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Remerciements
Gilles Gauthier et l’Équipe, Naïm Perreault, Esther Lévesque, Stéphanie
Coulombe, Michel Paquette, Michel Allard, Wayne Pollard, Oliver Sonnentag,
Josée Turcotte, Coralie Henry-Brouillette, Rachel Thériault, Alexandre Guertin-
Pasquier et Jean-François Lamarre.
Objectifs
a) Démontrer le changement du trajet des écoulements de surface
à l’emplacement d’un ravin entre un moment avant et un moment suivant
la formation du ravin.
b) Démontrer l’impact de l’érosion sur la capacité de rétention de l’humidité
du sol en comparant un polygone intact contre un polygone érodé.
Impacts du ravinement de thermo-érosion sur l’hydrologie d’un
petit bassin-versant sur l’Ile Bylot dans l’Archipel Arctique Canadien
Godin, Etienne* 1, 2 (etienne.godin.1@umontreal.ca) ; Fortier, Daniel 1, 2 (daniel.fortier@umontreal.ca)
(1) Dept. de Géographie, Université de Montréal, 520 Chemin de la Côte Ste-Catherine, Montréal, QC, Canada, H2V 2B8 (2) Centre d’Études Nordique, Pavillon Abitibi-Price, 2405, rue de la Terrasse, Local 1202, Université Laval, Québec, QC, Canada G1V 0A6
Contexte
La thermo-érosion est un processus d’érosion convectif des dépôts meubles riches en glace qui
se produit dans la zone de pergélisol continu se trouvant dans l’archipel Arctique Canadien. Le transfert
thermique convectif (énergie cinétique + thermique) de l’eau de fonte des neiges vers le pergélisol riche
en glace (coin de glace) initie la formation et le développement de ravins appelés ravins de thermo-
érosion. Des taux variant entre 14 ± 3 m an -1 et 25 ± 4 m an -1 ont été mesurés entre 2007 et 2011 dans la
vallée du glacier C-79 sur l’Ile Bylot, NU, Canada (Godin et Fortier 2012a – Figure 1). Trente-six (36) ravins
ont été identifi és dans cette vallée. La présente recherche se concentre sur un de ces ravin qui est étudié
depuis sa formation en 1999 (Fortier, Allard et al. 2007).
À l’échelle du bassin versant (Figure 2), l’impact du ravinement
change signifi cativement le tracé des écoulements de surface
(water tracks). Le ravin concentre les écoulements qui existaient
avant sa formation. Il crée une nouvelle connexion hydrologique
entre la vallée d’où provient l’écoulement et la rivière à chenaux
tressés, accélérant le transfert de l’eau vers la mer et augmentant
la mise en transport en sédiments et de nutriments.
Le taux d’humidité des polygones à coin de glace à centre
déprimé diminue lorsqu’ils sont érodés. L’ablation d’un d’un côté
du polygone permettrait une amélioration de son drainage vers
le ravin. La diminution du taux d’humidité change la distribution
des plantes qui existaient avant l’initiation du drainage – ce qui
est perceptible sur des images satellitaires multi-spectrales.
Résultats
a) Écoulements de surface
• Les écoulements identifi és sur la photo sont nombreux et bien distribués (Figure 3).
• Les polygones érodés adjacents ou près du ravin apparaissent en gris (Figure 4).
• Les polygones intacts apparaissent en rouge (Figure 4).
• Le débit des points d’entrée d’eau dans le ravin lors du pic hydrologique
printanier variait entre 0.01 m3 s-1 et 0.1 m3 s-1 en 2010 et 2012 (Figure 4).
Site
Méthode
FIGURE 1 : La vallée du glacier C-79 est située
dans la plaine sud-ouest de l’Ile Bylot, dans l’est
de l’archipel Arctique Canadien. Pond Inlet est
localisé à 85 km au sud-est du site d’étude.
Parks Canada
PCSP
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FIGURE 2 : Le ravin en orange s’est initié en 1999 dans
la terrasse de polygones et s’élargit depuis. Il mesure
actuellement ~ 850 m de long. Il est principalement
alimenté en eau de fonte des neiges depuis deux petites
vallées au sud. Les fl èches bleues indiquent la direction
de l’écoulement. L’écoulement rejoint la rivière à chenaux
tressés au centre de la vallée qui s’écoule vers la mer.
Localisation N 73°09’ – O 79°56’
Ile Bylot Nunavut
(Figure 1 et 2)
Type d’environnement Vallée glaciaire déglacée
durant l’Holocène de
16 x 3 km
Nature des dépôts silt aéolien et
tourbe partiellement
décomposée
(Fortier et Allard 2004)
Topographie Pente de la terrasse
de polygones :
~ 1% – 3%
Normales climatiques à Pond Inlet
(1971 - 2000) (Environment Canada, 2002)
Température moyenne – 15.1 °C
annuelle de l’air
Précipitations moyennes 190 mm
Précipitations de neige seulement 145 mm
Pergélisol
Épaisseur de la couche 40 – 60 cm
active – silts tourbeux (Fortier et Allard 2004)
Épaisseur du pergélisol plus de 400 m
(Smith et Burgess 2000)
Écoulements de surface
Cartographie GPS 1999 – 2008 : Précision ± 6 m (Fortier, Allard et al. 2007)
Cartographie DGPS 2009 – 2012 : Précision ± 1 m (Godin et Fortier 2012b)
Débit à l’exutoire 2010 – 2012 : courantomètre Global Water FP101
Précipitations Pluviomètre (Gauthier, Bylot Island Climatic Database 1994-2013.)
Photos aériennes 1972 – 1 :15000
Images satellite GeoEYE Panchromatique + PIR – 2010; 1 pixel = 0.41 m
Relief BNDT Feuillets 38C04 et 48D01
Logiciel d’analyse ESRI ArcGIS v10
Humidité (Figure 6)
Sondes TDR (Humidité du sol) 2010, 2011 et 2012 – Décagon Em5b + EC-5
Polygone Érodé Ravin adjacent depuis 5 – 10 ans (#331)
Polygone Intact #573
FIGURE 3 : Le fond de la fi gure est un
assemblage d’images aériennes saisies l’été
1972, soit avant que le ravin soit formé.
FIGURE 4 : L’image de fausses couleur (4,3,2)
a été saisie en 2010. 29 points d’entrée d’eau
(points en bleu) ont été répertoriés lors de la fonte
du couvert de neige en 2010 – 2012.
FIGURE 5 : Débit du ravin à l’exutoire
et précipitations durant les étés 2010,
2011 et 2012. (Gauthier, Bylot Island
Climatic Database 1994-2013).
• Les années 2010 et plus particulièrement
2011 ont eu peu de précipitations,
mais 2012 fut plutôt humide (Figure 5).
FIGURE 6 : Disposition des capteurs d’humidité et classifi cation du terrain. Les capteurs
d’humidité sont disposés selon un transect dans un polygone intact (#573) en vert et un polygone
érodé (#331) en gris. Le contour du polygone #331 est érodé au sud par une affaissement et au
sud-ouest par un glissement rétrogressif, ce qui augmente le drainage du polygone.
FIGURE 7 : L’humidité du sol pour 2010 – 2012.
Coupe transversale
d’un polygone instrumenté
b) L’humidité
Les capteurs d’humidité ont été déployés dans un polygone
à centre déprimé intact (#573), ainsi que dans un polygone
érodé (#331) – Figure 6.
On remarque dans la Figure 7 que :
• Toutes les années mesurées : le polygone intact est signifi cativement
plus humide que celui qui est érodé.
• Les années où il y a peu de précipitations : le taux d’humidité
au sein d’un même polygone peut varier signifi cativement.
• L’année avec beaucoup de précipitations (2012) : l’humidité dans le polygone
intact varie peu alors que celle du polygone érodé est variable.
Implications
6Conclusions
Le ravin de thermo-érosion a un effet direct sur le drainage des écoulements sur
la terrasse de polygones et infl uence le trajet des ruisseaux en les concentrant.
Les polygones érodés et particulièrement les baydzherakhi sont mieux drainés
que les polygones intacts, ce qui se traduit par une transition végétale et des
changements à l’albédo des surfaces durant l’été
Le bilan hydrologique suite à la formation du ravin résulte en un drainage amélioré
et une conductivité hydrologique augmentée.
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Bibliographie
Environment Canada (2002) http://climat.meteo.gc.ca/climate_normals/.
Fortier, D. Allard, M. et al. (2004). Canadian Journal of Earth Sciences 41(8): 997-1012.
Fortier, D. Allard, M. et al. (2007). Permafrost and Periglacial Processes 18(3): 229-243.
Gauthier G., Bylot Island Climatic Database 1994-2013
9
Godin, E. et Fortier, D. (2012a). 10th International Conference on Permafrost,
Salekhard, Russia.125-130.
Godin, E. et Fortier, D. (2012b). Canadian Journal of Earth Sciences 49(8): 979-986.
Smith, S. et Burgess, M. M. (2000). Open File Report #3954.
Geological Survey of Canada: 57 p.
Poster ACFAS Final 2013 CS5.indd 1 03-05-13 14:58
