Générer de nouvelles collaborations en recherche grâce au rapprochement des deux bassins versants expérimentaux du Geotop

Projet collaboratif du Geotop

2019-2021

Le projet vise à exploiter le potentiel de rapprochement de deux bassins versant expérimentaux (le BVE de la rivière à la Raquette et le BVE Ste-Marthe) du Geotop afin de générer de nouvelles collaborations de recherche sur le long terme. Le projet cible la quantification multi approches des apports des différentes composantes des eaux de crue printanière. Cette recherche associe pour la première fois trois chercheurs du Geotop aux expertises très complémentaires dans le domaine de l’hydrologie nivale, l’hydrogéologie et l’utilisation des traceurs naturels en caractérisation des écoulements. Son objectif est de quantifier les apports des différentes composantes des eaux de crue printanière au sud du Québec. De nombreuses hypothèses ont été émises sur les origines des crues printanières qui ont affecté le sud du Québec sur la dernière décennie. Les fortes quantités de neige au sol, les pluies intenses ou encore les sols saturés en eau ont été présentées comme les causes les plus probables mais leurs apports relatifs n’ont pas été réellement quantifiés, restreignant une analyse fine des processus impliqués. Cette situation limite la capacité d’anticipation de ces événements extrêmes ainsi que la précision des prévisions des impacts des dérèglements climatiques. Nous souhaitons développer une nouvelle génération de modèles de fonte notamment en discriminant les écoulements liés aux précipitations liquides directes des flux induits par les apports de chaleur lors des épisodes de pluie. En utilisant la complémentarité des méthodes isotopiques et des mesures hydrométéorologiques / hydrogéologiques déjà disponibles sur le bassin de la Raquette, nous serons capable d’améliorer de façon significative la quantification des apports durant la période printanière et de progresser dans l’analyse des causes de crues. Nous pourrons nous appuyer sur les équipements des deux BVE pour intégrer les changements d’échelle dans nos modèles de fonte, notamment dans le modèle MASIN développé à l’ÉTS. La méthode isotopique sera basée dans un premier temps sur un échantillonnage des différentes sources d’eau sur une zone d’étude de quelques centaines de mètres carrés. Les épisodes de fonte en hiver comme au printemps seront particulièrement ciblés. La détection de ces épisodes en temps réel sera rendue possible par le raccordement de certaines stations du BVE de la rivière à la Raquette au système de télémétrie du BVE Ste-Marthe. L’équipement déjà en place permettra d’obtenir des échantillons d’eaux souterraine, d’humidité du sol, des eaux de ruissèlement, de la neige au sol, de l’eau de fonte et des précipitations en vue des analyses (δ 2H, δ 17O et δ 18O). Cette phase d’échantillonnage permettra de mesurer l’évolution du signal isotopique dans les différentes sources d’eau ainsi qu’à l’exutoire de la zone d’étude. La mesure physique des paramètres hydrométéorologiques se basera essentiellement sur les équipements actuels. En effet les deux BVE possèdent à eux deux un parc d’équipements pouvant mesurer la très grande majorité des composantes du bilan énergétique, du bilan de masse et des flux hydriques. L’évolution des signaux isotopiques des différents points d’échantillonnage sera comparée aux mesures physiques afin d’établir un protocole de quantification des apports des différentes sources d’eau à partir des données isotopiques uniquement. À l’issue de cette recherche, ce protocole fournira une meilleure compréhension des contributions des différentes sources associées à la crue de printemps et notamment de celle engendrées par les épisodes de pluie sur neige.