Mesure des propriétés physiques et analyse de la composition géochimique du couvert nival des régions arctiques et subarctiques pour améliorer la modélisation hydrologique

• Main Author: Levasseur, Simon
• Other Authors: Langlois, Alexandre, Brown, Kristina Anne
• Format: Other/Unknown Material
• Language: French; English
• Published: Université de Sherbrooke 2020
• Subjects: Isotopes stables; Ions majeurs; Neige arctique; Modélisation; Ruissellement; Cambridge Bay; Canada; Herschel Island; Trail Valley Creek; Valley Creek; Wekweètì; Arctique*; subarctique*; toundra
• Online Access: http://hdl.handle.net/11143/17345

Au Canada, l’hydrologie des bassins versants est fortement influencée par la fonte de la neige au printemps. L’équivalent en eau de la neige doit donc être estimé avec le plus de précision possible afin d’aider à la planification de la ressource en eau et à la gestion des risques naturels associés. Pour plusieurs régions arctiques et subarctiques, là où l’hydrologie est dominée par la fonte de la neige, les signatures géochimiques des sources d’eau ont le potentiel d’accroître notre compréhension de l’évolution de la couverture de neige afin d’améliorer les prédictions du ruissellement associé à la fonte. Toutefois, il existe un manque de données temporelles sur le couvert nival tant sur le plan géophysique que géochimique en région nordique. Par conséquent, ce projet de maîtrise vise une meilleure compréhension des échanges entre les sources d’eau d’une unité de drainage arctique avec une approche empirique afin d’améliorer les modélisations hydrologiques. Le projet se base sur des mesures in situ, de l’échantillonnage de neige et d’eau libre, ainsi que des simulations du couvert nival à l’aide d’un modèle thermodynamique. Plus précisément, l’objectif principal est de caractériser la charge géochimique et la composition isotopique de la neige arctique et subarctique et d’accomplir un suivi de l’évolution temporelle lors de la transition printanière pour le site arctique. L’échantillonnage et les mesures de propriétés géophysiques de neige ont été réalisés sur deux sites principaux à Wekweètì (T.N.-O) et Cambridge Bay (NU), situés respectivement en régions de taïga subarctique et de toundra arctique. Deux sites secondaires ont aussi été visités avec Trail Valley Creek (T.N.-O) qui est une station de recherche située sur la frontière entre taïga et toundra, et le site de Herschel Island (YK), une île arctique côtière. Plus spécifiquement, ce projet fait usage du modèle SNOWPACK pour estimer l’épaisseur de neige, l’équivalent en eau et le ruissellement associé à la fonte. L’échantillonnage de neige permet une comparaison basée sur l’état physique et sur la composition isotopique entre les deux sites. À Cambridge Bay, l’analyse des charges de sodium et des signatures isotopiques (δ18O) est utilisée pour discriminer et quantifier les sources d’eau du Ruisseau Freshwater Creek, l’exutoire du bassin versant Greiner. Pour la neige, les compositions isotopiques (δ18O) varient entre -41 ‰ et -17 ‰ entre les 5 classes de profondeur relative (0 à 100%) des deux sites d’études. Une tendance à l’enrichissement en isotopes lourds (δ18O) est constatée dans les couches inférieures des profils verticaux échantillonnés. Le flux de vapeur à l’intérieur du couvert nival est responsable de cet enrichissement et montre des effets plus marqués au site de Cambridge Bay, où les tailles de grains mesurées (diamètre maximal) atteignent 12 mm sous l’effet du métamorphisme cinétique alors que les grains observés à Wekweètì ne dépassent pas 8 mm.