Adaptation du SHOALS à la cartographie sédimentaire côtière peu profonde dans la Baie des Chaleurs, Québec, Canada.

Cottin, Antoine (2008). Adaptation du SHOALS à la cartographie sédimentaire côtière peu profonde dans la Baie des Chaleurs, Québec, Canada. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 283 p.

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Résumé

Ce travail a pour but d'adapter un LiDAR (Light Detection And Ranging) bathymétrique, le SHOALS d'Optech, à la cartographie sédimentaire des zones côtières peu profondes en se basant uniquement sur les données du SHOALS. Ce système LiDAR émet à partir d'un support aéroporté, un double faisceau laser, un bleu-vert (532 nm) et un infra-rouge (1064 nm), qui ont pour vocation respective, de détecter les fonds marins et de localiser la surface du plan d'eau. Les LiDAR bathymétriques aéroportés assurent un relevé conjoint des zones terrestres et des premiers mètres des zones marines en évitant les zones où la navigation est hasardeuse voir impossible. Pour réaliser cette adaptation, trois axes de recherches sont développés et portent sur : l'étude bathymétrique, l'étude des corps sédimentaires et des processus hydrodynamiques associés et la cartographie sédimentaire proprement dite. Les sites d'études sont localisés sur la côte nord de la baie des Chaleurs dans les localités de Saint-Siméon-Bonaventure et Paspébiac qui représentent deux types d'environnements silico-clastique côtiers, de faible énergie et de moyenne énergie. Le matériel silico-clastique est composé de grès rouges fluviatiles et deltaïques d'environnement semi-aride constitués principalement de particules clastiques grossières de type conglomérats, grès, sitlstones et mudstones. Ce travail a nécessité le développement sous IDL d'un objet informatique indispensable à la lecture, à l'utilisation et à la visualisation des données SHOALS utilisées pour ce projet. Les méthodes d'analyse de la bathymétrie et des corps sédimentaires se basent sur des profils d'élévation réalisés sur les modèles bathymétriques obtenus avec le SHOALS. A partir de ces profils, des amplitudes, des épaisseurs, des directions et des orientations sont déterminées. La méthode de cartographie sédimentaire s'appuie sur une triple analyse des données SHOALS qui consistent en une modélisation du signal de retour du fond par une gaussienne et d'en déterminer ses paramètres (sa moyenne, son écart type et son poids dans le mélange), en une analyse morphologique du signal de retour du fond suite à son extraction (amplitude, longueur et angle) et un filtrage de différents paramètres (rugosité, densité de points, pente) du fond marin. L'étude des données bathymétriques du SHOALS montre qu'il est possible de réaliser des cartes bathymétriques rapidement. En outre, la précision des données de LiDAR bathymétrique est supérieure à la capacité cartographique et permet donc de mettre en évidence des structures sédimentaires et géologiques de taille décimétrique. De plus, la comparaison bathymétrique des données du SHOALS avec d'autres sources montre des degrés de corrélations variables. Les corps sédimentaires et les processus hydrodynamiques se traduisent par des zones d'érosion, des flèches sableuses, des barres d'avant côte, des champs de dunes ou encore des chenaux fluviatiles et leur remplissage. De plus, l'empilement vertical de ces différentes structures permet de proposer une chronologie de mise en place, utile pour connaître l'évolution à court terme du système, qui est basée sur les relations topographiques et géométriques des différentes structures morpho-sédimentaires. Les cartes sédimentaires, obtenues à partir des méthodes d'analyses développées, sont cohérentes, dans la majorité des cas, avec les investigations de terrain. Les résultats obtenus à l'issue de ce travail démontrent l'apport majeur de l'utilisation des données de LiDAR bathymétrique pour l'étude et le suivi des zones côtières peu profondes, que ce soit dans des applications de cartographie bathymétriques à haute résolution, de cartographie des corps sédimentaires et de leur dynamique et de cartographie et de caractérisation de faciès sédimentaires.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Long, Bernard
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Forbes, Donald
Mots-clés libres:	SHOALS; LIDAR; bathymétrie; hydrodynamique; cartographie sédimentaire côtière; Baie des Chaleurs
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	18 juin 2013 15:21
Dernière modification:	12 nov. 2015 19:39
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/1456

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