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L’océan Arctique est le plus petit océan du monde mais reçoit environ 15% du débit fluvial mondial. Cet apport important en eau douce, chargée en matière organique dissoute (DOM) d’origine terrestre fait en sorte que la DOM y joue un rôle particulièrement important. De plus, la région polaire Arctique est très sensible aux changements climatiques. La DOM est un réservoir de carbone important dans les océans et est composée de plusieurs centaines de molécules ayant des propriétés variées. C’est une source d’énergie pour les microorganismes marins qui la transforment. Par contre, la nature chimique des molécules qui composent la DOM est inconnue et les travaux de cette thèse sont effectués dans l’objectif de comprendre leur comportement et leur composition. C’est l’utilisation de plusieurs techniques d’analyses complémentaires (absorbance, fluorescence et spectrométrie de masse) qui permet de mieux comprendre la composition et la réactivité de la DOM prélevée dans l’Océan Arctique. D’abord, une méthode ciblée de spectrométrie de masse a été utilisée afin de déterminer la concentration et les ratios des phénols de lignine dans des échantillons de plusieurs masses d’eau du Bassin Canada. Cette analyse a révélé que les masses d’eaux ont des signatures de lignine distinctes qui permet de les différencier. Afin de comprendre la réactivité des composants fluorescents de la DOM dans la colonne d’eau, leur intensité a été corrélée avec l’utilisation apparente d’oxygène (AOU). La corrélation la plus importante a été observée dans l’halocline de l’Atlantique (AH), soulignant l’importance du rôle de cette masse d’eau dans la formation de composants fluorescents dans le Bassin Canada. Finalement, les transformations de la DOM ont été étudiées lors d’une incubation à bord du brise-glace. Les mesures de fluorescence et de spectrométrie de masse ont été effectuées afin de déterminer la fraction réfractaire de la DOM dans les masses d’eau du Bassin Canada. La composition moléculaire

L’Arctique suscite depuis quelques années une attention particulière à mesure que les symptômes des changements climatiques globaux s’y accumulent et s’y amplifient. Actuellement les régions arctiques sont sujettes à plusieurs changements : dégel du pergélisol, changement du débit des rivières arctiques, augmentation de l’export du carbone organique terrestre, etc. L’objectif principal de mes travaux de recherche consiste à mieux comprendre la circulation des eaux douces dans l’océan Arctique en utilisant des traceurs chimiques tels que la matière organique dissoute (MOD; chapitre 3) et le baryum (chapitre 4) en combinaison avec d’autres traceurs, i.e température et salinité. L'Océan constitue un réservoir important de carbone. En effet, ce dernier stocke environ 700 Gt de carbone organique, une quantité sujette à évolution avec les changements climatiques. L’Océan Arctique est entouré de pergélisol présent sur 34% des côtes terrestres. Il constitue une source importante de MO allochtone, et, lors de son dégel, contribue à la libération de MOD et de gaz tels que le méthane, un puissant gaz à effet de serre. Ces différentes modifications affectent la quantité de la matière terrigène drainée dans l’océan et donc la biogéochimie des micropolluants et perturbe les écosystèmes marins. Le troisième chapitre a pour objectif d’étudier le transport de la matière organique dissoute (MOD) dans les quatre principaux bassins de l’océan Arctique central en utilisant ses propriétés optiques, i.e. absorbance UV/visible et fluorescence et d’étudier l’export de la matière organique dissoute vers l’océan Atlantique. Les résultats ont pu démontrer que 1) la composition en MOD est différente d’un bassin à l’autre, avec des niveaux de DOM plus élevés proche des côtes eurasiennes et qui diminuent en fonction de la distance vers le détroit de Fram, 2) les eaux des côtes des bassins Makarov et Amundsen sont rapidement transportées vers le pôle nord et le détroit de Fram via la dérive transp

Les populations humaines sont exposées à de multiples contaminants tel que les pesticides, les composés pharmaceutiques, les retardateurs de flammes, les métaux, les microplastiques. De nombreux contaminants sont présents dans l’environnement à faible concentration et font rarement l’objet d’une législation. Il a été toutefois prouvé que malgré leur faible concentration, ces contaminants peuvent avoir des effets négatifs sur les organismes exposés. L’effet de perturbation endocrinienne à la suite d’une exposition chronique à de faibles concentrations de certains contaminants est de plus en plus pointé du doigt comme une cause potentielle de problème de santé. Ce problème est encore plus préoccupant chez les enfants, qui sont particulièrement sensibles aux contaminants puisque leur métabolisme et leur développement neurologique sont plus rapides que les adultes. Plusieurs études ont entrepris de suivre l’exposition à de multiples contaminants au cours du développement neurologique chez les enfants. Toutefois, ces études restent marginales et concernent surtout des cohortes à priori sensibles à l’exposition, telles que les communautés à faible revenu ou les populations des grands centres urbains. Il y a un manque important de données sur l’exposition des enfants issues de population de classes moyennes et de villes de taille moyenne, car elles sont considérées, à priori, comme moins à risque. Cependant, ces populations représentent une fraction importante des populations en Amérique du Nord et au Canada. L’évaluation de l’exposition aux contaminants chez l’humain peut se faire via l’analyse de différentes matrices afin de comprendre diverses interactions entre les contaminants et l’organisme. Les selles offrent l’avantage d’être une matrice dont l’échantillonnage est non invasif qui permet d’évaluer l’exposition aux contaminants environnementaux à court terme. Les selles donnent également un aperçu de l’exposition du microbiome intestinale, qui joue un rôle important

La pollution par les métaux des écosystèmes aquatiques s’est accentuée dans les récentes décennies par les différentes activités humaines et le développement industriel rapide. La hausse importante de ces activités a mené à une augmentation de la production d’eaux usées fortement chargées en métaux. Malgré la mise en place de législation dans de nombreux domaines limitant le rejet de métaux, de nombreux cours d’eau présentent actuellement de fortes concentrations de métaux à l’échelle globale en raison de l’inaction ou de l’inefficacité des méthodes de décontamination. Devant cette problématique, la bioremédiation des métaux par l’utilisation d’algues est une avenue à explorer puisqu’il s’agit d’une alternative durable et prometteuse pour la décontamination des eaux usées. La microalgue Euglena gracilis possède une grande résistance à des conditions environnementales peu favorables et possède la capacité de former des complexes stables avec les métaux permettant une prise en charge vers un état moindrement toxique. Parmi les composés produits par les cellules algales, les composés phénoliques représentent une famille de molécules possédant une forte affinité pour les métaux par la présence de groupements fonctionnels négativement chargés permettant la liaison aux ions métalliques et offrant un bon potentiel de chélation. Dans ce projet de recherche de maîtrise, l’objectif est d’évaluer la production des composés phénoliques chez E. gracilis dans diverses conditions de culture et de les caractériser. Dans un premier temps, une approche métabolomique non ciblée par chromatographie liquide et spectrométrie de masse à temps de vol sera utilisée afin d’évaluer l’impact de l’ajout de différentes sources de carbone au milieu de culture sur la croissance cellulaire et la production des composés phénoliques. Dans un second temps, divers métaux (cadmium, cuivre ou cobalt) seront ajoutés au milieu de culture afin de causer un stress abiotique et observer l’impact sur la produc

La matière organique dissoute est composée de plusieurs molécules provenant de différentes origines, notamment les rivières et l’activité biologique. Celles-ci peuvent avoir une influence considérable sur plusieurs procédés biogéochimiques ainsi que sur le cycle du carbone. Dû à la grande taille du réservoir de matière organique dissoute, de petites variations pourraient avoir un impact considérable sur l’environnement. La DOM contient également des molécules pouvant modifier la biodisponibilité, le transport et la toxicité des contaminants, notamment les thiols dus à leur groupement fonctionnel sulfhydryle. La baie d’Hudson et la baie James sont situées au sud de l’océan Arctique. Leurs positions géographiques ainsi que la quantité de rivières entourant celles-ci les rendent plus vulnérables aux changements climatiques. De plus, l’impact de la contribution en matière organique de la baie James la baie d'Hudson est très peu étudié dans la littérature. L’objectif de ce mémoire consiste à fournir un modèle complet de la circulation et du comportement de la matière organique dans la baie d’Hudson en y incluant l’impact de la baie James. Une méthode de quantification des thiols permettant de les utiliser comme marqueur d’activité biologique.