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Suivi de la nappe, de la recharge et de l'écoulement à l'aide méthodes in situ afin de comprendre la dynamique de tourbières ombrotrophes de la région de la Baie de James.

Clerc, Clément (2009). Suivi de la nappe, de la recharge et de l'écoulement à l'aide méthodes in situ afin de comprendre la dynamique de tourbières ombrotrophes de la région de la Baie de James. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 240 p.

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Résumé

Afin d'améliorer le modèle hydrologique HYDROTEL à la problématique de l'abondance de milieux humides rencontrés dans la région de la Baie de James, nous avons cherché à améliorer la compréhension et la quantification de l'écoulement des tourbières à l'aide de méthodes in situ. Dans ce contexte, un protocole a été développé sur deux micro-bassins versants (97 ha et 160 ha) occupés par des tourbières majoritairement ombrotrophes et ne possédant qu'un seul exutoire: la tourbière de la Nécopastic et celle de l'Aéroport. Afin de mesurer efficacement le débit à l'exutoire de chacun des sites sélectionnés, des canaux trapézoïdaux ont été utilisés. Le débit est ainsi estimé en fonction de la hauteur d'eau, mesurée à l'aide d'un capteur de pression submersible installé dans un puits de tranquillisation, en amont d'une constriction exercée par le canal. Ce type d'instrument est très conservateur car il ne modifie ni la forme, ni la dynamique d'écoulement du cours d'eau. En parallèle, des puits, équipés eux aussi avec des capteurs de pression submersibles, ont été disposés sur chacune des tourbières afin de suivre les fluctuations de la nappe phréatique. La tourbière de la Nécopastic a en outre été instrumentée plus intensivement, notamment avec le déploiement de nids de piézomètres, permettant d'estimer la recharge et de tester une méthode de mesure de conductivité hydraulique. Les mesures de niveaux d'eau dans les puits et dans le canal permettent alors d'estimer de façon précise la quantité d'eau qui s'écoule et qui est stockée en fonction des précipitations et selon les conditions initiales du système (sèches ou humides). D'autres méthodes alternatives de suivi de la nappe ont par ailleurs été explorées. Les données obtenues ont permis d'établir une relation fiable entre le niveau de la nappe phréatique et le débit à l'exutoire. Nous proposons de résumer cette relation selon deux équations logarithmiques, départagées par un point d'inflexion qui représente le niveau limite que la nappe doit atteindre pour qu'un écoulement significatif se produise. Ces équations ont été établies pour différents types de végétation et de profil de tourbe à l'intérieur d'une même tourbière, permettant ainsi de discuter de l'hétérogénéité des réponses selon le type de tourbe. Par la suite, l'intérêt d'intégration d'un modèle propre à l'écoulement dans les tourbières (PRIM) à HYDROTEL a été évalué. Les données complémentaires récoltées sur la tourbière de la Nécopastic ont permis d'analyser plus en détails les phénomènes internes qui gouvernent la génération de l'écoulement et les interactions existant entre des zones aux propriétés structurales et écologiques différentes. Ces mesures ont également montré l'existence d'un phénomène d'hystérèse entre les fluctuations de la nappe et la génération du débit à l'échelle de la tourbière, de même que l'existence de fluctuations journalières de la nappe en été, directement liées à l' évapotranspiration. Enfin, une méthode alternative de suivi de nappe, la méthode de l'aimant a été testée sur ce site. Son potentiel d'utilisation a été démontré lorsqu'il s'agit de comparer les fluctuations de la nappe phréatique à l'occupation écologique d'une tourbière. Ces travaux permettent d'établir un nouveau portrait, essentiellement hydrologique, de tourbières ombrotrophes du moyen nord Québécois. Outre la compréhension générale des paramètres gouvernant le bilan hydrologique d'une tourbière ombrotrophe, les mesures obtenues directement sur le terrain nous ont amenés à établir des équations pouvant expliquer efficacement la relation hauteur de nappe-débit.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Rousseau, Alain N.
Co-directeurs de mémoire/thèse: Jutras, Sylvain
Mots-clés libres: tourbières; ombrotrophes; hydrologie; Baie de James
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 27 nov. 2012 20:05
Dernière modification: 12 nov. 2015 18:31
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/474

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