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Spatialisation multi-échelles de l’équivalent en eau de la neige (EEN) à l’est du Canada.

Sena, Noumonvi Y. Guillaume (2015). Spatialisation multi-échelles de l’équivalent en eau de la neige (EEN) à l’est du Canada. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 206 p.

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Résumé

Dans l’est du Canada (Québec et Labrador), l’accumulation de neige est la plus élevée après celle de la cordillère occidentale. De tous les paramètres physiques du couvert nival, l’équivalent en eau de la neige est le plus important en raison de son rôle sur la production hydroélectrique, les inondations printanières, les prévisions hydrologiques, etc. Dans sa configuration actuelle, le réseau de stations nivométrique est opérationnel pour des objectifs bien précis, mais offre une vision partielle de la variabilité spatiale du couvert nival ce qui ne permet pas de bien la représenter à l’échelle du territoire. Par ailleurs, les algorithmes de spatialisation (orientées processus, orientée données, hybrides, etc.) produisent des données en dehors des mesures du réseau. Aussi, la télédétection a obtenu des succès sur la présence ou non de la neige, mais elle est éprouvée par la complexité de la variabilité spatiale du couvert nival. L’objectif de cette étude consiste premièrement, à segmenter le territoire d’étude en zones géographiques aux structures homogènes. Il s’agit de délimiter objectivement les structures de la variabilité spatiale de l’EEN à l’échelle locale et régionale sur la base des processus sous-jacents correspondants, deuxièmement, de procéder à une analyse critique du réseau nivométrique actuel par rapport aux structures de la variabilité spatiale de l’EEN et finalement, de proposer une méthode de spatialisation multi-échelles qui prend en compte les structures spatiales. Les résultats de la segmentation spatiale démontrent à l’échelle régionale (10 km), l’existence de six zones géographiques aux structures spatiales homogènes différenciées par l’orientation, les formes du relief et l’influence de l’océan. À l’échelle locale (300 m), les résultats de la segmentation spatiale montent dans les zones, des unités locales marquées par les rôles des formes topographiques (pente, versant concave, orientation etc.) dans le conditionnement et le maintien de la neige au sol. À l’échelle régionale, l’analyse du réseau de stations nivométriques actuel par rapport aux structures montre que dans les quatre zones (B, D, E et F), la variabilité spatiale de l’EEN peut être modélisée par les stations et les structures (variances, portées, variations à petites échelles) sont différentes d’une région à une autre. Par ailleurs, à cette échelle d’observation, le réseau de stations présente une distribution spatiale acceptable. Par contre, à l’échelle locale, le nombre très faible de stations ne permet pas d’évaluer la capacité du réseau à modéliser la variabilité spatiale de l’EEN. De plus, les stations sont inégalement réparties, ce qui renforce la redondance des données des stations. Aussi, plus de 23% de la superficie du territoire d’étude sont dépourvues de stations. À l’échelle régionale, le modèle de régression, exploitant les métavariables régionales et ajusté par les résidus de la zone E, explique 68% de la variance de l’EEN. À l’échelle locale, l’estimation locale de l’EEN, obtenue par l’estimation régionale ajustée par les résidus locaux estimés en fonction des métavariables locales, explique une variance de 89% et améliore la variance régionale de 21% avec une valeur de Nash de 0,9. La cartographie de l’EEN, à l’échelle régionale, confirme les rôles des principaux facteurs physiographiques régionaux (altitude, distance à l’océan etc.) dans la variabilité spatiale de la neige. À l’échelle locale, la cartographie de l’EEN démontre les rôles des facteurs physiographiques (courbure concave des versants, pente, adret, etc.) dans l’accumulation et le maintien de la neige au sol.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Chokmani, Karem
Co-directeurs de mémoire/thèse: Gloaguen, Erwan; Bernier, Monique
Mots-clés libres: spatialisation; variabilité spatiale; stations nivométriques; échelle régionale; échelle locale; couvert nival; eau; neige; Canada
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 19 oct. 2015 15:36
Dernière modification: 17 mars 2016 18:14
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2792

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