La vallée glaciaire est une forme de relief associée aux montagnes qui ont été affectées par une glaciation régionale. L’étude de cette forme de relief aide les chercheurs à mieux connaitre le développement du système glaciaire régional qui reflète les changements climatiques globaux. La tâche d’identification de ces formes sur un modèle numérique de terrain est primordiale pour toutes les études géomorphologiques ou environnementales. Avec le développement desSystèmes d’Information Géographique et des outils informatiques, l’automatisation de cette tâche devient une solution pour la diminution de la durée et du coût exigés par la méthode manuelle. Cependant, les méthodes automatiques actuelles comme la classification morphométrique ou l'analyse d’images par objets (Object Based Image Analysis) sont limitées pour l'identification d'une forme de relief entière comme la vallée glaciaire. Ces méthodes sont basées en général sur des approches de classification du terrain en éléments de relief sans la prise en considération du contexte géomorphologique. À cet égard, nous avons comme objectif le développement d'une méthode automatique d'extraction des formes des vallées glaciaires. Notre méthode est basée sur l’idée de la saillance issue de la cognition humaine en matière des formes de relief. Nous admettons que la vallée glaciaire est définie par l’assemblage spatial du fond et des versants dans un contexte géomorphologique donné. L’identification de ces formes est réalisée à partir de l’identification des cours d’eau et des contreforts comme éléments saillants de ces composants et par leur assemblage autour d’une saillance globale, le talweg. Nous avons appliqué notre méthode automatique sur des modèles numériques de terrain de différentes zones glaciaires parmi lesquelles la vallée Jacques-Cartier au Québec. Nous avons obtenu des entités spatiales qui caractérisent l'étendue géographique de la vallée glaciaire et de ses éléments composants accompagnées de leurs indicateurs de forme. / The glacial valley is a landform associated with mountains that have been affected by regional glaciation. The study of this kind of valley helps researchers to better understand the development of the regional glacial system that reflects global climate change. The task of identifying these forms on a digital elevation modelis essential for all geomorphological or environmental studies. With the development of GIS and IT tools, the automation of this task becomes a solution for reducing the time and cost required by the manual method.However, current automatic methods like morphometric classification or Object Based Image Analysis are limited when trying to identify an entire landform such as the glacial valley. These methods are generally based on land classification approaches of terrain elements without taking into consideration the geomorphological context. In this respect, we aim to develop an automatic method for extracting glacial valleys. Our method is based on the idea of salience resulting from human cognition of relief. We admit that the glacial valley is defined by the spatial assembly of the bottom and slopes in each geomorphological context. The identification of these forms is based on the identification of streams and foothills as salient elements of its components and their assembly around a global salience, the thalweg. We applied our automatic method on digital terrain models of different glacial zones, including the Jacques-Cartier Valley in Quebec. We obtained spatial entities that characterize the geographic extent of the glacial valley and its component elements accompanied with form indicators.

Les glaciers des Alpes françaises subissent un recul généralisé depuis la fin du Petit Âge Glaciaire (PAG). Dans le contexte actuel d'élévation de la température et du fait des nombreux enjeux auxquels ils sont associés, l'amélioration de leur suivi apparaît indispensable. Avant ce travail, il n'existait pas d'étude exhaustive récente concernant l'ensemble des glaciers des Alpes françaises, les travaux de Mougin et de Vivian datant respectivement du milieu des années 1920 et 1970. L'objectif de ce travail est de dresser un inventaire diachronique des glaciers des Alpes françaises et de leurs marges proglaciaires. Les données de cet inventaire servent ensuite de base à l'étude des modalités du retrait glaciaire depuis la fin du PAG et à l'établissement de méthodes pour détecter les secteurs susceptibles d'être affectés par des instabilités. L'inventaire diachronique des glaciers des Alpes françaises est réalisé à 3 dates : (i) 2006-2009 à partir des orthophotographies récentes de l'IGN, (ii) 1967-1971 à partir des premières éditions des cartes topographiques 1 :25 000 de l'IGN, et (iii) la fin du PAG (pour les massifs du Mont Blanc, de la Vanoise et des Ecrins), en croisant documents anciens et données géomorphologiques acquises sur le terrain et par photo-interprétation. Les données sont organisées dans un Système d'Information Géographique (SIG) qui permet d'associer cartographie et base de données. La superficie des glaciers était de 275 km² en 2006-2009, 369 km² en 1967-1971 et 544 km² à la fin du PAG pour les massifs du Mont Blanc, de la Vanoise et des Ecrins. A l'échelle régionale, les glaciers ont perdu 25 % de leur superficie depuis la fin des années 1960 et 50 % de leur superficie depuis la fin du PAG. La rétraction des glaciers est environ 2,5 fois plus rapide entre 1967-1971 et 2006-2009 qu'entre la fin du PAG et 1967-1971. A l'échelle individuelle, les glaciers ont perdu en moyenne 52 % de leur superficie entre 1967-1971 et 2006-2009, et 115 ont même disparu. A l'échelle régionale comme individuelle, le retrait glaciaire présente des tendances différentes selon les massifs, la taille des glaciers et leur exposition Des méthodes simples, basées sur les données des inventaires des glaciers et des marges proglaciaires sont établies afin d'identifier les lacs potentiellement instables, les secteurs englacés favorables à la formation de futurs lacs, au déclenchement d'avalanches de séracs ou susceptibles d'être déstabilisés en masse, et les marges proglaciaires favorables à l'occurrence de glissements ou de laves de débris.

Au cours du Paléozoïque inférieur, un changement climatique majeur a permis le développement d’une calotte glaciaire sur paléocontinent Gondwana. Cette calotte a plusieurs fois recouvert la plateforme nord-gondwanienne au cours des différents épisodes d’avancée et de recul des fronts glaciaires. Cette dynamique a permis le développement d’un modèle glaciaire, qui inclut des surfaces d’érosion majeures d’extension régionale et des vallées glaciaires. Parmi ces vallées, les vallées tunnel font référence aux vallées glaciaires mises en évidence en Europe, et qui sont associées aux grandes glaciations quaternaires. Par définition, ces vallées regroupent des dépressions linéaires de plusieurs kilomètres de large et de plusieurs dizaines de kilomètres de long. Elles sont en générale profondes de quelques centaines de mètres et leur fond présentent des zones de surcreusement. Des vallées tunnel ordoviciennes sont localisées en Afrique du Nord et au Moyen-Orient. Les sédiments glaciaires ordoviciens représentent un important objectif pour l’exploration des hydrocarbures et les vallées tunnel, qui constituent des hétérogénéités lithologiques dans l’enregistrement sédimentaire, sont d’excellentes roches-réservoirs. En Europe, les anciennes vallées tunnel quaternaires constituent des aquifères dont la mise en évidence et la préservation constituent un véritable enjeu. Un intérêt majeur réside donc dans une meilleure connaissance de l’architecture du remplissage de ces vallées, mais également une compréhension des paramètres qui contrôlent leur distribution et des mécanismes qui participent à leur formation sous les calottes de glace. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire est principalement basé sur une étude de terrain, dont les résultats recouvrent trois grands axes : (1) l’environnement sous-glaciaire, (2) la dynamique de remplissage des vallées tunnel et (3) les facteurs contrôlant leur distribution. / The icehouse period during the lower Palaeozoic led to the development of large continental ice-sheet over the Gondwana. This ice-sheet fluctuated in size and repeatedly recovered the north-Gondwana platform. The resulting glacial record includes major erosional surfaces of regional extent, with subglacial landforms and morphologies, as well as glacial valleys and specific glaciogenic sedimentary record. Among these valleys, tunnel valleys refer to Quaternary analogues, associated with the development of ice-sheets over Europe and North-America. Tunnel valley defines elongated, linear to slightly sinuous depressions, measuring few kilometers in width and several kilometres in length. They start and terminate abruptly, are generally a few hundred of meters deep, and display frequent overdeepening along the floor. Ordovician tunnel valleys are described from North Africa to the Middle East. Ordovician glacial deposits are considered as a major target for hydrocarbon exploration in these regions, with tunnel valleys forming lithological heterogeneities with excellent reservoir properties. In Europe, Quaternary tunnel valleys are targeted for groundwater resources as they form reliable aquifers. A major interest therefore exists for these valleys, as well as a need for better understanding of the nature and the stratigraphy of the infill, their origin and the parameters controlling their distribution. The recherché project presented in this thesis is based on an extensive fieldwork that focused on three main issues, regarding tunnel valleys: (1) the subglacial environment, (2) the sedimentary processes and depositional environments associated with their infill and (3) the parameters controlling their distribution

La décrue post-Petit Age Glaciaire en Haute Maurienne est abordée dans cette étude par trois angles de vision complémentaires. Les évolutions de l'englacement du bassin versant du Haut Arc pendant la décrue glaciaire post Petit Age Glaciaire sont reconstituées sur un échantillon d'une trentaine de glaciers à l'aide de différentes sources documentaires (archives, témoins géomorphologiques, clichés aériens et scènes satellitales). Les résultats sont exprimés sous la forme d'une série de cartes d'extension des glaciers et de diagrammes des surfaces relatives sur la période d'étude (1850-2000). Ces données aboutissent à une typologie des modes de décrue, révèlant un couplage efficace entre les forçages climatiques et ces glaciers alpins. La décennie 1990-2000 est marquée par une accélération synchrone de la décrue sur l'ensemble des glaciers.<br />Dans un deuxième temps, les impacts de la décrue sur l'hydrosystème proglaciaire sont étudiés à travers les enregistrements pluri décennaux des débits journaliers d'un torrent glaciaire (l'Avérole). Les analyses montrent une modification majeure du régime du torrent proglaciaire au cours de la dernière décennie. Cette évolution est interprétée comme une intensification du forçage climatique actuel. L'analyse à un pas de temps très fin d'un glacier instrumenté de 2002 à 2005 aboutit à un outil de suivi quotidien des caractéristiques du réseau de drainage glaciaire. Il s'avère que l'efficacité du réseau de drainage augmente fortement au cours de la saison d'ablation, principalement par un accroissement de la perméabilité du glacier. L'analyse des hydrogrammes de crue nous renseigne sur l'intensité des processus d'ablation à un pas journalier reliant les phénomènes de surface à la structure du réseau de drainage glaciaire. <br />Les impacts de la décrue sur le milieu glaciaire montrent une modification significative de l'environnement des glaciers au cours des 150 dernières années. La genèse des aléas d'origine glaciaire se transforme avec cette évolution du milieu, avec des atténuations ou au contraire l'apparition de nouveaux phénomènes. L'intensification de la décrue au cours de la dernière décennie induit la formation d'aléas préoccupants.

Au cours du Paléozoïque inférieur, un changement climatique majeur a permis le développement d'une calotte glaciaire sur paléocontinent Gondwana. Cette calotte a plusieurs fois recouvert la plateforme nord-gondwanienne au cours des différents épisodes d'avancée et de recul des fronts glaciaires. Cette dynamique a permis le développement d'un modèle glaciaire, qui inclut des surfaces d'érosion majeures d'extension régionale et des vallées glaciaires. Parmi ces vallées, les vallées tunnel font référence aux vallées glaciaires mises en évidence en Europe, et qui sont associées aux grandes glaciations quaternaires. Par définition, ces vallées regroupent des dépressions linéaires de plusieurs kilomètres de large et de plusieurs dizaines de kilomètres de long. Elles sont en générale profondes de quelques centaines de mètres et leur fond présentent des zones de surcreusement. Des vallées tunnel ordoviciennes sont localisées en Afrique du Nord et au Moyen-Orient. Les sédiments glaciaires ordoviciens représentent un important objectif pour l'exploration des hydrocarbures et les vallées tunnel, qui constituent des hétérogénéités lithologiques dans l'enregistrement sédimentaire, sont d'excellentes roches-réservoirs. En Europe, les anciennes vallées tunnel quaternaires constituent des aquifères dont la mise en évidence et la préservation constituent un véritable enjeu. Un intérêt majeur réside donc dans une meilleure connaissance de l'architecture du remplissage de ces vallées, mais également une compréhension des paramètres qui contrôlent leur distribution et des mécanismes qui participent à leur formation sous les calottes de glace. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire est principalement basé sur une étude de terrain, dont les résultats recouvrent trois grands axes : (1) l'environnement sous-glaciaire, (2) la dynamique de remplissage des vallées tunnel et (3) les facteurs contrôlant leur distribution.

Dans les bassins versants montagneux englacés la biodiversité des rivières est fortement influencée par l'hétérogénéité physico-chimique des habitats due aux dynamiques spatio-temporelles des contributions des différentes sources d'eau: la fonte des neiges, de la glace et les eaux souterraines. Un des effets du réchauffement climatique est l'accélération de la fonte des glaciers entraînant la réduction de la contribution en eaux de fonte. Cette modification du régime des eaux va probablement affecter la biodiversité aquatique. Ainsi il est primordial d'identifier les effets de l'influence glaciaire sur les communautés aquatiques afin de pouvoir prévoir l'impact du retrait glaciaire sur la biodiversité aquatique. Dans cette étude nous avons examiné l'effet de l'influence glaciaire sur les macroinvertébrés aquatiques. L'étude a été menée dans 51 sites dans un bassin versant englacé dans les Andes équatoriennes (Antisana, Équateur) où les crues glaciaires ont lieu toute l'année dû au manque de saison. Nos principaux objectifs étaient de déterminer l'influence glaciaire à chaque site, caractériser l'impact de l'influence glaciaire sur les communautés de macroinvertébrés et anticiper la réponse des macroinvertébrés aquatiques face au retrait des glaciers. Pour répondre à ces objectifs, nous avons quantifié l'influence glaciaire à partir de différentes méthodes et testé son effet sur les macroinvertébrés à plusieurs échelles: du cours d'eau au bassin versant. Cette étude nous a permis de mieux comprendre les mécanismes dirigeant la distribution des macroinvertébrés et de déterminer le potentiel risque d'extinction d'espèces due la diminution de la contribution en eau glaciaire. / In mountainous glacierized catchments, stream biodiversity is strongly influenced by physicochemical habitat heterogeneity linked to the spatio-temporal dynamics of water source contributions from snowmelt, ice-melt and groundwater. One impact of climate change is the rapid shrinking of glaciers, resulting in a reduction in glacial meltwater contribution to river flow in glacierized catchments. These modifications in water regimes are expected to affect the aquatic biodiversity. Thus it is of critical importance to understand the effect of glacial influence on aquatic communities in glacierized catchments to be able to predict the impact of glacier retreat on the aquatic biodiversity. In this study, we investigated the effects of the glacial influence on aquatic macroinvertebrates. The study was conducted in 51 stream sites in a glacierized catchment in the equatorial Andes (Antisana, Ecuador), where glacial floods occur all year round due to the lack of thermal seasonality. Our main objectives were to determine the glacial influence at each stream site; to characterize the impact of the glacial influence on the macroinvertebrate communities; and to anticipate the aquatic macroinvertebrates response to glacier retreat. In order to meet these objectives, we quantified the glacial influence using different methods and test its effects on macroinvertebrates at different scales from the stream reach to the entire catchment. These analyses allowed us to better understand the mechanisms governing macroinvertebrates distribution, and to determine the potential risk of species loss with the diminution of glacial meltwater contribution.

Les vallées tunnels sont les structures de drainage d'eau de fonte les plus imposantes de l'environnement sous-glaciaire. L'inaccessibilité des milieux sous-glaciaires actuels limitent nos connaissances des mécanismes impliqués dans leurs formations, des paramètres contrôlant leur morphologie et de leurs influences sur la dynamique glaciaire. Ce travail présente une nouvelle approche expérimentale visant à mieux contraindre la formation et le fonctionnement des systèmes de vallées tunnels. Cette approche repose sur le développement d'un nouveau dispositif expérimental simulant la circulation d'eau pressurisée au sein d'un substrat poreux et perméable sous une couverture visqueuse. Les résultats des expériences menées avec ce dispositif ont permis de déterminer des relations étroites entre les paramètres du substrat et les modalités de l'écoulement d'eau sur la formation et la morphologie des vallées tunnels. Les résultats issus des expériences démontrent que ce dispositif permet de recréer des systèmes de vallées tunnels. L'étude de ces vallées expérimentales suggèrent que la topographie du substrat et la production d'eau de fonte joue un rôle primordial sur la genèse des vallées tunnels et sur leurs morphologies. Deux morphotypes de vallées tunnels ont pu être identifiés avec des morphologies et des mécanismes de formation indépendants. L'analyse de la dynamique de la calotte sus-jacente a permis de mettre en évidence un lien étroit entre le développement des vallées tunnels et la dynamique des "ice streams". L'évolution de la capacité de drainage des vallées tunnels semble contrôler la dynamique glaciaire en régulant le flux de glace transitant dans les "ice streams". / Tunnel valleys are major components of the subglacial meltwater drainage system. The inaccessibility of modern subglacial environments reduces our knowledge on the mechanisms involved in tunnel valleys formation, the parameters controlling their morphology and their influence on ice-sheet dynamics. This work presents a new experimental approach aiming to better assess the processes of tunnel valleys development. This approach relies on the development of a new experimental device simulating a pressurized water flow within a porous and permeable substratum underneath a viscous layer simulating the ice-sheet. The main results of the experiments conducted with this device have demonstrated the influence of both substratum properties and meltwater drainage on tunnel valleys formation and morphology. Using the device, we first manage to reproduce tunnel valley systems experimentally. Analyses conducted on these valleys experimental valleys suggest that the substratum topography and meltwater production play a key role on tunnel valleys genesis and morphology. Two tunnel valleys morphotypes have been identified, each one being charaterized by a unique morphology and mechanism of formation. Monitoring of the experimental ice sheet during tunnel valley formation shows close relationship between tunnel valleys development and "ice streams" dynamics. The evolution of tunnel valley drainage capacity seems to have a strong influence on ice sheet stability by regulating ice flux within "ice stream corridors".

Thèse (D.R.Min.) -- Université du Québec à Chicoutimi, programme en association avec l'Université du Québec à Montréal, 2005. / Bibliogr.: f. 156-160. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Cette étude hydrogéologique recouvre le bassin versant de la Guisane entre le Col du lautaret et la ville de Briançon. Elle comporte l'étude de : - la topographie du bassin versant - la géologie du substratum et de ses structures - les formations quaternaires - la climatologie de 1979 à 1980 - l'hydrologie de la Guisane en déterminant son régime de type nivo-glaciaire et son bilan hydrogéologique L'étude hydrogéologique basée sur l'hydrologie et l'hydrochimie des torrents et des sources a mis en évidence les apports souterrains venant des bassins versants géographiques voisins vers celui de la Guisane. Des réserves souterraines ont été mises en évidence dans les vallons du Grand Tabuc et du Fontenil. Enfin l'étude des différents paramètres des sources thermominérales a permis de préciser leurs conditions d'alimentation.

Depuis les travaux fondateurs d'Emmanuel Le Roy Ladurie et de Pierre Alexandre - pour se limiter au contexte français - le climat n'est définitivement plus considéré dans un cadre déterministe comme une cause première imprimant sa marque sur les sociétés humaines, mais comme une contrainte qui leur pose des problèmes et qui nécessite de la part de celles-ci de mettre en place diverses stratégies pour s'en affranchir ou s'y adapter. Ces stratégies dépendent de paramètres purement sociaux, culturels, politiques et économiques. La notion de vulnérabilité est au coeur de l'enquête. Ce terme, polysémique, désigne à la fois les impacts des phénomènes naturels - climatiques dans cette recherche - sur une société, ainsi que la capacité de résilience de celle-ci, c'est-à-dire son aptitude à prévoir, anticiper ou sortir d'une crise particulière, qu'elle soit de courte ou de longue durée. La mesure des impacts s'intéresse principalement aux paramètres socioéconomiques, alors que la capacité de résilience dépend directement des moyens techniques, des mesures politiques mais également des représentations culturelles. Existe-t-il une « culture du risque » permettant d'éclairer ces mécanismes ? Le corpus documentaire messin est exceptionnel pour mener cette enquête : les sources narratives sont nombreuses et embrassent sans discontinuités majeures une large fourchette chronologique couvrant les XIVe-XVIe siècles. Ce riche fonds est croisé avec les importantes collections d'archives conservées dans les dépôts régionaux et locaux. Le Pays messin constitue donc un choix de premier ordre pour envisager une histoire du climat à l'échelle locale. Cette période est marquée par le Petit Âge Glaciaire. Cette expression, qui a fait florès, ne doit pas être confondue et comprise comme une nouvelle période glaciaire, mais comme une période d'avancée soutenue des grands glaciers, tout au moins ceux d'Europe occidentale. Cette phase débuterait au début du XIVe siècle pour prendre fin vers 1860. Ces caractéristiques sont toutefois l'objet de vives discussions, principalement parce que la plupart des études sur l'histoire du climat concernent les 500 dernières années. La pénurie documentaire rend en effet difficile toute étude antérieure. Ce n'est pas le cas pour l'espace messin, qui permet d'envisager localement l'analyse du début - mal connu - du Petit Âge Glaciaire, de la vulnérabilité éventuelle de cet Etat urbain aux variations climatiques, ainsi que de l'existence d'une « culture du risque » relative au climat et à ses désordres. / Since the seminal works of Emmanuel Le Roy Ladurie and Pierre Alexandre - to limit ourselves to the French context - the climate is no longer considered in a determinist frame as a primary cause printing its mark on human societies, but as a constraint which causes problems to them and which requires from them the implementation of various strategies so as to adapt or to overcome them. These strategies depend on settings that are purely social, cultural, political and economic. The notion of vulnerability is at the heart of this investigation. This term, polysemous, refers both to the impacts of natural phenomena - climatic in this research - on a society, and to the capacity of resilience of this latter, that is the capacity to plan, to anticipate or to get out of a particular short-term or long-term crisis. The measure of the impacts refers mainly to the socioeconomic settings, while the capacity of resilience depends directly on technical means, on political measures but also on cultural representations. Is there a "risk culture" which could throw light on these mechanisms? The documentary corpus from Metz is exceptional for this investigation: the narrative sources are numerous and cover without major discontinuities the fourteenth and fifteenth centuries. This rich documentation is compared with the important collections of records kept in the regional and local archives. Therefore, the Metz County constitutes an excellent choice for the study of the climate history on a local scale. This period is marked by the Little Ice Age. This expression, which has flourished, must not be confused and understood as a new Ice Age, but as a period of sustained progress for the great glaciers, at least for the Western European ones. This phase would begin in the early fourteenth century and end by 1860. These characteristics are, however, debated, mainly because most studies of climate history concern the last 500 years. The lack of documentation makes previous study difficult. This is not the case for the Metz area, where an exceptional documentary corpus enables to analyse locally the badly known beginning of the Little Ice Age, the potential vulnerability of this urban State to climatic variations, and the existence of a "risk culture" relative to the climate and its disorders.