Les mouvements subaériens d'érosion des berges : étude de cas d'une berge en érosion, rivière Ouelle, Québec

Ce mémoire traite des processus d'érosion des berges en bordure des cours d'eau. Trois processus distincts agissent en interrelation et contribuent à l'érosion des berges: les mouvements de masse, l'érosion fluviale et les mouvements subaériens. Alors que la grande majorité des études traite de l'érosion fluviale et des mouvements de masse, cette recherche axe davantage sur les processus subaériens, moins bien documentés. En effet, les mouvements subaériens sont généralement considérés comme un mécanisme préparatoire affaiblissant la berge et facilitant l'érosion par les deux autres processus. Ainsi, cette étude examine les mouvements subaériens en tant que processus érosifs à l'aide d'observation in situ permettant de décrire et de quantifier leur contribution à l'érosion des berges. Pour ce faire, une berge en érosion sur la rivière Ouelle, Québec, est étudiée à l'aide de levés topographiques mensuels issus d'un LIDAR terrestre (Scan-station II de Leica). Les levés couvrent une période permettant de suivre l' évolution saisonnière des processus érosifs. De plus, une analyse qualitative des processus contribuant à l'évolution de la berge est tàite à l'aide d'une série photographique horaire issue d'une caméra automatisée installée en permanence sur le site. Les variations saisonnières des taux d'érosion liés aux mouvements subaériens sont mises en relation avec les données météorologiques d'Environnement Canada. Le suivi d'une berge en érosion montre que les mouvements subaériens peuvent représenter un processus érosif au même titre que les mouvements de masse et l'érosion tluviale lorsqu'observé sur une longue période de temps. Les variations temporelles soulignent l'importance de considérer les saisons pour mieux évaluer l'amplitude et la fréquence de la contribution des différents processus à l' érosion des berges

Contribution à l’étude de l’érosion des berges : analyse à haute résolution spatio-temporelle des mouvements subaériens sur une berge de la rivière Ouelle, Québec, Canada

Trois processus distincts agissant en interrelation contribuent à l’érosion des berges en bordure des cours d’eau : les mouvements de masse, l’érosion fluviale et les mouvements subaériens. Ces derniers résultent de l’effet conjugué des cycles gel-dégel, des cycles d’humidification-dessiccation et de la désagrégation des sédiments par les gouttes de pluie et le ruissellement. Les deux premiers processus érosifs sont les plus connus. Les mouvements subaériens sont moins documentés car ils sont généralement considérés comme un mécanisme préparatoire affaiblissant la berge et facilitant l’érosion par les deux autres processus. Cette étude examine les mouvements subaériens en tant que processus érosifs à l’aide d’observation in situ permettant de décrire et de quantifier leur contribution à l’érosion des berges. Une berge en érosion sur la rivière Ouelle, Québec, a été étudiée à l’aide de levés topographiques mensuels issus d’un LIDAR terrestre (Scan-station II de Leica). Les levés d’une résolution d’1 cm (10 000 points/m2) couvrent une période de dix mois et permettent de suivre l’évolution saisonnière des processus érosifs. Les résultats révèlent que les mouvements subaériens entraînent des épaisseurs d’érosion entre 5 et 50 mm/mois sur l’ensemble de la berge ; l’épaisseur d’érosion variant fortement selon le mois et la position sur la berge. Une analyse qualitative des processus contribuant à l’évolution de la berge a été faite à l’aide d’une série horaire de photographies issues d’une caméra automatisée installée en permanence sur le site. Les variations saisonnières des taux d’érosion liés aux mouvements subaériens ont été mises en relation avec les données météorologiques d’Environnement Canada (2010). Les mouvements subaériens sont plus fréquents lorsque la température oscille autour de zéro. Les mouvements subaériens sont plus que de simples processus préparatoires et que leur contribution à titre d’agent érosif est probablement sous-estimée. Les variations temporelles soulignent l’importance de considérer les saisons dans l’étude de l’érosion des berges pour une meilleure évaluation de l’amplitude et de la fréquence des différents processus d’érosion des berges des cours d’eau.Three types of processes contribute together to riverbank erosion: fluvial erosion, mass failure and subaerial movements produced partly by frost action, wetting and drying cycles and by raindrops and runoff. The first two processes have received far more attention than the latter which are often considered as preparatory processes to bank erosion. In this study, subaerial processes are looked as an eroding agent, in situ measures are carried out in order to document and quantify their contribution to bank erosion. An eroding riverbank on the Ouelle river, Québec, is monitored with a high resolution terrestrial 3D laser scanner (Scan-station II by Leica). Surveys of a resolution of 1 cm (10,000 points/m2) cover a period of ten months and allow us to follow the seasonal evolution of erosion processes. Results show that subaerial movements generate thicknesses of erosion ranging from 5 to 50 mm/month, the thickness of erosion varies depending on the month and the position on the bank Scans are coupled with qualitative analysis of processes contributing to bank face evolution. An automatized camera fixed on the site is used to obtain a photographic series of the riverbank. Meteorological data are examined in relation with the seasonal erosion rates from subaerial movements. Subaerial movements are more frequent when the temperature oscillates around zero. Subaerial movements are more than preparatory processes and that their contribution as erosive agent is likely to be underestimated. Temporal variation underlines the importance of considering seasons for a better evaluation of magnitude and frequency of the contribution of different erosion processes of riverbank