Joël Masimo Kabuanga

Doctorat
Détection à haute résolution spatiale des principaux métaux lourds qui affectent l’établissement de la végétation sur les affleurements rocheux situés à proximité de la fonderie de Rouyn-Noranda, Québec
Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue , Institut de recherche sur les forêts (IRF), 445 University Blvd. Rouyn-Noranda (Quebec) Canada J9X 5E4

Directeur: Osvaldo Valeria
Codirecteur: Nicole Fenton

Projet de recherche

Les affleurements rocheux situés autour des fonderies industrielles, comme la Fonderie Horne, présentent une grande diversité de recouvrements, allant de la roche nue fortement contaminée à des surfaces partiellement végétalisées. La cartographie de ces recouvrements est essentielle pour mieux comprendre la distribution spatiale des éléments traces métalliques et métalloïdes (ETMM) , mais demeure complexe en raison de la petite taille des affleurements et de la variabilité de leurs signatures spectrales.

Ce projet de doctorat vise à développer une approche innovante de détection et de cartographie des ETMM présents sur les affleurements rocheux, tout en intégrant la perception des acteurs locaux dans les priorités de restauration environnementale.

Les premiers résultats montrent que les types de recouvrement jouent un rôle majeur dans l’accumulation des ETMM (Cu, Pb, Zn, As) autour de la Fonderie Horne à Rouyn-Noranda. Les surfaces dénudées et dégradées présentent les concentrations les plus élevées, tandis que les surfaces végétalisées ou colonisées par des lichens montrent des niveaux de contamination plus faibles. Les analyses indiquent également que le type de recouvrement explique davantage la variabilité des concentrations des ETMM que la lithologie seule, en interaction avec la distance à la fonderie, l’indice d’humidité topographique et la géochimie du substrat.

Le projet est structuré autour de trois volets complémentaires :

1. Cartographie des recouvrements

Ce volet vise à développer une approche de cartographie multi-échelle des recouvrements des affleurements rocheux à partir de données de télédétection multimodales. Les travaux portent sur l’intégration d’images aériennes à très haute résolution (20 cm), de données LiDAR (1 m), ainsi que des images Sentinel-1 (10 m) et Sentinel-2 (10 et 20 m), afin d’identifier, segmenter et classifier les différents types de recouvrements des affleurements rocheux. Une attention particulière est accordée à la prise en compte de l’incertitude et des zones de transition entre les recouvrements à l’aide d’approches d’apprentissage profond et de fusion multi-échelle des données. Cette démarche vise à produire des cartes plus fines et écologiquement pertinentes des affleurements rocheux dans les environnements affectés par les activités métallurgiques.

2. Modélisation de la pollution métallique

Ce volet vise à mieux comprendre et cartographier la distribution du Cu, Zn, Pb et As sur les affleurements rocheux situés autour de la Fonderie Horne. Les travaux portent sur l’évaluation de l’influence du choix de la représentation statistique des concentrations en ETMM à l’échelle de la parcelle sur la capacité des modèles à identifier et cartographier les zones de forte contamination. Différentes statistiques descriptives des concentrations (moyenne, médiane, quantiles élevés et maximum) sont comparées afin d’examiner leur influence sur les relations observées entre les concentrations en ETMM et les variables environnementales, géologiques et spatiales, ainsi que sur les performances des approches de modélisation prédictive et explicative. Les modèles de Random Forest sont utilisés pour la cartographie prédictive des concentrations. Les hypothèses de ce travail reposent notamment sur l’idée que les quantiles élevés (Q90 et Q95) permettent de mieux représenter les concentrations extrêmes et de révéler des structures spatiales ainsi que des hotspots de contamination pouvant être atténués par des mesures centrales classiques telles que la moyenne ou la médiane.

3. Analyse des perceptions sociales

Étude des perceptions et des priorités de restauration écologique à travers des entretiens et des discussions menés auprès des parties prenantes locales.

En combinant des approches géospatiales, géochimiques et sociales, cette recherche vise à contribuer à une meilleure surveillance environnementale et à orienter les stratégies de restauration écologique dans les milieux industriels sensibles.

Intérêts de recherche

• Écologie spatiale
• Utilisation et changement d’affectation des terres
• Analyse de séries chronologiques
• Apprentissage automatique
• Déforestation et dégradation des forêts

Formation académique

• 2023 - présent : Ph.D. sur mesure en écologie spatiale, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (Canada)
• 2016 - 2018 : M.Sc. en conservation de la biodiversité, Université de Kisangani (République démocratique du Congo)
• 2012 - 2015 : B.Sc. en aménagement des écosystèmes, Université de Kisangani (République démocratique du Congo)

Expériences professionnelles

• 2023 - présent: Auxiliaire d’enseignement, GEO7510 – Systèmes d’information géographique, Employeur : UQAT/IRF , Rouyn-Noranda, Canada
• 2020 - 2023: Expert SIG (Système d’information géographique), Projet de stabilisation de la déforestation et de la dégradation forestière et d’amélioration durable des revenus des communautés locales de la province du Bas-Uélé, Employeur : Antwerp Zoo Foundation , Buta, République démocratique du Congo
• 2020: Expert SIG (Système d’information géographique), Diagnostic rural dans la zone de Lokutu, Employeur : Earthworm Foundation , Lokutu, République démocratique du Congo
• 2019: Expert SIG (Système d’information géographique), Projet KERE (Kisangani Emergency Response), Employeur : Médecins Sans Frontières Suisse , Kisangani, République démocratique du Congo
• 2015 - 2016: Expert SIG (Système d’information géographique), Plan local de gestion environnementale et sociale dans la chefferie de Mambasa, Employeur : Wildlife Conservation Global , Mambasa (30 %) et Kisangani (70 %), République démocratique du Congo

Prix et distinctions

• Prix de la meilleure présentation par affiche : 27e colloque annuel de la Chaire en Aménagement Forestier Durable (AFD), tenu dans le cadre du Congrès Bois, Forêt et Biodiversité en contexte minier, Rouyn-Noranda, Canada, 2025.

version pdf téléchargeable ici

Résumé du poster

• Innostart 2019 : L’innovation dans la gestion durable des ressources naturelles en République démocratique du Congo, organisé par la GIZ et Airbus.

Publications

1. Bernhard, K. P., Shapiro, A. C., d’Annunzio, R. et Kabuanga, J. M. (2024). Transboundary Central African Protected Area Complexes Demonstrate Varied Effectiveness in Reducing Predicted Risk of Deforestation Attributed to Small-Scale Agriculture . Remote Sensing, 16(1), 204.
2. Kabuanga, J. M., Kankonda, O. M., Saqalli, M., Maestripieri, N., Bilintoh, T. M., Liama, A. B., Nishuli, R. et Mané, L. (2021). Historical Changes and Future Trajectories of Deforestation in the Ituri-Epulu-Aru Landscape (Democratic Republic of the Congo) . Land, 10(10), 1042.
3. Kabuanga, J. M., Adipalina Guguya, B., Ngenda Okito, E., Maestripieri, N., Saqalli, M., Rossi, V. et Iyongo Waya Mongo, L. (2020). Suivi de l’anthropisation du paysage dans la région forestière de Babagulu, République démocratique du Congo . VertigO - la revue électronique en sciences de l’environnement, 20(2), 28347.
4. Kyale Koy, J., Wardell, D. A., Mikwa, J.-F., Kabuanga, J. M., Monga Ngonga, A. M., Oszwald, J. et Doumenge, C. (2019). Dynamique de la déforestation dans la Réserve de biosphère de Yangambi (République démocratique du Congo) : variabilité spatiale et temporelle au cours des 30 dernières années . Bois et Forêts des Tropiques, 341, 15-28.

Manuscrits en préparation ou soumis

1. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton, Martin Demers et Osvaldo Valeria (en préparation). Surface cover types modulate trace metal(loid)s accumulation on rock outcrops near a copper smelter (Rouyn-Noranda, Canada).
2. Dyoma Ezadri, S., Kabuanga, J. M., Kankonda, O. M., BenJeddi, S. E., Laudisoit, A., Okito, E. N., Kimuha, M. E., Bourland, N., Saqalli, M., Maestripieri, N. et Mané, L. (soumis). Zoning Under Pressure: Evaluating the Effectiveness of Functional Zoning on Land-use and Land-cover Dynamics in the Okapi Wildlife Reserve, Democratic Republic of the Congo . Land Use Policy .
3. Kankonda, O. M., Balijuaha Akiki, R., Zakwani Pandashalo, M., Mbavumoja Selemani, T., Kabuanga, J. M., Cokola, M. C. et Ntambo Mbuya, S. (soumis). Landscape configuration drives fall armyworm dominance over native stemborers in smallholder maize systems in the Congo Basin. Pest Management Science .

Présentations orales

1. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Rôle de la végétation dans la modulation de l’accumulation des éléments traces métalliques sur les affleurements rocheux en paysage boréal contaminé. 17e colloque annuel du Centre d’étude de la forêt (CEF), Université Laval , Ville de Québec, Québec. (2026-05-25)
2. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Surface cover types modulate trace metal(loid)s accumulation on rock outcrops near a copper smelter. Congrès Bois, Forêt et Biodiversité en contexte minier — Colloque de la Chaire AFD, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue , Rouyn-Noranda, Québec. (2026-04-22)
3. Kabuanga, J. M. Comment les caractéristiques géologiques des roches influencent-elles la contamination du sol par les métaux lourds et le drainage acide des mines, et quelles sont les principales limites à la croissance des plantes dans ces environnements miniers ? Examen doctoral, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue , Rouyn-Noranda, Québec. (2025-05-29)
4. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Détection de l'accumulation des métaux lourds sur des recouvrements d'affleurements rocheux autour de la fonderie de Rouyn-Noranda, Québec. 1er colloque de l'Observatoire National sur les Incidences des Émissions de Contaminants sur la Santé et l’Environnement (ONICSE), Campus de l'UQAT , Rouyn-Noranda, Québec. (2025-05-27)
5. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Détection de l'accumulation des métaux lourds sur des recouvrements d'affleurements rocheux autour de la fonderie de Rouyn-Noranda, Québec. 6e colloque de la Chaire BCM, Campus de l'UQAT , Rouyn-Noranda, Québec. (2025-03-21)
6. Kabuanga, J. M. Détection à haute résolution spatiale des principaux métaux lourds qui affectent l’établissement de la végétation sur les affleurements rocheux situés à proximité de la fonderie de Rouyn-Noranda. Projet de thèse, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue , Rouyn-Noranda, Québec. (2024-11-12)

Présentations d'affiches

1. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Contamination métallique des affleurements rocheux : le rôle modulateur de la végétation boréale autour de la fonderie de Rouyn-Noranda. 27e colloque annuel de la Chaire AFD, tenu dans le cadre du Congrès Bois, Forêt et Biodiversité en contexte minier, Hôtel Albert , Rouyn-Noranda, Québec. (2026-04-21)
2. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Cartographie des affleurements rocheux et détermination de leurs états de surface autour de la fonderie de cuivre de Rouyn-Noranda, Québec. 26e colloque de la Chaire AFD, Hôtel Forestel , Val-d'Or, Québec.
3. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Détection des principaux métaux lourds sur les affleurements rocheux autour de la fonderie de Rouyn-Noranda, Québec à l'aide de la télédétection à haute résolution spatiale. 17e colloque annuel du CEF, Université du Québec en Outaouais , Gatineau, Québec. (2024-05-02)
4. Kabuanga, J. M., Nicole J. Fenton et Osvaldo Valeria. Caractérisation de la distribution spatiale de la végétation de la zone d’influence de la fonderie par télédétection et détermination de la valeur biologique ou sociale . 25e colloque de la Chaire AFD, Centre des congrès de l'Hôtel Le Noranda , Rouyn-Noranda, Québec. (2023-11-28)

Ateliers et formations

• 2026-05-27: Coanimation de l’Atelier d’initiation à Google Earth Engine : fondamentaux et applications en écologie et aménagement forestier lors du colloque annuel du CEF 2026, Université Laval , Québec, Canada. Matériels de l’atelier disponibles ici 
• 2025-05-06: Coanimation de l’atelier d’Initiation à Google Earth Engine lors du colloque annuel du CEF 2025, Rimouski, Québec, Canada.

Photos de terrain

Travaux de terrain : acquisition de données XRF sur les affleurements rocheux autour de la Fonderie Horne.

''Quand la recherche scientifique rencontre les affleurements rocheux, les moustiques boréaux et les longues journées de terrain à Rouyn-Noranda 😄

Campagnes de terrain réalisées de 2024''