Cartographie et suivi du contenu en eau de la neige à l’aide de mesures géoradar dronoporté récurrentes

Résumé

Le couvert neigeux saisonnier joue un rôle hydrologique important dans les régions nordiques et alpines. En modifiant le parcours et la vitesse des écoulements, les propriétés internes du manteau neigeux dictent la répartition de l’eau de fonte entre les cours d’eaux et les eaux sous-terraines. Ce phénomène est d’autant plus remarquable durant les évènements de pluie sur neige : en modifiant la vitesse d’écoulement de l’eau, le couvert neigeux modifie la quantité d’eau se déversant à l’exutoire d’un système, favorisant ainsi le risque d’inondations et d’embâcles. Les récentes observations et modélisations prédisent une augmentation du nombre d’évènements de pluie sur neige dans de nombreuses régions froides à travers le globe. Ces événements provoquent une augmentation de l’intensité et du nombre d’embâcles et d’inondations hivernales. Afin de mieux prévoir les conséquences hydrologiques de l’augmentation des phénomènes de pluie sur neige, il est nécessaire de mieux comprendre les processus et les paramètres qui influencent la libération de l’eau liquide retenue dans le pack de neige. Basé sur les mesures effectuées durant l’hiver 2020-2021 au bassin versant expérimental de Sainte-Marthe, l’objectif de cette étude est de développer une approche multiméthode permettant de mesurer les propriétés internes du pack de neige. Les mesures fournies par la station météorologique du bassin versant expérimental de Sainte- Marthe ont permis d’identifier la période d’ablation de l’hiver, ainsi que les évènements de pluie sur neige, et enfin, de valider les observations fournies par les autres méthodes de mesures. De plus, l’utilisation de photogrammétrie par drone a permis de déterminer les hauteurs de neige sur toute la surface d’étude sur une base hebdomadaire. Combiné aux mesures géoradar (GPR) réalisées chaque semaine à l’aide de drone, ces mesures ont permis de faire un suivi de l’humidité du couvert neigeux. Chacune des prises de mesures durant la période d’ablation du couvert neigeux a permis de créer des cartes d’humidité du pack de neige de la station principale du bassin versant. Pour compléter ces mesures hebdomadaires, la disposition d’appareils mesurant la réflectométrie temporelle (TDR) a permis d’interpréter les mouvements d’eau intra-pack. L’évolution des conditions du pack de neige constatée à l’aide des mesures dronoportées peut être interprété grâce aux suivis TDR réalisés en plusieurs points durant cette même période. Finalement, des mesures manuelles ont été effectuées pour valider les différentes mesures et interprétations permises par les autres méthodes. L’hiver 2020-2021 a montré l’intérêt et le potentiel de cette approche multiméthode. L’utilisation de GPR dronoporté a permis de montrer l’évolution des propriétés hydrologiques du pack de neige durant la saison d’hiver. De plus, l’ajout du suivi de l’humidité du pack de neige à l’aide de TDR semble parfaitement complémentaire aux observations fournies par drones.

Date	14 févr. 2022
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Michel Baraër (Directeur(-trice))