Gautier Davesne

Direction : Daniel Fortier

Adresse principale:
Département de Géographie
Pavillon Strathcona, local 404
Université de Montréal
520 chemin de la Côte-Sainte-Catherine
Montréal, Qc,  Canada, H2V 2B8
514-343-6111, poste 33546

Courriel : gautier.davesne@umontreal.ca

 

Titre du projet de recherche

Plaques de neige permanentes et dynamique hydro-morphologique des pentes dans le désert polaire du Haut-Arctique canadien (Ward Hunt Island, Ellesmere, Nunavut)

Description du projet de recherche

Répandues dans régions alpines et polaires, les plaques de neige permanentes représentent des accumulations de glace et la neige de névé qui peuvent persister pendant plusieurs siècles à plusieurs millénaires. Cette composante cryosphérique est produite par des accumulations locales de neige qui se métamorphosent progressivement en névé puis en glace pluriannuelle (Serrano et al., 2011). Les plaques de neige permanentes sont considérées comme un état intermédiaire dans le continuum neige saisonnière/glacier (Glazirin et al, 2003). Dans les régions désertiques polaires non-glacées, comme dans certaines régions du Haut-Arctiques et dans les vallées sèches de l’Antarctiques, l’eau de fonte fournie par les plaques de neige permanentes pendant l’été représente le principal apport d’eau dans le système hydro-morphologique des bassins versants. Cette eau favorise le développement de zones humides abritant des écosystèmes très riches. En raison de leur position en haut des versants, les plaques de neige permanentes induisent plusieurs processus hydro-morphologiques le long des toposéquences polaires. Elles ont une implication majeure sur le stockage et le ruissellement de l’eau, les processus géomorphologiques, l’humidité du sol, les processus d’altération, l’activité biologique, l’épaisseur de la couche active et la cryostratigraphie du pergélisol. Comme l’ensemble des composantes cryosphériques, les plaques de neige permanentes sont très sensibles aux fluctuations climatiques, même mineures, ce qui en fait des indicateurs clés des changements climatiques sur le court et moyen terme. Avec la hausse de la température de l’air, le bilan de masse des plaques de neige tend à devenir négatif (i.e. les pertes annuelles de neige excèdent les gains), entrainant leur déclin rapide. Ce phénomène pourrait entraîner un déséquilibre majeur des géosystèmes hydrologiques, géomorphologiques et biologiques des régions de désert polaire.

Depuis 15 ans, l’île Ward Hunt (83,1°N; 74,1°O) est devenue un site scientifique de référence dans le cadre du programme Northern Ellesmere Island in the Global Environment (NEIGE) qui vise à étudier les géosystèmes et les écosystèmes extrêmes du Haut-Arctique canadien et leurs réponses aux changements climatiques. L’île Ward Hunt est équipée de la station de recherche du CEN la plus nordique du réseau. Ce site est d’un grand intérêt en raison de sa très haute latitude, de son climat polaire aride, de la présence du lac le plus septentrional au Canada, d’un relief prononcé et d’une grande diversité de formes et de processus périglaciaires (Vincent et al., 2011). L’île est non-glacée, mais de multiples plaques de neige permanentes se trouvent dans les dépressions topographiques, les ruptures de pente et les versants sous le vent, ce qui fait de ce site un cadre idéal pour la réalisation de mes recherches. Ce projet de thèse s’inscrit dans le volet géomorphologie du projet NEIGE (GEO-NEIGE) visant à comprendre le système complexe d’interactions entre la cryosphère (neige, glace, glace de sol), les mouvements de masse sur les pentes et l’évolution morphologique du lac Ward Hunt.

L’impact des plaques de neige sur la dynamique des paysages a été étudié à travers le concept de nivation. Ce dernier regroupe la gélifraction, les transferts / dépôts de sédiments et les processus de solifluxion liés à la présence des plaques de neige et de leurs eaux de fonte. Les recherches sur la nivation ont été assez prolifiques dans les années 1980, en particulier dans les environnements alpins, avec des auteurs comme Ballantyne (1978); Thorn (1978) et Hall (1980). Dans les régions de désert polaire arctique, certaines études ont porté sur l’impact hydrologique des plaques de neige sur la formation et la dynamique des zones humides (e.g. Ballantyne, 1978, Lewkowicz et Young, 1990; Woo et Young, 2003), mais très peu de recherches se sont intéressées à l’importance des plaques de neige comme agent géomorphologique.

Ma recherche est donc motivée par la nécessité de combler les lacunes dans les connaissances scientifiques sur le rôle des plaques de neige permanentes sur l’évolution du paysage des déserts polaires et par l’importance d’évaluer l’ampleur des changements environnementaux potentiels provoqués par leur récent déclin.

L’objectif général est d’acquérir des données sur les caractéristiques et la dynamique des plaques de neige permanentes et de qualifier et quantifier l’importance des processus hydro-morphologiques qui en résultent sur l’évolution des toposéquences et du lac de l’île Ward Hund. Plus précisément, le projet comprend trois objectifs:

(i) caractériser la distribution spatiale des plaques de neige permanentes, estimer leur bilan de masse et analyser la physique, la géochimie et la cristallographie de la neige et de la glace qui les composent.

(ii) caractériser le régime hydrologique des plaques de neige permanentes et leurs implications dans le stockage et les transferts d’eau et de sédiments le long des toposéquences.

(iii) démontrer comment les apports de sédiments liés aux processus de solifluxion et de dénudation entraînés par les écoulements des eaux de fonte provenant des plaques de neige contrôlent la morphologie des toposéquences et la bathymétrie du lac Ward Hunt.

Le projet soutient l’hypothèse que l’eau de fonte fournie par les plaques de neige permanentes pendant la courte saison de dégel conduit à une connectivité hydrologique et sédimentaire entre les sections supérieures des toposéquences et le lac. Cette interaction dynamique entre les plaques de neige, les pentes, le pergélisol et le lac joue un rôle majeur dans le contrôle de l’évolution du paysage de l’île de Ward Hunt. Sur les pentes, les écoulements des eaux de fonte sont considérés comme la principale source de dénudation des sols, de transfert/dépôt de sédiments et de fluage du sol sur les versants. Cela crée des formes de relief et des environnements spécifiques le long des toposéquences tels que des canaux d’écoulement préférentiels (water tracks), des coulées de blocs, des zones humides, des nappes de solifluxion et des lobes de gelifluxion. Au niveau de la partie inférieure des versants, l’apport de sédiments, d’eau et d’éléments nutritifs par l’eau de fonte a probablement une grande incidence sur le développement de la couche active, la structure du pergélisol, ainsi que la biochimie et le bilan sédimentaire du lac.

Mots-clés
Plaques de neige permanentes, désert polaire arctique, nivation, hydrologie de versant, toposéquence arctique

Publications 

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Affiliations

Centre d’études nordiques (CEN)
ArcticNet
Permafrost Young Researchers Network (PYRN)
Association of Polar Early Carrer Scientists (APECS)

 

 

 

 

 

 

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