Deuxième évaluation nationale des données d’études de suivi des effets sur l’environnement des mines de métaux : chapitre 3
3.0 Méthodes générales
3.1 Préparation et analyse des données
Cette section porte sur les méthodes générales employées pour évaluer, dans une perspective nationale, les données des études des poissons et des communautés d’invertébrés benthiques réalisées lors de la deuxième période d’évaluation nationale. Ces méthodes sont semblables à celles qui ont été utilisées au cours des évaluations nationales antérieures des données d’ESEE (ESEE des mines de métaux : Lowell et al., 2008; ESEE des fabriques de pâtes et papiers : Lowell et al., 2003, 2005; Tessier et al., 2009). Comme dans le cas des évaluations nationales antérieures, celle-ci se fonde sur deux approches quantitatives : 1) une compilation des résultats des comparaisons effectuées à chaque mine et 2) des méta-analyses. Les compilations sont présentées ici comme des distributions de fréquence de l’ampleur des effets (la différence en pourcentage entre les zones exposées et les zones de référence). Pour faciliter les comparaisons des résultats des deux évaluations nationales, les distributions de fréquence ont été réparties entre celles de la première analyse nationale et celles de la deuxième analyse nationale, puis ces catégories ont été subdivisées entre les mines ayant réalisé des études de phase 1 et celles ayant réalisé des études de phase 2. De la même façon, des histogrammes du nombre de différences significatives et de différences non significatives ont été établis, et les différences significatives ont été réparties entre celles se situant sous le SCE et celles l’égalant ou le dépassant pour la première et la deuxième période d’évaluation nationale.
L’interprétation des histogrammes était en partie limitée par le fait que le seuil de signification dépendait non seulement de l’ampleur de l’effet, mais aussi de la taille de l’échantillon. La méta-analyse ne présente pas les mêmes limites que la compilation d’études individuelles. Elle permet un examen statistique de l’ampleur des effets qui limite les pertes d’information dues aux contraintes engendrées par la taille des échantillons et l’échelle de mesure de chaque étude (Hedges et Olkin, 1985; Rosenberg et al., 2000; Gurevitch et Hedges, 2001). Dans le présent cas, les études individuelles sont essentiellement traitées comme des réplicats; il est donc possible de se pencher sur des questions qu’il est difficile d’examiner lorsqu’une seule mine est à l’étude (p. ex., l’influence de l’habitat, du type de minerai ou du débit des effluents sur l’effet des effluents dans le milieu récepteur). Lowell et al. (2003) fournissent une description détaillée de la façon dont les méta-analyses ont été utilisées dans l’évaluation nationale du cycle 2 des ESEE des fabriques de pâtes et papiers.
Les plans d’échantillonnage des études des poissons et de la plupart des études des communautés d’invertébrés benthiques se fondaient sur l’approche contrôle-impact, selon laquelle les stations d’échantillonnage sont situées dans des zones de référence et des zones exposées. L’analyse de variance ou l’analyse de covariance ont servi à comparer les critères mesurés dans chaque zone de référence par rapport à la zone exposée. D’autres informations sur les plans d’ESEE et les analyses correspondantes des études des poissons et des invertébrés benthiques sont présentées dans Glozier et al. (2002), Lowell et al. (2002, 2003) et Environnement Canada (2012).
La présente évaluation nationale mettait l’accent sur les effets dans la zone fortement exposée à l’effluent, de façon à examiner les effets les plus prononcés observés à l’échelle nationale dans les études des poissons et des communautés d’invertébrés benthiques. Quelques mines de métaux ont recueilli des données dans plusieurs zones. Les données provenant de plus d’une zone fortement exposée ont été regroupées seulement lorsqu’il était justifié de le faire selon l’examen des procédures de regroupement utilisées dans les rapports d’interprétation. L’outil d’évaluation statistique (OES), programme élaboré à l’origine par Environnement Canada (Booty et al., 2009), a servi à calculer l’ampleur et la signification statistique des effets pour les cinq critères concernant les poissons et les quatre critères concernant les invertébrés benthiques.
Les données électroniques présentées ont été examinées afin de déceler les erreurs flagrantes (p. ex., champs manquants, erreurs de saisie évidentes, stations ou zones mal nommées). L’emploi de l’OES a facilité la sélection des données à analyser ainsi que la suppression des observations aberrantes (analyses des poissons) avant de procéder aux analyses de variance ou de covariance dans l’OES afin de comparer statistiquement les zones exposées et les zones de référence pour chaque critère mesuré à chaque mine. Les analyses de variance et de covariance ont fourni les moyennes pour les zones (moyennes corrigées pour les analyses de covariance) et les écarts-types nécessaires aux compilations et aux méta-analyses subséquentes des effets mesurés. Le seuil de signification (α) utilisé pour les analyses de variance et de covariance était de 0,05 aux fins des compilations et des analyses statistiques présentées ici.
Les données sur les poissons ont subi une transformation logarithmique et ont été soumises à une analyse de covariance (pour tous les critères sauf l’âge); les données sur l’âge des poissons n’ont pas été transformées, et elles ont été soumises à une analyse de variance. Les données sur les invertébrés benthiques ont également été soumises à une analyse de variance et n’ont pas été transformées, sauf les données sur la densité, qui ont fait l’objet d’une transformation logarithmique. Pour une explication de la transformation des données et des méthodes d’analyse, consulter Environnement Canada (2012) et Lowell et al. (2005).
3.2 Procédures utilisées pour déterminer les profils de réponse nationaux
La méta-analyse consiste en un ensemble de méthodes statistiques servant à faire la synthèse quantitative des résultats d’un grand nombre d’études indépendantes (p. ex., une méta-analyse de multiples études des effets du tabagisme pour déterminer des tendances plus générales des effets du tabagisme sur la santé). Elle permet aussi d’établir des profils généraux de réponse. Pour réaliser nos méta-analyses, nous avons dû établir une ampleur normalisée de l’effet, soit la valeur transformée d de Hedges de la taille de l’effet, qui a été calculée comme la différence entre les moyennes des zones exposées et des zones de référence, divisée par l’écart-type cumulé (cette valeur est multipliée par un facteur de correction qui compense les effets des petits échantillons) (Rosenberg et al., 2000).
Les principaux résultats de la méta-analyse sont résumés dans la figure 1. L’axe horizontal représente la taille normalisée de l’effet, et la ligne verticale, un effet nul. Le résultat de chaque groupe de mines (p. ex., regroupement par type de minerai) est présenté sous la forme d’un intervalle de confiance à 95 % (segment horizontal) situé de part et d’autre d’une marque de graduation indiquant la taille d’effet moyenne pour ce groupe de mines. Le fait qu’un intervalle de confiance soit situé à la droite de la ligne d’effet nul indique que l’effet moyen associé à l’exposition aux effluents est une augmentation pour le critère mesuré. S’il est situé à la gauche, il s’agit une diminution. L’augmentation ou la diminution sont statistiquement significatives pour le groupe pris dans son ensemble si l’intervalle de confiance à 95 % ne chevauche pas la ligne d’effet nul. La différence peut être non significative pour de plus grands groupes de mines, mais significative pour une partie ou la totalité de leurs sous-groupes. La plupart des résultats des méta-analyses des sections suivantes sont présentés selon ce format.
Dans ce contexte, « significatif » renvoie à une différence statistiquement significative à l’échelle nationale lorsque les zones exposées aux effluents sont comparées aux zones de référence, non exposées. Ces analyses à l’échelle nationale ont englobé toutes les mines. La signification statistique rend donc compte d’effets répétés de même orientation observés dans un grand nombre de mines - un résultat qui est aussi significatif sur le plan biologique.
Il est à noter que pour les résultats des méta-analyses relatives aux poissons, la taille des échantillons indiquée dans les figures correspondantes se rapporte au nombre de comparaisons (ou d’études) entre zone exposée et zone de référence et non au nombre de poissons capturés au cours d’une étude.

Figure 1. Exemple de représentation graphique des résultats d’une méta-analyse. La taille de l’effet est mesurée selon la transformation de Hedges (voir le texte).
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