Entre 1992 et 2007, le climat de la localité côtière de Salluit, situé à l'extrême nord du Québec, s'est réchauffé considérablement. Ces conditions climatiques particulières ont augmenté l'instabilité du mollisol au dégel et ont favorisé les ruptures de mollisol survenues dans la vallée de Salluit à l'été 1998 et 2005. L'objectif principal de ce projet de recherche consiste à préciser, pour la région de Salluit, le contexte climatique qui a prévalu lors des épisodes de ruptures de mollisol documentés. Il existe une bonne corrélation entre l'écart interannuel de l'indice de dégel et l'occurrence des ruptures de mollisol. Toutefois, malgré l'augmentation interannuelle de l'indice de dégel qui entraîne un accroissement de l'épaisseur du mollisol, une rupture de mollisol ne se produit pas toujours. En effet, l'occurrence et la localisation du phénomène dépendent non seulement des conditions climatiques passées et actuelles, mais aussi de facteurs de préconditionnement et environnementaux locaux qui prédisposent certains versants

Thèse en cotutelle, Département d'histoire, Faculté des Lettres, Université Laval, Québec et Université de Nice Sophia Antipolis, Nice, France / Cette thèse de doctorat a pour point de départ la reconfiguration importante que connut l'hydrographie du delta du Nil entre la conquête romaine et l'époque arabe. Le croisement de ce constat avec celui de l'intensité particulière des politiques romaines de valorisation de l'environnement deltaïque pose la question du rôle joué par les relations entre l'État romain, la société et l'environnement deltaïque dans l'accélération du processus fluvial qui donna naissance au delta moderne. Ce questionnement, qui est du domaine de l'histoire de l'environnement, requiert une approche holistique et multidisciplinaire qui considère les rapports homme-milieu en termes d'interactions. C'est dans ce contexte que notre attention a été retenue par la documentation papyrologique relative au nome mendésien, une circonscription administrative située dans le nord-est du delta du Nil et traversée dans l'Antiquité par la désormais défunte branche mendésienne du Nil. Le sous-sol humide du delta ayant considérablement nui à la conservation des vestiges anciens dans cette région, les papyrus carbonisés retrouvés dans les ruines de l'antique ville de Thmouis constituent une manne exceptionnelle d'informations qui n'avait jamais été l'objet d'une étude historique d'ensemble. Ces archives fiscales ainsi que les autres sources écrites, archéologiques et géomorphologiques relatives au nome mendésien, font pourtant état de quatre phénomènes particulièrement révélateurs survenus dans cette zone du delta sous le Principat : le tarissement de la branche mendésienne du Nil, le transfert de la capitale du nome de Mendès vers Thmouis, la révolte dite des Boukoloi et la dépopulation massive du nome. En reconstituant les relations homme-milieu en vigueur dans le nome mendésien au moyen du recours aux concepts de risque fluvial, de risque alimentaire et de représentations sociales, nous avons pu montrer comment ces phénomènes constituent autant de résultats des dynamiques interactionnelles qui contribuèrent à l'évolution de l'écosystème mendésien. L'étude de l'ensemble des données disponibles nous a également permis d'entrevoir l'évolution de l'écosystème mendésien dans une perspective diachronique allant de l'époque prédynastique à l'époque arabe. Grâce à cette démarche, nous avons pu départager les éléments de continuité et de rupture ayant caractérisé la mise en valeur de cette région à l'époque romaine.

Cette thèse de doctorat constitue une analyse hydro-climatique et géomorphologique des déglacements mécaniques d'un petit cours d'eau du Haut-Boréal québécois : la rivière Necopastic. L'étude de la variabilité spatiale et temporelle dans l'intensité et la fréquence de ces événements a été permise grâce à l'analyse dendrochronologique des cicatrices d'abrasion glacielle échantillonnées sur les arbres le long du cours principal de la rivière. Dans le cadre de cette thèse, les problèmes liés à l'échantillonnage des arbres et à la construction de chronologies glacielles en milieu fluvial ont été identifiés et solutionnés en accord avec les principes de base en dendrochronologie (Le., la sélection des sites, la sensibilité des enregistreurs et la réplication). Une chronologie construite selon cette nouvelle méthode a permis l'analyse du contexte hydro-climatique dans lequel se déclenchent les épisodes de déglacement mécanique à l'intérieur du bassin-versant de la rivière Necopastic. En croisant les variations dans l'intensité des déglacements mécaniques aux variables hydro-climatiques régionales (période 1950-2003) et en incorporant ces variables dans un modèle prédictif (arbre de classification et de régression), il a été démontré que les déglacements mécaniques intenses se produisent surtout en présence d'un couvert de glace dont les propriétés physiques ne sont pas dégradées au moment de la crue printanière. Des crues régionales hâtives et soudaines combinées à des printemps froids et neigeux (lorsque l'indice d'Oscillation Arctique est positif) favorisent le déclenchement d'épisodes de déglacements mécaniques intenses. Enfin, l'impact de ces événements sur la géométrie et la géomorphologie des chenaux dépend de leur fréquence. Lorsque les déglacements mécaniques surviennent plus souvent qu'une fois à tous les cinq ans, les chenaux apparaissent élargis et présentent une morphologie érodée à deux niveaux. Ces variations dans la largeur et la forme des chenaux ne peuvent pas être décrites adéquatement par des courbes de géométrie hydraulique.

Dans le bassin versant de la rivière Cap-Rouge, situé sur la rive nord de l'estuaire de Saint-Laurent (Québec), la côte a été déglacée peu avant 13 130 étal. BP et submergée par les eaux de la mer de Champlain. Après l'émersion des terres, la rivière s'est encaissée, ce qui a mené à la formation de terrasses étagées, près de son embouchure. Une coupe stratigraphique levée dans une terrasse de 14 m a montré l'existence d'un bas niveau marin à l'Holocène moyen vers 6300-6200 étal. BP, période au cours de laquelle le tsuga et le pin blanc formaient des peuplements mixtes sur cette terrasse. Ce bas niveau marin fut suivi de la transgression Laurentienne qui a atteint la limite d'environ 14 m. D'autres processus comme les embâcles de glace et les crues glacielles semblent aussi avoir joué un rôle dans la dynamique fluviale de la rivière Cap-Rouge, comme ce fut le cas vers la fin du 19e siècle.

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023) / Le contexte géomorphologique de Salluit en fait un casse-tête pour les professionnels et décideurs publics qui tentent de combler au mieux les besoins grandissants en logements et en infrastructures de la communauté. Parmi les contraintes à solutionner dans l'élaboration des plans d'aménagement se trouve le pergélisol salin sensible au dégel et riche en glace qui comble le fond de la vallée de Salluit. Plusieurs processus géomorphologiques périglaciaires y sont observables, comme le tassement différentiel dû au dégel, la gélifluxion, des glissements de terrain de type décrochement de couche active et des évènements de thermo-érosion. Les problématiques liées au pergélisol dans le village ont été étudiées à travers plusieurs projets de recherche scientifique depuis les années 2000. Cependant, les professionnels et décideurs publics de la communauté et du Nunavik qui se succèdent au fil des ans ont encore difficilement accès à ces résultats d'une importance majeure pour l'aménagement du village. Ce projet de recherche appliquée et intégrateur souhaite être initiateur de changement dans les pratiques actuelles de recherche et aborde les problématiques avec une approche non conventionnelle, où une place importante est accordée à la flexibilité dans les méthodes de transfert de connaissances, à la multidisciplinarité, et à la collaboration. Cette flexibilité a par ailleurs permis d'orienter le projet de manière à répondre à différents besoins pour l'aménagement de la communauté, notamment en approfondissant les connaissances sur la géomorphologie et le pergélisol du secteur à développer pour la prochaine phase d'expansion du village (Salluit-4). La capacité de réponse communautaire face aux risques de glissements de terrain est aussi élaborée par la mise au point d'un système technologique intégré de préalerte pour l'évaluation quotidienne du niveau de risque. Dans le contexte où la communication des résultats de recherche pour le public n'est pas encore une pratique courante en science du pergélisol, il importe de partager ces connaissances, qu'il s'agisse de celles produites dans cette étude ou de celles issues des projets antérieurs. À cette fin, une plateforme Web conviviale, accessible et ouverte gratuitement au public a été élaborée dans cette thèse pour assurer l'accès aux données et aux résultats de recherche sur le pergélisol et appuyer tous les acteurs impliqués dans l'aménagement du village de Salluit. / The geomorphological context of Salluit makes it a challenge for practitioners and decision makers to respond to the growing housing and infrastructure needs of the community. Among the constraints to be addressed in the land use planning is the ice-rich, thaw-sensitive saline permafrost that fills the valley floor of the village. Hazards associated with several periglacial geomorphological processes occur on community lands, such as differential thaw settlement, gelifluction, active-layer detachment slides and thermal erosion events. Permafrost-related issues in the village have been studied through several scientific research projects since the early 2000s. However, practitioners and public decision makers in the community and in Nunavik have had only a poor access to these results, which are of major importance for the development of the village. This applied and integrative research project aims to initiate change in current research practices and addresses the issues with an unconventional approach, where flexibility in knowledge transfer methods, multidisciplinary, and collaboration are emphasized. This flexibility has also allowed the project to be oriented to meet different needs for community planning, notably by enhancing knowledge of the geomorphology and permafrost of the area to be developed for the next phase of community expansion (Salluit-4). Community response capacity to landslide risks is also being improved through an integrated technological early warning system for daily risk assessment. In the context where communicating research results to the public is not yet a common practice in permafrost science, it is important to share this knowledge, both from this study and from previous projects. To this end, a user-friendly, publicly accessible and freely available web platform was developed in this thesis to ensure access to permafrost data and research results and to support all stakeholders involved in the development of the village of Salluit.

La basse vallée de la rivière du Gouffre est remblayée par des dépôts quaternaires appartenant au Wisconsinien et à l'épisode marin goldthwaitien. Le lit rocheux préglaciaire correspond à une faille orientée NO-SE. Le refroidissement climatique qui a sévi sur la région au Fini-glaciaire a permis une réavancée du front glaciaire associé à la récurrence deSaint-Narcisse, phase durant laquelle s'effectua la mise en place de matériel glacio-marin. La mer de Goldthwait a par la suite submergé la vallée jusqu'à la cote de 170 m. L'analyse des coupes stratigraphiques et les datations 14C obtenues à partir d'échantillons prélevés dans les sédiments fini-glaciaires et holocènes ont permis de définir la chronologie des événements depuis plus de 11 000 ans BP. À cette époque, un lobe de glace flottante s'est avancée jusqu'à l'embouchure de la baie Saint-Paul et vraisemblablement à l'intérieur de l'estuaire moyen. La photo-interprétation a permis de circonscrire le plus ancien glissement de terrain qui est survenu dans la vallée, lequel date l'abaissement du niveau marin au niveau de la terrasse de 20-35 m. Une discontinuité liée aux argiles basculées, non liquéfiées, est observable sous les dépôts de la terrasse de 8-10 m et au niveau du haut estran. L'existence d'un niveau marin plus bas que l'actuel vers 4600 ans BP a aussi été suggérée dans la baie. La courbe d'émersion post-glaciaire proposée pour ce secteur rend compte d'un déglacement qui semble s'être produit de l'est vers l'ouest de la vallée.

Lors de la dernière déglaciation au Wisconsinien supérieur, la région de la côte est de la baie d'Hudson a subi une transgression marine (mer de Tyrrell) synchrone au recul des glaces continentales de l'Inlandsis laurentidien vers le centre du Québec nordique. Le relèvement glacio-isostatique postglaciaire a provoqué l'émersion d'importantes masses sédimentaires déposées dans cette mer. L'étude morphologique et stratigraphique de ces dépôts a permis de reconstituer les étapes de la déglaciation ainsi que les différentes phases du retrait de la mer. Dans la région de la rivière Biscarat, des indices d'une stabilisation temporaire de la marge glaciaire ont été retrouvés dans les collines côtières, à environ 7 km de la côte. Ce système est la continuité vers le nord de la ± Nastapoka drift belt ¿ dont l'âge a été évalué à 8 ka BP. Une autre pause ou ralentissement du front a été observée à l'est de la limite de l'invasion marine à l'intérieur des terres.

Cette recherche porte sur l'étude de la relation entre les changements environnementaux et culturels dans le Bas-Arctique. Une approche multidisciplinaire en géographie physique et géographie culturelle a été adoptée afin de comprendre le contexte dans lequel le site archéologique IbGk-3, situé sur l'île Drayton au sud d'Inukjuak, a été occupé. Le site est composé de vestiges de maisons semi-souterraines. Le paysage de l'île, dont plusieurs témoins du passage des glaciers sont visibles, est en constant changement, entre autres en raison du relèvement isostatique et du retrait marin qui y est associé. Les conditions environnementales clémentes d'il y a 960 ans cal. BP auront permis l'entourbement de certaines terrasses. Le choix de l'emplacement du site aurait été influencé par la disponibilité des ressources animales et des matériaux de construction des maisons tels le bois et la tourbe, mais également par la géomorphologie du site. Le savoir traditionnel inuit a permis entre autres de proposer un modèle d'aménagement intérieur des maisons semi-souterraines lequel est formé d'un tunnel d'entrée, d'une zone de couchage surélevée et d'un côté spécifique pour préparer la nourriture.

Ce mémoire présente deux éléments de vulnérabilité de la prise d’eau des îlets de la rivière Montmorency, (Arrondissement Beauport, ville de Québec, 46° 55' 20" N 71° 11' 13" O). Cette nouvelle prise d’eau, installée en 2010-2011, est constituée d’un premier dispositif qui capte l’eau de surface et d’un second qui capte l’eau par des drains installés dans le lit de la rivière. Le dispositif sous fluvial est installé afin d’assurer un accès à l’eau de la rivière en cas de défaillance du dispositif superficiel, éventuellement provoqué par les glaces. Le premier aléa examiné qui soulève la question de la vulnérabilité est la présence de glace de fond qui, le cas échéant, pourrait nuire au rendement du dispositif sous fluvial en formant une barrière plus ou moins étanche entre l’eau de la rivière et les drains. Les observations menées à l’hiver 2009-2010 ont permis de noter la présence de glace de fond à une occasion sur une aire de 5 m² au seuil en amont du site d’implantation de la prise d’eau sous-fluviale. Les visites durant l’hiver 2010-2011 ont permis d’identifier trois (3) périodes de présence de glace de fond au seuil directement en aval du site d’installation de la prise d’eau sous-fluviale. La glace de fond couvrait entièrement le seuil et partiellement la zone d’implantation prévue. Les observations de glace de fond faites aux hivers 2009-2010 et 2010-2011 ainsi que la mesure d’épisodes de surfusion dans l’eau en mars 2010 suggèrent qu’il est fort probable qu’après la mise en place du dispositif de captage sous-fluvial, d’autres épisodes de glace de fond pourraient se produire. Toutefois, les observations faites de la glace de fond en place à l’hiver 2010-2011 démontrent qu’elle est très poreuse et non-consolidée, ce qui porte à croire que son influence sur le rendement du dispositif sous fluvial serait marginale d’autant plus que de tels événements se produisent seulement avant et après la mise en place du couvert de glace et quand la température est suffisamment basse, ce qui ne se produit pas très souvent. Le deuxième aléa qui soulève la question de la vulnérabilité de la prise d’eau est que ce bief anastomosé de la rivière pourrait subir des changements morphologiques suffisamment importants pour assécher à long terme le lit de la prise d’eau lors d’épisodes d’étiage sévère. Cette possibilité découle du fait que la rivière partage son débit avec des chenaux secondaires transitant dans la plaine d’inondation à travers la forêt, et qui court-circuitent le cours principal vis-à-vis de l’ouvrage des îlets ces bras pourraient s’élargir significativement dans les années à venir, possiblement en lien avec la présence du pont multifonctionnel. Celui-ci semble provoquer une augmentation de la fréquence des embâcles de glace immédiatement à l’amont, et la déposition consécutive d’alluvions grossières transportées par la débâcle, notamment quand l’embâcle qui l’accompagne font en place. Lors des embâcles, voire même lors des crues à l’eau libre, le niveau de l’eau monterait de plus en plus haut à débit donné, ouvrant ainsi la voie à une débitance croissante par les chenaux secondaires. Les relevés réalisés durant ce projet de maîtrise démontrent que la topographie du tronçon de 1,3 km directement en amont du pont multifonctionnel (Lat.= 46° 55' 38" N, Long. = 71° 11' 37" O) a subi des modifications notables depuis 1995. Les 500 m complètement en amont du tronçon ont subi un surcreusement moyen de 15 cm tandis que les 800 m en aval ont subi un rehaussement de 15 cm en moyenne. Des différences aux seuils des entrées vers les bras secondaires ont aussi été mise en évidence (jusqu’à -1,5 m) cependant, lors du relevé de 1995 des débris (branches, troncs, etc.) ainsi que des sédiments obstruaient l’entrée en formant des seuils (généralement < 1 m) ce qui explique les différences importantes notées aux seuils entre 1995 et 2000 (Doyon, B, Communication personnelle, 2010). La répartition des débits entre les bras secondaires de la rivière est sujette à des variations relatives importantes en proportions causées par des effets locaux. La pente des bras secondaires de la rivière Montmorency est faible et couplée à un débit tout aussi faible et des chenaux étroits, les débits dans les bras secondaires sont plus facilement influencés par les débris, sédiments et toute nouvelle restriction ou ouverture. Les débits mesurés ont permis de déterminer qu’en absence d’un couvert de glace, le pourcentage du débit qui court-circuite le site de la prise d’eau est de 5%, 6%, 8% et 9% pour des débits totaux au secteur des îlets de 29 m³/s, 46 m³/s, 55 m³/s et 90 m³/s. Depuis la construction du pont, la fréquence caractéristique des embâcles dans le secteur du pont est passée de un aux trente ans à un aux cinq ans. Le modèle HEC-RAS a été utilisé pour déterminer les niveaux d’eau du secteur des bras secondaires en présence d’un couvert de glace et en présence d’embâcles de glace. Les résultats démontrent que les niveaux atteints en crue 2 ans à surface libre (439 m³/s) et en crue hivernale (100 m³/s) en présence d’un couvert de glace ou d’un embâcle de glace initient l’écoulement vers les bras secondaires et causent de cette façon de l’érosion qui augmentera avec le temps la chenalisation vers les bras secondaires en période de crues. Ce travail se situe dans un projet du Ministère des Affaires municipales, des Régions et de l’Occupation du territoire en collaboration avec la Ville de Québec.

L'écoulement d'une rivière peut générer des circulations secondaires perpendiculaires à sa direction principale. L'effet acoustique Doppler permet de mesurer ces circulations lentes sans perturber l'écoulement. Sur une portion rectiligne de la Seine, nous utilisons un profileur acoustique (ADCP) placé sur un radeau. Ce dispositif nous permet de mesurer la vitesse moyennée en temps au travers de la section à partir des deux faisceaux alignés avec l'écoulement principal. Ces mesures révèlent des courants secondaires organisés en cellules de recirculation périodiques, dont le sens de rotation est alterné. Leur taille est comparable à la hauteur d'eau et leur vitesse est de l'ordre de 1% de celle du courant principal. L'observation de ces cellules, inédite en rivière, rappelle les mesures de Blanckaert (2010) en laboratoire. Ces observations sont complétées par de nouvelles mesures dans une rivière plus petite en utilisant un profileur acoustique unidirectionnel fixé à la surface de l'eau. À nouveau, ces mesures révèlent la présence de cellules comparables à celles observées dans la Seine. Leur influence sur le transport de quantité de mouvement est ensuite étudiée dans le cadre des équations de Saint-Venant. Cette approche permet de reproduire le profil de vitesse au travers de la section. Nous montrons ainsi que ces cellules constituent un mécanisme de transfert dont l'intensité est comparable à celle du transfert turbulent. À l'aide de simulations numériques, nous étendons ce résultat à la dispersion de matière dissoute par une série de cellules contra-rotatives. Enfin, nous discutons les différents mécanismes susceptibles de former ces cellules de recirculation.