R. (2021). Water temperature and hydrological modelling in the context of environmental flows and future climate change: Case study of the Wilmot River (Canada). Water, 13 (15) : Art. 2101.
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St-Hilaire, André; Ferchichi, Habiba; Berthot, Laureline et Caissie, Daniel (2021). The fate of stationary tools for environmental flow determination in a context of climate change. Water, 13 (9) : Art. 1203.
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Wegscheider, Bernard, Linnansaari, Tommi, Monk, Wendy A., Ndong, Mouhamed, Haralampides, Katy A., St-Hilaire, André, Schneider, Matthias et Curry, Allen R. (2021). Quantitative modelling of fish habitat in a large regulated river in a changing climate. Ecohydrology, EN LIGNE.
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Wegscheider, Bernard, Linnansaari, Tommi, Ndong, Mouhamed, Haralampides, Katy A., St-Hilaire, André, Schneider, Matthias et Curry, Allen R. (2021). Fish habitat modelling in large rivers: combining expert opinion and hydrodynamic modelling to inform river management. J. Ecohydraul., EN LIGNE.
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Beaupré, Laurie; St-Hilaire, André; Daigle, Anik et Bergeron, Normand E. (2020). Comparison of a deterministic and statistical approach for the prediction of thermal indices in regulated and unregulated river reaches: case study of the Fourchue River (Québec, Canada). Water Qual. Res. J., 55 (4) : 394-408.
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Berthot, Laureline; St-Hilaire, André; Caissie, Daniel; Kirby, Judith et Ouellet-Proulx, Sébastien (2020). Southern Quebec environmental flow assessments: spatial and temporal scales sensitivity. Can. Water Resour. J. / Rev. Can. Ressour. Hydr., 45 (4) : 358-371.
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Betis, Hermine; St-Hilaire, André; Fortin, Claude et Duchesne, Sophie (2020). Development of a water quality index for watercourses downstream of harvested peatlands. Water Qual. Res. J., 55 (2) : 119–131.
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Hafdhi, Sabiha; Duchesne, Sophie et St-Hilaire, André (2020). Hydraulic modelling for assessment of the performance of sedimentation basins downstream from extracted peatlands. Mires and Peat, 26 (2020) : Art. 7.
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Ouarda, Taha B. M. J.; Charron, Christian et St-Hilaire, André (2020). Uncertainty of stationary and nonstationary models for rainfall frequency analysis. Int. J. Climatol., 40 (4) : 2373-2392.
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Ouellet, Valérie; St-Hilaire, André; Dugdale, Stephen J.; Hannah, David N.; Krause, Stefan et Proulx-Ouellet, Sébastien (2020). River temperature research and practice: Recent challenges and emerging opportunities for managing thermal habitat conditions in stream ecosystems. Sci. Total Environ., 736 (Septembre) : Art. 139679.
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Sirabahenda, Zacharie; St-Hilaire, André; Courtenay, Simon C. et van den Heuvel, Michael R. (2020). Assessment of the effective width of riparian buffer strips to reduce suspended sediment in an agricultural landscape using ANFIS and SWAT models. CATENA, 195 (Décembre) : Art. 10462.
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Boudreau, Jérémie; Bergeron, Normand E.; St-Hilaire, André et Chebana, Fateh (2019). Stream temperature modeling using functional regression models. J. Am. Water Resour. Assoc., 55 (6) : 1382-1400.
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Daigle, Anik; Boyer, Claudine et St-Hilaire, André (2019). A standardized characterization of river thermal regimes in Quebec (Canada). J. Hydrol., 577 (Octobre) : Art. 123963.
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Garneau, Cyril; Duchesne, Sophie et St-Hilaire, André (2019). Comparison of modelling approaches to estimate trapping efficiency of sedimentation basins on peatlands used for peat extraction. Ecol. Eng., 133 (Août) : 60-68.
DOI : 10.1016/j.ecoleng.2019.04.025
Ouellet-Proulx, Sébastien; St-Hilaire, André et Boucher, Marie-Amélie (2019). Implication of evaporative loss estimation methods in discharge and water temperature modelling in cool temperate climates. Hydrol. Process., 33 (22) : 2867-2884.
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Sirabahenda, Zacharie; St-Hilaire, André; Courtenay, Simon C. et van den Heuvel, Michael R. (2019). Comparison of acoustic to optical backscatter continuous measurements of suspended sediment concentrations and their characterization in an agriculturally impacted river. Water, 11 : Art. 981.
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Larabi, Samah; St-Hilaire, André; Chebana, Fateh et Latraverse, Marco (2018). Using functional data analysis to calibrate and evaluate hydrological model performance. J. Hydrol. Eng., 23 (7) : Art. 04018026.
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Masselot, Pierre; Chebana, Fateh; St-Hilaire, André; Belkacem, Abdous; Gosselin, Pierre et Ouarda, Taha B. M. J. (2018). EMD-regression for modelling multi-scale relationships, and application to weather-related cardiovascular mortality. Sci. Total Environ., 612 (Janvier) : 1018-1029.
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Ouellet-Proulx, Sébastien; St-Hilaire, André et Boucher, Marie-Amélie (2017). Water temperature ensemble forecasts: Implementation using the CEQUEAU model on two contrasted river systems. Water, 9 (7) : Art. 457.
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Sirabahenda, Zacharie; St-Hilaire, André; Courtenay, Simon C.; Alberto, Ashley et van den Heuvel, Michael R. (2017). A modelling approach for estimating suspended sediment concentrations for multiple rivers influenced by agriculture. Hydrol. Sci. J., 62 (13) : 2209-221.
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Thiombiano, Alida Nadège; El Adlouni, Salah-Eddine; St-Hilaire, André; Ouarda, Taha B. M. J. et El Jabi, Nassir (2017). Nonstationary frequency analysis of extreme daily precipitation amounts in Southeastern Canada using a peaks-over-threshold approach. Theor. Appl. Climatol., 129 (1-2) : 413-426.
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