Numerical modelling of the impact of climate change on the morphology of Saint-Lawrence tributaries

Cette thèse examine les impacts sur la morphologie des tributaires du fleuve Saint-Laurent des changements dans leur débit et leur niveau de base engendrés par les changements climatiques prévus pour la période 2010–2099. Les tributaires sélectionnés (rivières Batiscan, Richelieu, Saint-Maurice, Saint-François et Yamachiche) ont été choisis en raison de leurs différences de taille, de débit et de contexte morphologique. Non seulement ces tributaires subissent-ils un régime hydrologique modifié en raison des changements climatiques, mais leur niveau de base (niveau d’eau du fleuve Saint-Laurent) sera aussi affecté. Le modèle morphodynamique en une dimension (1D) SEDROUT, à l’origine développé pour des rivières graveleuses en mode d’aggradation, a été adapté pour le contexte spécifique des tributaires des basses-terres du Saint-Laurent afin de simuler des rivières sablonneuses avec un débit quotidien variable et des fluctuations du niveau d’eau à l’aval. Un module pour simuler le partage des sédiments autour d’îles a aussi été ajouté au modèle. Le modèle ainsi amélioré (SEDROUT4-M), qui a été testé à l’aide de simulations à petite échelle et avec les conditions actuelles d’écoulement et de transport de sédiments dans quatre tributaires du fleuve Saint-Laurent, peut maintenant simuler une gamme de problèmes morphodynamiques de rivières. Les changements d’élévation du lit et d’apport en sédiments au fleuve Saint-Laurent pour la période 2010–2099 ont été simulés avec SEDROUT4-M pour les rivières Batiscan, Richelieu et Saint-François pour toutes les combinaisons de sept régimes hydrologiques (conditions actuelles et celles prédites par trois modèles de climat globaux (MCG) et deux scénarios de gaz à effet de serre) et de trois scénarios de changements du niveau de base du fleuve Saint-Laurent (aucun changement, baisse graduelle, baisse abrupte). Les impacts sur l’apport de sédiments et l’élévation du lit diffèrent entre les MCG et semblent reliés au statut des cours d’eau (selon qu’ils soient en état d’aggradation, de dégradation ou d’équilibre), ce qui illustre l’importance d’examiner plusieurs rivières avec différents modèles climatiques afin d’établir des tendances dans les effets des changements climatiques. Malgré le fait que le débit journalier moyen et le débit annuel moyen demeurent près de leur valeur actuelle dans les trois scénarios de MCG, des changements importants dans les taux de transport de sédiments simulés pour chaque tributaire sont observés. Ceci est dû à l’impact important de fortes crues plus fréquentes dans un climat futur de même qu’à l’arrivée plus hâtive de la crue printanière, ce qui résulte en une variabilité accrue dans les taux de transport en charge de fond. Certaines complications avec l’approche de modélisation en 1D pour représenter la géométrie complexe des rivières Saint-Maurice et Saint-François suggèrent qu’une approche bi-dimensionnelle (2D) devrait être sérieusement considérée afin de simuler de façon plus exacte la répartition des débits aux bifurcations autour des îles. La rivière Saint-François est utilisée comme étude de cas pour le modèle 2D H2D2, qui performe bien d’un point de vue hydraulique, mais qui requiert des ajustements pour être en mesure de pleinement simuler les ajustements morphologiques des cours d’eau.

Un fjord, une rivière, un lac et des ruisseaux : variabilité culturelle paléohistorique sur le bassin hydrographique de la rivière Saguenay (Québec, Canada)

En archéologie, l’identification des identités culturelles spécifiques pose souvent problème. Cependant, lorsqu’on en arrive à la fin de la Paléohistoire et plus particulièrement au cours de la Protohistoire, les vestiges archéologiques trouvent alors des alliées sous la forme de sources littéraires et iconographiques qui documentent tant bien que mal la géographie humaine de l’époque. Sur le bassin hydrographique de la rivière Saguenay, quelques-unes de ces mentions révèlent que se trouvaient au cours de la Protohistoire un certain nombre de groupes distincts parmi lesquels des Iroquoiens du Saint-Laurent, des Montagnais de Tadoussac, des Kakouchacks et autres groupes du Nord. Les vestiges archéologiques des 393 sites archéologiques qui comptent au moins une composante de la Protohistoire ou de la Paléohistoire récente sur le bassin hydrographique de la rivière Saguenay ont été mis à contribution afin de déterminer si ce qui est mentionné où illustré dans les documents historiques est vérifiable du point de vue archéologique. Que ce soit les vestiges céramiques, lithiques, ostéologiques ou autres, ceux-ci ont en effet révélé certaines tendances qui ne peuvent s’expliquer que par des trames culturelles spécifiques. Après avoir constaté la présence de cette mosaïque culturelle au cours de la Protohistoire, le défi était de déterminer depuis quand celle-ci s’était mise en place et surtout d’en identifier les causes. Si l’environnement très variable qui caractérise le bassin hydrographique de la rivière Saguenay (incluant le lac Saint-Jean) a certes joué un rôle, d’autres événements ou comportements ont assurément contribué à diversifier les populations. Parmi ceux-ci, il y a la provenance des populations qui fréquentaient la rivière et ses affluents, les axes de circulations qu’ils empruntaient dans le cadre de leur cycle saisonnier, de même que le contexte des échanges qui se pratiquaient à l’échelle pan-bassin hydrographique. Tous ces aspects ont assurément joué un rôle dans la détermination de ce qu’était une population des basses terres du lac Saint-Jean versus une population du Bas-Saguenay.

L'effet des enrochements sur l'utilisation de l'espace par les communautés de poissons dans les Basses-Terres du Saint-Laurent.

Ce mémoire a été effectué dans le cadre d'une étude pour le Ministère des Transports.