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Caractérisation quantitative des graviers fluviaux pour la modélisation de la disponibilité d'interstices utilisables par le saumon Atlantique (Salmo salar) juvénile en comportement hivernal.

Carbonneau, Patrice (2003). Caractérisation quantitative des graviers fluviaux pour la modélisation de la disponibilité d'interstices utilisables par le saumon Atlantique (Salmo salar) juvénile en comportement hivernal. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 209 p.

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Résumé

Pendant la saison hivernale, les saumons juvéniles s'enfouissent dans les interstices du substrat afin d'échapper à la prédation et de minimiser leurs dépenses énergétiques. L'habitat interstitiel est donc essentiel à la survie hivernale de l'espèce. Pour des fins de gestion, il s'avère nécessaire d'évaluer la disponibilité d'interstices offerts par un substrat de rivière donné. Les méthodes actuelles de caractérisation ne sont basées que sur une description de la granulométrie du substrat. L'agencement spatial des roches a toutefois une influence importante sur la géométrie interstitielle qui n'est pas prise en compte. Cette lacune est principalement attribuable à un manque de méthodes et de concepts applicables à la quantification des caractéristiques, autres que granulométriques, des graviers fluviaux. Ce projet de recherche a pour objectif général d'améliorer les connaissances quantitatives de la structure du substrat graveleux des lits des rivières à saumons. Plus précisément, cette recherche a pour objectif de développer un modèle prédictif de la disponibilité d'habitat fondé sur une caractérisation quantitative qui tient compte de la structure et de la granulométrie du substrat. Pour arriver à cette fin, de nouvelles méthodes et concepts de quantification de l'agencement des graviers ont été développés. Une nouvelle méthode de photogrammétrie digitale plus accessible a été mise au point pour caractériser la microtopographie des lits de gravier. Cette méthode a permis de modéliser la topographie des sites d'études avec des Modèles Numériques de Terrain (MNT) ayant une résolution au sol de lmm² et une précision de ±2-8mm. Les MNT ont été utilisés pour développer une nouvelle mesure de la rugosité des surfaces. Cette mesure, le R₈₄, quantifie la rugosité d'une surface en utilisant le 84ième percentile de la distribution des différences d'élévations sur la surface et ce pour une distance horizontale choisie. Ensuite, les MNT ont été appliqués pour quantifier le niveau d'organisation des agencements de graviers. Une nouvelle méthode a été mise au point en appliquant des principes de vision numérique et de traitement d'images pour évaluer la dimension fractale des surfaces avec l'information topographique des MNT. Afin de compléter ces informations avec une description plus explicite de l'agencement des particules des graviers, une nouvelle méthode de quantification de la structure des lits de graviers a été mise au point. Cette méthode, qui emploie elle aussi des outils de vision numérique et de traitement d'images, s'appuie sur deux nouvelles variables: Le chevauchement des particules voisines et le pourcentage de sable en surface, pour quantifier des phénomènes connus tels que l'imbrication et l'enchâssement. Cette méthode permet de quantifier des structures de graviers qui auparavant étaient décrites de façon qualitative. Les méthodes précédentes ont été appliquées afin de quantifier de façon très détaillée des surfaces de graviers où les interstices avaient été recensés et mesurés. L'utilisation de la régression logistique a permis d'établir le premier modèle prédictif de la présence d'interstices sur une surface de graviers. De plus ce modèle a permis d'établir les variables importantes pour la disponibilité d'interstices. Alors qu'il est généralement admis que les interstices sont associés au substrat grossier, nos résultats montrent que la taille des particules est nécessaire mais non-suffisante pour prédire adéquatement la disponibilité d'interstices. Le modèle de prédiction des interstices le plus parcimonieux et performant est fonction de la taille des particules, de la rugosité de la surface et du pourcentage de sable en surface. Les résultats de la thèse suggèrent que les effets de structure des lits de graviers doivent être incorporés dans les méthodes d'évaluation de l'habitat hivernal disponible pour le saumon juvénile.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Bergeron, Normand
Co-directeurs de mémoire/thèse: Lane, Stuart
Mots-clés libres: graviers fluviaux; lits des rivières; modèle prédictif; habitat; structure; granulométrie; substrat; hiver; saumon Atlantique; Salmo salar
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 04 juin 2013 15:17
Dernière modification: 11 nov. 2015 20:47
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1426

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