Multi-scale assessment of environmental changes impact on subarctic glacierized watersheds hydrology

Résumé

Les bassins versants glaciaires subarctiques sont des systèmes hydrologiques complexes d’une importance primordiale non seulement pour la gestion des ressources en eaux, mais aussi pour les différents services écosystémiques. Ce sont des environnements fragiles qui montrent une grande sensibilité aux changements climatiques. Plusieurs études ont démontré l’importance hydrologique des secteurs n’étant pas couverts par un glacier en évaluant la capacité de stockage en eau et le ruissellement créés par les zones proglaciaires de ces bassins versants. Cependant, à l’échelle d’un bassin versant, le rôle hydrologique qu’exerce chaque composante autre que les glaciers n’est pas bien compris. J’émets ici l’hypothèse que les zones proglaciaires des environnements subarctiques jouent un rôle important pour l’hydrologie des bassins glaciaires et que le retrait des glaciers ne définit pas entièrement leur réponse hydrologique aux changements climatiques. Par conséquent, pour prédire avec précision les conséquences des changements environnementaux dans les bassins versants glaciaires subarctiques, il est nécessaire de mieux comprendre et quantifier la contribution de chaque composante hydrologique pour la production d’eau de surface. L’objectif principal de ce projet est d’améliorer les connaissances nécessaires pour prévoir l’impact des changements environnementaux sur l’hydrologie des régions subarctiques en (i) isolant et quantifiant le rôle de la régression des glaciers sur les récents changements hydrologiques dans le sud-ouest du Yukon ainsi qu’en estimant les variations futures, en (ii) déterminant l’importance de plusieurs composantes hydrologiques sur le ruissellement dans un bassin versant glaciaire subarctique lors de la période estivale, et en (iii) analysant la genèse des aufeis pour obtenir de nouvelles informations sur la création du débit de base et sur les processus hydrologiques lors de la période hivernale dans deux bassins versants aux caractéristiques différentes. Afin d’atteindre ces objectifs, trois campagnes de terrains dans un bassin versant glaciaire des montagnes St Elias au Yukon (Canada) ont eu lieu lors de trois étés consécutifs. Les données récoltées ont été complémentées par des tests en laboratoires, des analyses statistiques et des données de télédétection. À cause de la forte complexité hydrologique généralement rencontrée dans ce type d’environnement, une approche multi-technique a été favorisée pour mesurer les processus hydrologiques des vallées proglaciaires. Celle-ci inclut l’utilisation de traceurs naturels, la prise de données hydrométéorologiques et l’imagerie à intervalle de temps. Ce projet confirme que le retrait des glaciers ne peut expliquer à lui seul tous les changements hydrologiques ayant lieu dans la région d’étude. Tandis qu’une augmentation des débits annuels et estivaux, une diminution de la variabilité annuelle des débits et un décalage du début de la saison d’ablation sont tous des caractéristiques des bassins versants dont l’hydrologie est dominée par les glaciers, une augmentation du débit hivernale et une variation de sa durée sont observées dans tous les bassins versants, indépendamment de leur régime hydrologique. Ce projet illustre aussi le rôle hydrologique d’une zone proglaciaire subarctique dans la partie amont d’un bassin versant. En particulier, les découvertes de ce projet démontrent que les composantes hydrologiques que sont les affluents des talus et le ruissellement des zones contenant de la glace enfouie contribuent significativement à la production d’eau de surface. Les sources contribuant au ruissellement lors de l’été semblent aussi être actives lors de l’hiver, soulignant du même coup l’importance des vallées proglaciaires pour l’hydrologie locale au cours de ces deux saisons. Pour comprendre les changements hydrologiques ayant lieu dans les environnements montagneux subarctiques, les résultats de ce projet proposent qu’il faille mettre davantage l’accent sur le développement de nos connaissances des zones en amont des bassins versants glaciaires sans toutefois focaliser uniquement sur la contribution des glaciers. Les prochaines recherches devraient plutôt se faire à l’échelle d’un bassin versant et se concentrer sur l’identification des rôles de chaque composante et caractéristique hydrologiques telles que les aires contenant de la glace enfouie et les talus. Finalement, ce projet démontre la nécessité d’incorporer les composantes hydrologiques identifiées ici comme importantes dans les modèles hydrologiques conceptuels et numériques.

Date	1 mai 2020
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Michel Baraër (Directeur(-trice))