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Les instances responsables d’assurer la gestion des risques d’inondations reliés aux embâcles de glace sont toujours à la recherche d’outils visant à prévenir les risques et réduire les conséquences sur les populations et les infrastructures. Grâce à la modélisation de certains paramètres jouant un rôle dans la formation des embâcles de glace comme la prédisposition géomorphologique et les conditions hydrométéorologiques, la prévention de ceux-ci s’est grandement améliorée. Les modèles axés sur la force de mobilisation de la rivière et sa capacité à contraindre l’écoulement gagnerait en pertinence s’ils pouvaient inclure la résistance du couvert de glace. Les outils de télédétection sont une manière efficace de connaitre l’état du couvert de glace tant sur l’ensemble de la rivière qu'à différents endroits ciblés. Ceux-ci peuvent générer différents produits cartographiques utiles avant, pendant et après les événements. La présente thèse vise à intégrer le suivi du couvert de glace dans les méthodes de prévention des embâcles à l’aide d’outils provenant de la télédétection. Pour ce faire, quatre sous-objectifs ont été accomplis 1) créer une approche de suivi du couvert de glace à grande échelle en exploitant les données de télédétection optique, radar et acquises par drone, 2) développer une méthode de cartographie automatique du type de glace par estimation d’ensemble à partir d’imagerie radar, 3) concevoir un modèle de détection automatique des lieux à risque de débâcle en utilisant les connaissances de personnes expertes pour interpréter les cartes du type de glace et 4) intégrer les outils développés aux autres modèles conçus dans le cadre de DAVE (Dispositif d’alertes et de vigilance aux embâcles). Les contributions originales découlant de cette thèse touchent plusieurs aspects du suivi du couvert de glace. Elles incluent la démonstration de la pertinence des indicateurs de suivi de la glace par la télédétection, la conceptualisation d’une méthode de segmentation de la rivière en secteurs de production, transport et accumulation de la glace, l’élaboration d’un modèle de cartographie du type de glace par estimation d’ensemble plus performant et polyvalent que les classificateurs originaux, la construction d’une base de données de dégradation du couvert de glace à partir des connaissances de personnes expertes en cartographie de la glace et un modèle de classification de la dégradation du couvert de glace. Cette thèse se conclut par l’intégration conceptuelle à l’aide d’une analyse multicritères hiérarchique des différents outils développés au sein de DAVE. <br /><br /> The authorities responsible for ice jam flood risk management are always looking for tools to prevent harm and reduce consequences on populations and infrastructure. Ice jam prevention has been greatly improved by modelling certain parameters—such as geomorphic predispositions and hydrometeorological conditions—that are central to ice jam formation. These models focusing on the strength of the river current and its ability to constrain the flow would gain in relevance if they could include ice cover strength. Remote sensing tools are an effective way of knowing the state of the ice cover over the whole river and at different target locations. These can be used to generate different map products to include in monitoring before, during and after hazard events. This dissertation therefore aims to integrate ice cover monitoring into ice jam prevention methods using remote sensing tools. To do so, three main sub-objectives were accomplished: 1) to create a large-scale ice cover monitoring approach using remote sensing data such as optical, radar and drone images, 2) to develop a method for automatic mapping of ice type by ensemble estimation from radar imagery, 3) to design an automatic detection model for breakup risk locations using ice type maps and expert judgment and 4) to integrate the tools developed with other models created within the Dispositif d’alertes et de vigilance des embâcles de glace (DAVE). The original contribution from this work covers multiple aspects of ice cover monitoring. This dissertation demonstrates the relevance of direct indicators of ice monitoring by remote sensing, conceptualizes a method for river segmentation into areas of ice production, transport and accumulation, develops an ensemble-based estimation ice type mapping model more efficient and versatile than the original algorithms, constructs an ice cover degradation database derived from the knowledge of ice mapping experts, and proposes a classification model of ice cover degradation. This dissertation concludes with the conceptual integration by analytic hierarchy process of the different tools developed within DAVE.
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La rivière L’Acadie, située en Montérégie (Québec, Canada), est un affluent de la rivière Richelieu et s’écoule vers le nord. Des inondations hivernales ayant de lourds impacts sur les milieux habités des municipalités de Chambly et de Carignan sont fréquentes sur cette rivière. Alors qu’au Québec on privilégie une approche hydrologique basée sur la récurrence des inondations en eau libre pour aménager les rives et la plaine inondable, l’approche hydrogéomorphologique permet de spatialiser les processus fluviaux qui posent un risque pour les communautés à partir d’une étude détaillée et systématique des formes du paysage fluvial. Cette approche permet d’acquérir une meilleure idée de l’impact de certains processus fluviaux tels que les embâcles de glace sur l’environnement humain et naturel. La présente recherche a pour objectif de spatialiser les propriétés et les impacts géomorphologiques du régime d’embâcles de glace au sein du bassin versant de la rivière L’Acadie. Des caractérisations des propriétés du bassin versant, du chenal, puis des berges de la rivière sont effectuées afin de localiser les problèmes d’embâcles de glace et décrire l’intensité de leur empreinte morphologique sur le milieu. De ces résultats découle une typologie des berges à laquelle est jumelée une analyse de la fréquence des évènements par l’étude des cicatrices glacielles sur la végétation riveraine. L’analyse démontre comment la morphométrie du chenal, la présence d’agriculture ainsi que l’héritage de la dernière glaciation quaternaire affectent le dynamisme du régime d’embâcles de glace qui se concentre en aval de la rivière. , L’Acadie River is a tributary of the Richelieu River that flows northwards through the southwestern region of Montérégie (Quebec, Canada). The river is well known for its frequent winter floods that severely affect the nearby towns of Chambly and Carignan. Even though legislation in Quebec has an approach based on the frequency of open water floods to control riverbanks and floodplain development, the study of river forms, known as hydrogeomorphology, provides a more comprehensive understanding of the impact of fluvial processes such as river ice jams. The main objective of this research is to gain knowledge on river ice dynamics based on their spatialization within L’Acadie River watershed. The characterization of the watershed, channel, and river bank properties and features is based on a hydrogeomorphological approach to spatialize river ice activity along the river. The study emphasizes that watershed properties, the ubiquity of agriculture, and the legacy of the Quaternary ice period in the area are all factors that contribute to ice scouring activity in the downstream section of the main channel.