Étude du comportement des glaces dans un environnement subarctique en régime macrotidal, estuaire de la rivière Koksoak, Nunavik.

Bleau, Stéphanie (2012). Étude du comportement des glaces dans un environnement subarctique en régime macrotidal, estuaire de la rivière Koksoak, Nunavik. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 248 p.

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Résumé

Au Nunavik, la rivière Koksoak est un axe englacé essentiel pour les déplacements saisonniers et l'accès aux ressources des Kuujjuamiut. Depuis 1992, les températures moyennes enregistrées à la station météorologique de Kuujjuaq tendent à la hausse et dépassent actuellement la normale climatique. Les variations atmosphériques ne sont pas sans conséquence sur le régime glaciel et peuvent causer d'importantes modifications à sa nature, sa composition et sa structure (sévérité, sensibilité, durée). Ces changements physiques peuvent avoir des impacts sociaux, économiques et écologiques considérables sur le littoral. Des entrevues menées auprès des aînés de la communauté de Kuujjuaq confirment que, depuis les deux dernières décennies, le Nunavik connaît un réchauffement atmosphérique. Déjà des adaptations aux changements climatiques par les Kuujjuamiut sont en cours sur la route de glace (rivière Koksoak) et le territoire. D'ailleurs, dans ce contexte, le gouvernement du Québec (Ministère des Transports) s'interroge sur le maintien, la durabilité et l'intégrité des infrastructures maritimes nordiques. Cette étude vise à consolider les connaissances de la dynamique glacielle actuelle (englacement et déglacement) de l'estuaire Koksoak. Il s'agit de comprendre le rôle de la géomorphologie fluviale, du régime des marées et des températures de l'air sur les conditions de glace annuelle. Nous nous questionnons sur les impacts géomorphologiques des processus glaciels (glace statique et dynamique) sur les berges, les activités traditionnelles des habitants et les infrastructures maritimes. Pour ce faire, une approche multidisciplinaire unique a été développée, permettant de faire un suivi chrono séquentiel du régime annuel des glaces, basé sur l'interprétation des images RADARSAT-2 à haute résolution (3 m et 8 m). À une fréquence de 3 ou 4 jours, les images radar ont assuré une surveillance continue de la distribution des glaces et de leur mobilité. Pour chacun des processus visés (englacement et déglacement), une clé d'interprétation applicable aux images radar a été établie afin de suivre la dynamique glacielle estuarienne au moyen d'observations et de survols aériens. Deux campagnes de terrain ont été menées, l'une en juin (dégel) et l'autre en novembre (gel) de l'année 2009 pour valider les informations extraites des images RADARSAT-2 en mode Ultra-Fin (3m). Deux ateliers ont documenté et validés les perspectives locales des changements environnementaux et physiques du milieu (les glaces, les niveaux d'eau et les courants). Un registre hydro-météorologique a appuyé efficacement l'interprétation des images radar et a mené à une meilleure compréhension des paramètres affectant la rétrodiffusion de la glace. La relation entre la géomorphologie et la bathymétrie de la rivière, les marées et la répartition des types de glace ont été décrites. Les lieux d'embâcles et d'accumulation de glace ont été identifiés de même que les sections des constructions maritimes potentiellement heurtées par les radeaux de glace. Ces outils ont aussi procuré de nouvelles séries de données permettant l'analyse de la morphogenèse des glaces dans l'écoulement. La progression spatiale de l'englacement et la régression spatiale du déglacement ont été cartographiées et décrites. Au printemps, les images RADARSAT-2 ont dévoilé que deux types de dégradation (thermique et dynamique) fonctionnaient simultanément à différents endroits sur la rivière Koksoak. Les principaux résultats ont montré que les mécanismes de démantèlement impliqués sont très différents dans les divisions hydrographiques étudiées. Dans l'estuaire marin, par exemple, les effets combinés et complexes des paramètres physiques (vents, marées et vagues) sur la glace ont résulté en une dégradation d'ordre dynamique. Par contre, le couvert de glace sous, l'influence de la dégradation thermique (pourrissement) dans l'estuaire fluvial a succombé à la forte crue printanière et aux contraintes mécaniques induites par le flux glaciel depuis l'amont (embâcle). De plus, les marnages de vives-eaux ont été très actifs dans les étapes du régime en dessoudant la glace du substrat et des rives, en créant des trous de fonte tout en inondant la surface (fonte). Les images RADARSAT-2 ont mis en évidence le rôle du flot dans le segment marin qui a déclenché un réseau de fissures et la désorganisation mécanique du couvert de glace. Le jusant a disloqué les glaces fragilisées par le flot, a assuré le transport et l'évacuation des débris glaciels vers la baie d'Ungava. À l'automne, l'hydrodynamique de la rivière a été très efficace dans la construction de formes sur les estrans. La bande glacielle le long du littoral protégeant la rive s'est formée pendant les épisodes de tempête (systèmes dépressionnaires). En effet, les glaces flottantes fabriquées en eau douce ont subi l'effet des courants et des vents dominants. L'englacement de la rive orientale a précédé celui de la rive occidentale de près d'un mois. La germination de fins cristaux de glace s'est produite aux étales de basse mer pendant les systèmes anticycloniques. Le phénomène de nucléation secondaire a été mené, entre autres, par les précipitations neigeuses. Les vagues de froid et l'intensité des vents du SO au NO ont contribué activement à la consolidation des glaces, à la surfusion des eaux et à la nucléation primaire et secondaire. En conclusion, cette étude a permis de réunir plusieurs sources de données pour la région de l'Ungava. Elle a montré le potentiel des images micro-ondes actives à résolution fine pour effectuer la caractérisation des conditions de glace sur les rivières nordiques où très peu d'information existe. Le partenariat entre chercheurs Inuits et académiques a ouvert la voie à la reconnaissance de l'expertise des aînés et de leur lecture des changements environnementaux passés et présents. L'intégration des connaissances environnementales locales a fait progresser notre compréhension de la complexité de ce système fluvial et de la dynamique des glaces dans un environnement macrotidal subarctique. La consolidation des connaissances de l'estuaire de la rivière Koksoak représente une contribution significative pour la géomorphologie côtière, l'hydrologie et la télédétection en milieu nordique.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Bernier, Monique
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Allard, Michel
Mots-clés libres:	glace; subarctique; régime macrotidal; hydrologie; images radar; déglacement; englacement; température atmosphérique; marée; couvert de glace ; télédétection; géomorphologie fluviale; RADARSAT-2; estuaire; rivière Koksoa; Nunavik
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	03 juin 2013 19:48
Dernière modification:	11 nov. 2015 15:12
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/1396

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