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Versin virtuelle du stage de terrain en sciences de l'eau

Le stage de terrain 1 a pour objectif de familiariser la population étudiante aux différentes techniques d’échantillonnage en hydrologie, hydrogéologie, limnologie, océanographie et biologie aquatique (engins de pêche et habitats). Les sessions pratiques s’effectuent sur la rivière Sainte-Marguerite, un affluent du Saguenay, dans la Baie du même nom sur le Fjord du Saguenay et dans les lacs environnants. Un séjour d’une semaine à la station expérimentale du Centre ETE, située à Sacré-Cœur, permet aux stagiaires de compléter l’ensemble des sessions pratiques. Par la suite, les membres de la communauté étudiante doivent présenter des rapports qui colligent et décrivent les données récoltées et doivent répondre à des questions permettant d’évaluer leur compréhension des techniques d’échantillonnage, leurs limites et les principes physiques, chimiques et biologiques qui sont décrits en partie par les mesures prises.

Introduction à la limnologie (lacs et rivières), concepts en physique, chimie et biologie, cycles biogéochimiques, communautés biotiques (des virus aux poissons), productivité biologique, limnologie hivernale, régulation de la chimie des eaux, paramètres usuels de la qualité de l'eau, influences du bassin versant et des aménagements physiques sur la qualité de l'eau, perturbations anthropiques, études de cas.

Échantillonnage. Paramètres d’une population ; type d’échantillonnage ; aléatoire simple, stratifié, proportionnel, réparation optimale, information d’une variable supplémentaire ; autocorrélation temporelle et spatiale. Suivi temporel. Séries de temps. Séries aléatoires, périodicités, tendances. Séries stationnaires et non stationnaires ; définition de la dépendance linéaire, autocorrélation. Séries de Markov d’ordres un et deux ; analyses de structures de persistance. Approche de Box et Jenkins, fonctions de transfert. Notion de contenu en information pour l’optimisation de l’échantillonnage temporel. Application à des données environnementales.

Ce cours inclut les activités et concepts suivants : prélèvement et préservation d'échantillons pour déterminer le statut trophique et la qualité de l’eau d’un lac et d’une rivière en zone urbaine (Lac St-Augustin et Rivière du Cap Rouge); exploration de diverses méthodes d’échantillonnage et d'analyses environnementales (chimie de l’eau, observation/identification du phytoplancton et du zooplancton en lac, observation des algues benthiques et des macroinvertébrés benthiques en rivières); choix des protocoles, de la stratégie d'échantillonnage et des méthodes d'analyse; instrumentation et équipement; introduction à la paléolimnologie; contrôle de qualité; fiabilité et validation des résultats; représentation graphique, analyse statistique et interprétation des résultats; règles de sécurité et accréditation des laboratoires.

Ce cours est une introduction à la télédétection tant à ses principes physiques qu’aux capteurs utilisés (satellites, aéroportées, drones) et aux principales applications en sciences de l’eau et en sciences de la Terre. Les objectifs du cours sont : 1) de connaître les mécanismes d’interaction entre les ondes, la surface terrestre observée et l’atmosphère et comprendre le concept de signature spectrale des objets observés ; 2) connaître les principaux types de capteurs utilisés en télédétection (optiques, thermiques, hyperspectrales ; micro-ondes passives et actives) et comprendre leur fonctionnement et leur utilisation ; 3) connaître les ressources disponibles pour obtenir de l’information sur les satellites en opération, les types d’images et les produits disponibles, gratuits ou payants ; 4) découvrir les nombreuses applications de la télédétection en sciences de l’eau et en sciences de la Terre (hydrologie, limnologie, géologie, géomorphologie, glaciologie,…) tant à l’échelle continentale, régionale et locale.

Ce cours est composé de trois principales parties : 1) les approches descriptives multivariées (analyse en composantes principales, analyse canonique des corrélations, classification hiérarchique); 2) les modèles de régression (régressions simple et multiple, hypothèses d'utilisation, choix de modèles, sélection de variables, méthode Ridge, méthode pas-à-pas, ANOVA simple); 3) les modèles de séries temporelles (AR, MA, ARMA, etc). Des exemples d'application environnementale pour chaque partie seront traités en utilisant les logiciels R ou Matlab.

Prérequis : Un cours de mathématiques appliquées (ETE406 ou équivalent) est un préalable obligatoire pour suivre ce cours.

Ce cours a pour objectif de familiariser l’étudiant(e) à l’assainissement des eaux usées municipales et industrielles. Il inclut un survol des notions théoriques ainsi que des principales techniques physicochimiques et biologiques employées pour l’épuration des eaux usées et le traitement des boues. Il vise également à initier l’étudiant(e) aux méthodes d’analyse physicochimiques et d’examens microbiologiques courants en assainissement des eaux.

Ce cours vise à : 1) présenter les éléments théoriques et les méthodes statistiques nécessaires à la compréhension de l’analyse fréquentielle des extrêmes dans un cadre univarié et stationnaire; 2) introduire les étudiant(e)s à l’analyse fréquentielle régionale des variables hydrologiques; 3) familiariser les étudiant(e)s avec certains outils d’application; 4) donner une brève introduction à l’analyse fréquentielle dans un cadre univarié non-stationnaire et dans un cadre multivarié.

Ce cours a pour objectif de permettre aux étudiant(e)s de se familiariser avec les notions permettant d’identifier, caractériser et modéliser les habitats aquatiques, avec une emphase sur les habitats de poisson. Les thématiques suivantes seront abordées : 1) connaissance de base de différents types d’habitats aquatiques (rivières, plaines inondables, lacs, milieux humides, estuaires); 2) caractérisation et évaluation quantitative/qualitative des habitats aquatiques en rivière; 3) connectivité des habitats; 4) notion de préférence d’habitat; 5) introduction à la modélisation des habitats. De plus, des notions de base des techniques de restauration des cours d’eau seront présentées.

Ce cours constitue une introduction à la programmation et à l’apprentissage automatique (machine learning). L’étudiant(e) se familiarisera avec la programmation grâce à Python, un langage de programmation populaire auprès de la communauté scientifique pour sa facilité d’utilisation. L’étudiant(e) sera initié à tous les outils courants de la programmation scientifique, c’est-à-dire les librairies de calcul haute performance, d’entreposage de données et de visualisation de données. L’étudiant apprendra les bases de l’apprentissage automatique avec une librairie y étant dédiée, scikitlearn. L’étudiant(e) se familiarisera avec la gamme d’algorithmes courants de l’apprentissage machine. À terme, l’étudiant(e) sera en mesure de construire sa propre banque de données, de la nettoyer, de superviser l’entraînement d’un modèle d’apprentissage machine, ainsi que de quantifier et de qualifier sa performance. L’étudiant(e) sera alors en mesure d’appliquer l’apprentissage machine aux géosciences et, plus particulièrement, à ses travaux de recherche.

Cours du programme en bidiplomation avec l'ISHEDD

Ce cours de volcanologie appliquée s'adresse à des étudiant(e)s ayant suivi des cours de pétrologie ignée et de géochimie au premier cycle. Les sujets abordés incluent : propriétés physiques et chimiques des magmas; coulées de lave et dômes; mécanismes et types d’éruptions explosives; édifices volcaniques; volcanisme sous-marin et sous-glaciaire; hydrothermalisme; effet de la diagenèse, du métamorphisme et de l’altération hydrothermale sur les roches volcaniques; applications pour exploration minérale incluant les sulfures massifs volcanogènes, les sulfures de nickel (komatiites), les diatrèmes incluant l’or épithermal, et les kimberlites (diamants). Les exemples choisis proviennent d’environnements allant du moderne à l’Archéen. Le cours vise également à développer les capacités d'analyse critique des textes scientifiques.

Ce cours traite des sujets suivants : principes fondamentaux de la propagation des ondes sismiques; principes de base de traitement du signal sismique : analyse spectrale, filtrage, déconvolution; sismique réflexion : acquisition des données, corrections statiques, analyse de vitesse, NMO, DMO, migration, interprétation quantitative et AVO; principes de base en interprétation; méthodes en forage; sismique passive.

La protection des aquifères superficiels tout comme l’évaluation du potentiel énergétique des réservoirs demandent de bien connaître les caractéristiques de la sous-surface. Ces dernières sont évaluées à l’aide de méthodes de terrain en géologie, géophysique et hydrogéologie. L’objectif de ce cours sera de permettre aux participants de se familiariser avec les méthodes de caractérisation appliquées aux ressources en eau souterraine et réservoirs profonds (pétrole, gaz, CO₂, géothermie). À travers différents ateliers de terrain effectués dans la région de Québec, les participants réaliseront des levés de géologie structurale, des sondages avec les méthodes électriques et la tomographie par géoradar, le forage d’un puits d’observation, l’échantillonnage de l’eau souterraine ainsi que des essais de perméabilité et de conductivité thermique.