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Les modèles hydrologiques traditionnels n’imposent pas la contrainte de conservation d’énergie à la surface. Lorsque soumis à des températures plus élevées, ils ont le potentiel de surestimer l’évapotranspiration. Le modèle de surface physique CLASS est couplé au modèle de routage RAPID, basé sur la méthode de Muskingum, pour former un modèle hydrologique plus robuste en contexte de réchauffement global. CLASS-RAPID est implanté sur le bassin versant du Haut-Montmorency (47.4°N, 71.1°O). CLASS est calibré et validé à l’aide d’observations hydrométéorologiques à la Forêt Montmorency ; RAPID est optimisé d’après les observations de débits de la Direction d’expertise hydrique du Québec. Des projections climatiques provenant des modèles CanESM2, CNRM-CM5, GFDL-ESM2M et MPI-ESM du Projet d’intercomparaison des modèles couplés et des scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5 sont fournies en entrées à CLASS-RAPID afin de réaliser des simulations hydrologiques pour la période future de 2041 à 2070. Des projections climatiques provenant des mêmes modèles pour la période de référence de 1981 à 2005 sont également utilisées par CLASS-RAPID afin de générer une séquence de débits pouvant être comparée à celle de la période future. CLASS-RAPID obtient un score de NSE = 0, 66 au critère de performance de Nash-Sutcliffe. Le modèle reproduit fidèlement la séquence des évènements hydrologiques, mais sous-estime systématiquement les pointes de crue. Les simulations de CLASS-RAPID réalisées en condition de changements climatiques projettent que les crues printanières se produisent plusieurs dizaines de jours à l’avance pour la période future de 2041 à 2070 en comparaison à la période de référence. Pour les quatre modèles à l’étude, les simulations en condition de changements climatiques permettent de prévoir une diminution moyenne des débits d’étiage d’été de 40% pour le scénario climatique RCP 4.5 et de 50% pour le scénario climatique RCP 8.5. Pour les mêmes scénarios climatiques, l’Atlas hydroclimatique du Québec, qui repose sur une modélisation hydrologique traditionnelle, prévoit une diminution des débits de respectivement 37% et 45%.

RÉSUMÉ: Les événements de submersion sont en augmentation sur les côtes du fleuve Saint-Laurent en raison des tempêtes, de la hausse du niveau marin et de la diminution de la glace de mer. À ce jour, le Québec ne possède pas de zonage de la submersion. Dans le cadre de cette thèse, une approche de cartographie de la submersion est développée en intégrant les vagues, les niveaux d'eau et la morphologie des plages de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent (EGSL). Deux types d'approches cartographiques ont été comparés : la simulation empirique qui projette un niveau total statique sur le territoire (niveau d'eau observé + effet des vagues sur la côte, le jet de rive ou runup), et le modèle numérique XBeach en mode surfbeat. Ces deux approches nécessitent une surface topo-bathymétrique précise et actualisée de la plage. Grâce au développement d'un réseau de suivi des plages par vidéo, nous évaluons dans un premier temps l'efficacité d'une méthode de topographie intertidale par vidéo par rapport à des levés LiDAR terrestres, et améliorons sa performance en intégrant les niveaux d'eau près de la plage au module d'élévation des lignes d'eau. Ce projet a permis la création de surfaces topographiques à précision centimétrique comparable au LiDAR et d'y extraire des paramètres morphologiques, comme la pente de la plage, nécessaire aux modèles empiriques de niveaux d'eau. La capacité des deux approches de cartographie à simuler la submersion du 6 décembre 2010 au Bas-Saint-Laurent a ensuite été analysée en comparant les surfaces inondées. La correspondance spatiale entre les simulations et les observations de submersion a été évaluée. Il en ressort que malgré la complexité du modèle XBeach et une légère surprédiction du modèle empirique (36%), les surfaces submergées obtenues par les deux approches sont similaires et correctement prédites à hauteur de 66-78%. Dans le cadre d'une troisième étude, XBeach a également été utilisé dans la baie des Chaleurs pour évaluer l'impact d'un événement extrême pour l'horizon 2100 sur l'aléa de submersion. Les simulations montrent que les débordements côtiers ont été engendrés par des vagues de relativement faible amplitude à la côte (Hs < 1 m) et que malgré des profondeurs d'eau avoisinant 1,2 m, des vitesses de courants élevées se sont produites dans les espaces urbanisés (U > 2 m/s). L'analyse de la cartographie de la submersion à Maria suggère qu'en 2100, l'impact de la hausse du niveau marin sur les communautés riveraines du Saint-Laurent pourrait provoquer des submersions plus vastes avec des profondeurs d'eau et vitesses de courants plus élevées, ce qui pourraient intensifier l'aléa auquel fait face la population. Même si les simulations numériques permettent de comprendre comment les phénomènes physiques engendrent la submersion, l'intérêt de la méthode statique réside dans sa rapidité d'application, mais son efficacité est fonction de la validité et l'applicabilité des modèles empiriques de runup utilisés. Ainsi, le dernier volet de la thèse porte sur le paramétrage d'un modèle empirique de runup adapté à l'EGSL. L'observation du runup (et de ses composantes moyenne et haute fréquence, le setup et le swash) par vidéo réalisée sur 5 plages couvre un large spectre de paramètres environnementaux et de types de côte sur une période de 3 ans. Des analyses de corrélation entre les niveaux d'eau à la côte et les caractéristiques de vagues au large et la pente de plage ont été réalisées. Les résultats montrent que l'influence des paramètres hydrodynamiques sur le runup, setup, et swash est paramétrée de façon similaire. Le rôle de la morphologie de la plage sur le setup est par ailleurs paramétré par une fonction inverse de la pente, alors que le swash est fonction de la racine carrée de la pente. Avec une erreur moyenne de 23 cm et un biais de 2 cm, l'équation de runup proposée offre un fort potentiel d'estimation des niveaux d'eau totaux sur les environnements côtiers diversifiés à fetch limité. Les résultats de la thèse montrent qu'il apparaît pertinent d'utiliser une approche statique p ur identifier les zones les plus vulnérables à la submersion, en autant que l'équation utilisée soit validée sur le type d'environnement en question. En combinant cette approche à des modélisations numériques en zones à forte concentration d'enjeux, il sera possible d'instaurer un premier zonage de la submersion au Québec. -- Mot(s) clé(s) en français : Cartographie de la submersion, Runup, Topographie par vidéo, Vagues infragravitaires, XBeach. -- ABSTRACT: Coastal flood events are increasing on the shores of the St. Lawrence River due to storms, rising sea levels and decreasing sea ice. To date, the province of Québec does not have a coastal flood mapping guideline. In this thesis, a coastal flood mapping approach is developed by integrating waves, water levels and beach morphology of the Estuary and Gulf of St. Lawrence (EGSL). Two types of cartographic approaches were compared: the empirical simulation that projects a static total level overland (observed water level + wave effect on the coast, known as wave runup), and the numerical model XBeach in surfbeat mode. These two approaches require a precise and updated topo-bathymetric surface of the beach. Through the development of a shore-based video monitoring network, we first evaluate the effectiveness of a video intertidal topography method against terrestrial LiDAR surveys, and improve its performance by integrating water levels near the beach as a proxy to beach contour elevetion. This project enabled the creation of centimeter-scale topographic surfaces comparable to LiDAR and the extraction of morphological parameters, such as the beach slope, necessary for empirical runup models. The ability of both mapping approaches to simulate the flood of December 6, 2010 in Bas-Saint-Laurent was analyzed by comparing flooded areas. Spatial correspondence between simulations and the observed flood extent was evaluated. Despite the complexity of XBeach and a slight over-prediction of the empirical model (36%), the flooded areas obtained by the two approaches are similar and correctly predicted by 66-78%. In a third study, XBeach was also used in the Chaleur Bay to assess the impact of an extreme event for the 2100 horizon on coastal flood hazards. The simulations show that the overland flow was generated by waves of relatively low amplitude at the coast (Hs <1 m) and that despite water depths close to 1.2 m, high current velocities occurred in the urbanized areas (U> 2 m/s). The analysis of the flood maps in Maria suggests that by 2100, the impact of sea level rise on coastal communities in the St. Lawrence could lead to larger flooded areas, with deeper water depths and higher flow velocity, intensifying the risk to the population. Although numerical simulations offer an understanding of the physical phenomena that cause coastal flooding, the interest of the static method lies in its convenience, but its effectiveness depends on the validity of the empirical runup models employed. Thus, the last part of the thesis deals with the parameterization of an empirical runup model in the EGSL. Video-based wave runup observations (and of its mean and high frequency components, setup and swash, respectively) on 5 beaches was carried out on a broad spectrum of environmental parameters and coast type over a period of 3 years. Correlation analyzes between coastal water levels (runup, setup, and swash) and offshore wave characteristics and beach slope were performed. The results show that the influence of the hydrodynamic parameters on wave runup, setup, and swash is similarly parameterized. The role of the morphology of the range on the setup is however parameterized by an inverse function of the slope, while the swash is a function of the square root of the slope. With an average error of 23 cm and a 2 cm bias, the original runup equation offers a high potential for estimating total water levels over diverse fetch-limited coastal environments. This thesis shows that it seems appropriate to use a static approach to identify the areas most vulnerable to coastal flooding, as long as the equation used is validated on the specific coastal environment. By combining this approach with numerical modeling in coastal hotspots with multiple issues at stake, it will be possible to introduce a first coasta flood zoning in the province of Québec. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Coastal flooding, Runup, Video-derived topography, Infragravity waves, XBeach.

La notoriété des rivières gaspésiennes est fondée, d’une part, sur la couleur émeraude de l’eau, de leurs eaux poissonneuses, mais également sur leurs bassins versants réactifs et toutes les conséquences que cela peut engendrer (p.ex. crues exceptionnelles, érosion, inondation, avulsion, production de bois en rivière, etc.). Suite aux crues majeures et consécutives de 2010 et 2011, les gestionnaires de la réserve faunique de Port-Daniel ont observé la présence d’un embâcle de bois majeur obstruant le chenal dans la portion aval de la rivière Port-Daniel. Cette obstruction a apporté son lot d’inquiétudes et de soucis par rapport au comportement migratoire ainsi qu’à l’abondance du Saumon de l’Atlantique (Salmo salar). C’est dans cette optique qu’une étude hydrogéomorphologique dans la rivière Port-Daniel a été commandée afin d’évaluer l’impact des embâcles de bois sur la montaison du saumon. L’objectif général a été d’analyser la dynamique du bois en rivière afin d’en évaluer son impact sur la trajectoire géomorphologique du cours d’eau et sur la migration anadrome du saumon. Le suivi historique du lit mineur a été réalisé à partir de séquences temporelles de photographies aériennes (1964, 1975, 1986 et 2001), d’orthophotographies (2004 et 2016), d’imagerie satellitaire (2010, 2013, 2018) et de drone (2019). Les modifications observées dans la géométrie planimétrique du lit mineur a permis de caractériser les processus et les ajustements morphologiques (migration latérale, avulsion, recoupement de méandre) et de quantifier l’érosion (calcul de taux de recule, surface érodée) pour chacune des époques. L’évaluation du bilan ligneux a été effectuée sur environ 15 km du corridor fluvial de la rivière Port-Daniel. Le bilan a été dressé à partir des apports (estimé à partir des surfaces érodées dans le temps et de la densité volumétrique), du bois en transition (mesuré dans le corridor fluvial à l’été 2019) ainsi qu’en accumulation (mesuré dans la zone deltaïque). L’analyse des résultats a ensuite permis de dresser un diagnostic à partir des caractéristiques hydrogéomorphologiques pour ainsi évaluer la trajectoire géomorphologique de la rivière Port-Daniel. Le bilan ligneux de la rivière Port-Daniel n’indique en aucun cas que le bois présent dans le corridor fluvial, incluant l’embâcle majeur observé à la suite des crues de 2010 et 2011, constitue une restriction à la montaison et la dévalaison du saumon. En effet, le chenal principal, autrefois obstrué par un embâcle massif, a emprunté un tracé différent possédant des caractéristiques hydrogéomorphologiques favorables à la migration anadrome de salmonidés. De plus, les analyses et les observations terrain ont démontré que la formation de ces embâcles massifs a contribué à la reconstruction de la plaine alluviale et que plusieurs des embâcles présents ont permis au chenal de se stabiliser. La présence et l’activité du Castor du Canada (Castor canadensis) ont été également observées. Toutefois, la dimension, les caractéristiques et la localisation des barrages présents dans le chenal migratoire ainsi que la littérature ne montrent pas ces structures comme des nuisances aux mouvements des salmonidés.

Cette recension a pour objectifs de documenter les approches et les principes d'intervention recommandés dans les écrits pour intervenir auprès des jeunes en contexte de catastrophe, de décrire des techniques, des stratégies, des programmes et des types d'intervention ayant déjà été mis en place auprès d'enfants et d'adolescents en contexte de catastrophe et d'identifier les facteurs ayant contribué à l'efficacité des interventions.

Parler d’inclusion démocratique, c’est chercher à impliquer les citoyen.ne.s dans les processus de prise de décision des organes politiques. Évidemment la première question qui vient, c’est celle de savoir comment le faire. Cette tâche complexe se joue sur de multiples échelles : au niveau national, au niveau des provinces ou des états, des régions, des villes; […]

La Politique québécoise de sécurité civile 2014-2024 vise entre autres une meilleure résilience des systèmes essentiels(SE). En raison des conséquences des défaillances des SE sur les activités quotidiennes des communautés, leur résilience est étroitement liée à la résilience urbaine. L’interdépendance de la gestion des risques des systèmes essentiels et des responsabilités municipales, notamment eu égard à la sécurité publique et à l’aménagement du territoire, justifie ainsi une approche collaborative. En 2018, le ministère de la Sécurité publique (MSP) en collaboration avec Ouranos sollicite la communauté scientifique pour réaliser un projet de recherche-action visant à développer une approche de gouvernance collaborative d’appréciation des risques des SE en contexte de changements climatiques. Pour réaliser ce mandat, deux groupes de recherche choisissent d’unir leurs forces. Le Cité-ID LivingLab, rattaché à l’ENAP a pour mission de réaliser des travaux de recherche-intervention sur des problématiques urbaines complexes identifiées par les parties prenantes (acteurs publics, privés, communautaires, citoyens, etc.) afin de coconstruire des pratiques de gouvernance innovantes permettant d’accroître la résilience urbaine. Le Centre risque & performance de Polytechnique Montréal est dédié à l’évaluation de la résilience des infrastructures essentielles et des organisations. Le centre a notamment mis sur pied des communautés stratégiques pour mieux comprendre les interdépendances entre les infrastructures essentielles. Avec la collaboration d’Ouranos pour les aspects liés aux changements climatiques, la nouvelle équipe de recherche possède l’expertise requise pour mettre en relation les deux composantes du mandat, c’est-à-dire la gouvernance collaborative et l’appréciation des risques des SE.