Rosa, Éric
(2007).
« Caractérisation hydrogéologique du complexe tourbeux de Lanoraie, Québec, Canada » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
Les tourbières couvrent environ 14% du territoire canadien et jouent un rôle fondamental sur l'hydrogéologie superficielle. Malgré les apports de nombreuses contributions scientifiques, la compréhension de la dynamique hydrique des milieux humides est incomplète. Ce projet de recherche a été mené dans le but de caractériser la dynamique hydrogéologique du complexe tourbeux de Lanoraie (Québec, Canada). Des analyses par méthode de résistivité électrique, des sondages radar et des forages manuels ont notamment été effectués afin de caractériser le contexte géologique du complexe tourbeux. Des mesures par GPS différentiel ont été conduites afin de définir la micromorphologie de surface de la zone ombrotrophe de la tourbière. Des tests piézométriques (slug tests) de même que des expériences de Darcy combinées à des tests de traçage sur échantillons cubiques de tourbe ont étés conduits afin de d'analyser la variabilité des paramètres hydrauliques de la tourbière en fonction des méthodes d'analyse. Une nouvelle méthode d'estimation de la conductivité hydraulique de l'acrotelme a été développée à l'aide d'une maquette expérimentale. Un modèle numérique bidimensionnel des écoulements a été construit à l'aide du logiciel SEEP/W. Le modèle numérique intègre les paramètres physiques recueillis le long d'un profil de 800 m orienté parallèlement à la direction principale d'écoulement dans le complexe tourbeux. Les observations géologiques ponctuelles permettent de localiser la position du contact entre les sables superficiels et les sédiments fins de la Mer de Champlain à une altitude de l'ordre de 15 m. Les silts argileux de la Mer de Champlain et du lac à Lampsilis, identifiés comme les unités imperméables sous-jacentes aux sables des terrasses et aux dépôts organiques, permettent le maintien de conditions humides superficielles. Les analyses radar ont révélé que la morphologie de fond du bassin tourbeux est irrégulière. Cette morphologie reflète la forme des paléochenaux du Saint-Laurent. Les sondages radar ont révélé que les épaisseurs de tourbe varient entre 0 et 8,4 m avec une valeur moyenne de 2,9 m sur des profils étudiés. Les mesures micromorphologiques par GPS différentiel ont permis d'estimer à 0,0006 le gradient hydraulique longitudinal au sein de la portion ombrotrophe de la zone de la tourbière drainée par le ruisseau Point-du-Jour. Les travaux de caractérisation des propriétés hydrauliques des dépôts organiques montrent que la variabilité associée aux méthodes d'estimation est faible comparativement à la variabilité spatiale des paramètres. Les expériences se sont toutefois avérées complémentaires et la comparaison de différentes méthodes est nécessaire. Les mesures sur maquette permettent d'estimer à 1,15 cm/s la conductivité hydraulique moyenne de l'acrotelme. Les tests de terrain et de laboratoire montrent que la conductivité hydraulique du catotelme varie entre 1,15 x 10-5 et 6,94 x 10-3 cm/s. Les simulations numériques en état permanent ont révélé que plus de 95% des écoulements a lieu au sein des premiers 40 cm des dépôts tourbeux (acrotelme). Les simulations en état transitoire révèlent que la tourbière joue un important rôle tampon dans l'hydrologie des cours d'eau qui la drainent. L'intégration des résultats tend à démontrer que la dynamique hydrique au sein de la zone ombrotrophe de la tourbière est dominée par des écoulements horizontaux au sein de l'acrotelme.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Acrotelme, Catotelme, Conductivité hydraulique, Modélisation hydrogéologique, Géologie, Quaternaire.
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