Mobilité historique et hydrogéomorphologie

Pendant près de deux ans, le Conseil de l'eau du nord de la Gaspésie et le Laboratoire de recherche en géomorphologie et dynamique fluviale de l'Université du Québec à Rimouski (UQAR) ont mené une étude sur la mobilité historique de plusieurs rivières du nord de la Gaspésie. Cette étude s'est appuyée sur des notions relevant de l'hydrogéomorphologie (HGM).

Par cette étude, le Conseil de l'eau du nord de la Gaspésie (CENG) espère apporter aux citoyennes et aux citoyens du nord de la Gaspésie, ainsi qu'aux élu.es et à leurs équipes municipales, une meilleure compréhension des phénomènes de mobilité des rivières qui se manifestent sur ce territoire et qui, à l'occasion, peuvent représenter des enjeux de sécurité civile et de pérennisation d'infrastructures pour leurs communautés riveraines.

Le présent guide d'interprétation vise à fournir aux utilisateurs de la carte interactive regroupant les principaux résultats de cette étude une base de compréhension minimale des notions issues de l'hydrogéomorphologie sur lesquelles elle s'appuie et, par celles-ci, des entités présentées à l'intérieur de la carte. Ainsi, différentes notions élémentaires de dynamique fluviale sont abordées sommairement ci-dessous.

La  carte interactive  présentant les résultats issus de cette étude se concentre sur certaines informations hydrogéomorphologiques propres à chacune des rivières étudiées, en particulier les tracés historiques de ces rivières - témoignant de leur mobilité au fil du temps - mais aussi les formes fluviales observables dans leur paysage environnant et les constats qui peuvent découler de ces informations, tels que les styles fluviaux prévalant le long des tronçons homogènes de ces rivières.

Chacune de ces notions est plus amplement explicitée dans les différentes sections du présent guide d'interprétation.

Cette étude s'est penchée sur onze rivières de la Zone de gestion intégrée de l'eau (ZGIE) du nord de la Gaspésie (voir l'encadré ci-dessous). Ces rivières ont été sélectionnées pour leur intérêt scientifique en terme de dynamique fluviale, mais également parce qu'elles sont parmi les plus habitées de la ZGIE. Différents critères de sélection ont été appliqués - tels que l'abondance et la proximité des bâtiments situés en bordure des cours d'eau - afin de prioriser ces rivières.

De façon globale, le territoire d'étude porte sur des rivières dont la superficie cumulée des bassins versants représentent les deux tiers (66,1%) de la ZGIE et qui englobe cinq des six rivières à saumon exploitées au sein de la zone. Les rivières sélectionnées traversent également les principales municipalités de la zone, notamment les villes de Cap-Chat, de Sainte-Anne-des-Monts et de Gaspé, ainsi que les villages de Marsoui, de Rivière-à-Claude, de Saint-Maxime-du-Mont-Louis et de Grande-Vallée. Les localités de Rivière-au-Renard (Gaspé) et de l'Anse-Pleureuse (Saint-Maxime-du-Mont-Louis) bordent également deux des onze rivières étudiées.

Idéalement - et malgré cette priorisation - le CENG aimerait que les autres rivières habitées de la ZGIE soient ultérieurement étudiées à leur tour.

L'approche hydrogéomorphologique (HGM) contribue à une meilleure compréhension de la dynamique des cours d’eau. Cette approche se focalise sur la reconnaissance des formes façonnées par l’eau courante pour mieux comprendre les processus qui les ont mises en place. Elle comporte à la fois une dimension spatiale et une dimension temporelle dans la compréhension des processus et des formes de la dynamique fluviale (Wohl, 2018).

Puisqu'il s'agit d'une approche multiscalaire, l'approche HGM apporte une compréhension des changements et des processus à plusieurs échelles spatiales et temporelles. Elle permet de mieux comprendre les variables de contrôle des dynamiques fluviales.

Les outils et données cartographiques présentées dans la carte sur la mobilité historique des rivières du nord de la Gaspésie s'inscrivent dans cette approche. Celle-ci s'appuie notamment sur les échelles spatiales que sont les bassins versants, les tracés fluviaux et les tronçons homogènes. À ces échelles s'ajoutent une dimension temporelle lorsque les composantes spatiales étudiées changent au fil du temps. Dans la présente étude, l'échelle temporelle d'intérêt a été celui de l'évolution des tracés fluviaux au fil du temps. Par ailleurs, l'identification de diverses formes fluviales - p.ex. les terrasses et plaines alluviales, ainsi que les cônes alluviaux - accompagnent les résultats issus de l'étude des rivières ciblées.

Ces différentes notions - bassins versants, tracés fluviaux, tronçons homogènes et formes fluviales - sont décrites plus en détail s'y dessous. Elles recoupent d'autres notions fondamentales qui y sont présentées également, tels que l'utilisation de « profils en long », la segmentation en « styles fluviaux » et le calcul d'un « indice de qualité morphologique ».

• Bassin versant

Les différents tributaires présents dans un bassin versant convergent vers un chenal principal dont l'exutoire, ultimement, se déverse à la mer. L'ensemble de ces cours d'eau véhicule, outre de l'eau, beaucoup de sédiments, lesquels contribuent à façonner leur lit.

Pour mieux visualiser les processus qui forment le cours d'eau principal d'un bassin versant, l'utilisation de «  profils en long  » aide à interpréter l’évolution des conditions hydrauliques et hydrosédimentaires de ce cours d'eau. Ces représentations permettent ainsi une première évaluation des dynamiques fluviales pouvant affecter, de l’amont vers l’aval, les tronçons de cette rivière.

Cela dit, l'occupation du territoire faite à l'intérieur d'un bassin versant (p.ex. développements urbains, coupes forestières, réseau de chemins, etc.) peut aussi venir affecter son régime hydrique et, par conséquent, les processus associés à la dynamique de ses cours d'eau.

• Tracés fluviaux

Au fil du temps, les cours d'eau peuvent subir une mobilité verticale ou latérale. En utilisant différentes approches - notamment l'analyse des tracés fluviaux historiques établis à partir de photos aériennes de différentes époques - il devient possible de visualiser les ajustements des composantes morphologiques ou dynamiques d’un cours d’eau sur une période de temps. Ces ajustements se traduisent par des changements de largeurs, de positions, de sinuosité et de profondeurs du cours d’eau.

Ces visualisations offrent un aperçu rapide des changements survenus au fil du temps dans le positionnement et la forme des rivières étudiées et, ce faisant, sont un premier indicateur de la mobilité plus ou moins élevée des différentes portions de ces rivières. L'interprétation des tracés fluviaux peut également contribuer à déterminer des « styles fluviaux » propres à certains segments d'une même rivière et, ainsi, permettre de diviser celle-ci en « tronçons homogènes », lesquels rendent mieux compte du dynamisme fluvial propre à chacun de ces tronçons. Ces notions - tronçons homogènes et styles fluviaux - sont abordées plus en profondeur dans les sections suivantes.

Au-delà de ces observations, l'utilisation des tracés historiques peut également contribuer à déterminer des « espaces de mobilité » et à établir une certaine anticipation de la mobilité future d'un cours d'eau. Les limites de la présente étude n'ont toutefois pas permis d'explorer suffisamment ces aspects pour en rendre public les résultats. Comme l'anticipation demeure un champ d'expertise en développement, le CENG a en effet préféré éviter de créer d'éventuels faux sentiments de sécurité ou d'urgence en exposant des résultats d'anticipation trop approximatifs.

• Tronçons homogènes

Les tronçons homogènes sont des sections délimitées tout au long du chenal principal d'un cours d'eau à l’intérieur desquelles subsiste une uniformité des processus et des morphologies. Plusieurs composantes aident à délimiter ces tronçons, les plus fréquents étant les styles fluviaux, l’indice de qualité morphologique (IQM) ou encore la puissance spécifique. La carte présentée par le CENG contient à la fois une segmentation des rivières étudiées en styles fluviaux et en IQM.

Dans le cas de la détermination des «  styles fluviaux  », ce sont les changements de largeurs et de taux d'érosion (m/an) obtenus à l'aide des tracés fluviaux historiques qui ont permis de délimiter des tronçons comportant des caractéristiques similaires de dynamisme. Il existe de nombreux styles fluviaux : méandres stables ou dynamiques, chenaux divagants, tressés ou anastomosés, etc.

Dans le même ordre d'idée, l'application de l' «  indice de qualité morphologique  » permet de vérifier si les formes et les processus naturels associés à différentes portions d'une rivière sont appropriés au maintien de la qualité de l'habitat aquatique et de la gamme des services écosystémiques offerts par cette rivière. Plusieurs composantes sont utilisées pour évaluer la valeur de cet indice, lesquelles s'intéressent à l'artificialité de la rivière (p.ex. la présence de traverses de cours d'eau, de berges artificielles, d'efforts de dragage, etc.), à l'historique d'ajustement du chenal en réponse à des impacts anthropiques (p.ex. des changements de largeur, de styles fluviaux ou de profondeur du lit) et à la fonctionnalité hydrogéomorphologique de la rivière (p.ex. transport de sédiments, connectivité avec la plaine alluviale, etc.).

Plus d'informations sur les différents styles fluviaux existants et sur le calcul de l'IQM sont présentées plus bas.

• Formes fluviales

Les «  formes fluviales  » - autrement nommées « unités de paysage » - résultent de la présence et de l’évolution d’un cours d’eau dans le paysage sur de longues périodes de temps. On reconnait généralement les plaines alluviales, les cônes alluviaux, les deltas et les terrasses alluviales comme des formes fluviales. Leur identification permet d’exposer les dynamiques fluviales récentes liée à la liberté de mouvement du chenal. Par ailleurs, les sédiments composant ces formes sont sources de sédimentation lorsque remaniés et peuvent contribuer à l’évolution des styles fluviaux.

Plus d'informations sur les différentes formes fluviales identifiées dans la présente étude sont présentées plus bas.

L'étude menée conjointement entre le CENG et l'UQAR s'est essentiellement penchée sur la notion de mobilité qui peut être détectée à partir de différents tracés fluviaux établies pour une même rivière, mais à des époques différentes. Tel que mentionné plus haut, l'approche préconisée dans cette étude s'est appuyée sur l'utilisation de photos aériennes de différentes époques.

La carte interactive présente donc les différents tracés historiques des onze rivières étudiées pour les années 1963, 1975, 1986, 1992, 2004 et 2016, ce qui correspond à un tracé fluvial par décennie pour chacune des rivières. Ainsi, l'évolution de ces tracés sur une période d'environ un demi-siècle permet de documenter la mobilité récente dans l'histoire de ces rivières.

À titre d'exemple, l'image ci-dessous permet de visualiser, par balayage, le changement de tracés associée à la rivière Sainte-Anne entre les années 1963 et 2016. Ce changement est le résultat de la mobilité subit par la rivière en quelques décennies et exprime bien la prudence avec laquelle l'occupation humaine en bordure d'une rivière devrait se planifier, de sorte à éviter des enjeux découlant des déplacements du chemin emprunté par une rivière au fil du temps.

Un tracé plus récent - pour l'année 2022 - a également été établi, mais une approche différente a été utilisée pour établir ce tracé à défaut d'avoir une photo aérienne récente pour le faire. Cette approche - une modélisation à l'aide d'informations LiDAR - permet néanmoins une visualisation approximative, quoique moins précise, de la position « actuelle » de la rivière.

Une entrevue vidéo menée avec le Dr Thomas Buffin-Bélanger de l'UQAR - principal collaborateur scientifique au projet mené conjointement entre son Laboratoire de recherche en géomorphologie et dynamique fluviale et le CENG - a été réalisée sur les bords de la rivière de Mont-Louis. Elle permet de couvrir, directement avec lui, bon nombre des notions d'hydrogéomorphologie abordées ci-dessus.

Cette entrevue aborde également la présence de bois mort en rivière, une particularité notamment très présente dans les rivières du nord de la Gaspésie. En effet, le territoire principalement forestier de leurs bassins versants, combiné avec les processus d'érosion naturelle des berges, entraînent un fort recrutement d'arbres déracinés dans les cours d'eau.

Ces arbres sont susceptibles de s'accumuler à certains endroits d'une rivière contribuant à la formation d'embâcles. Ceux-ci sont le plus souvent bénéfiques en terme environnementaux - offrant notamment une diversité d'habitat d'intérêt pour la faune et une nourriture ligneuse pour des insectes à la base de la chaîne trophique aquatique - mais peuvent à l'occasion entraîner des enjeux de sécurité civile.

Pour en connaître davantage sur ce sujet, nous vous invitons à consulter le  Guide d'analyse de la dynamique du bois en rivière  (2019), réalisé sous la supervision du Dr Buffin-Bélanger et de son homologue de l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), le Dr Maxime Boivin.

Par ailleurs, l'entrevue offerte par le Dr Buffin-Bélanger permet d'en savoir davantage sur les recherches menées par son laboratoire de l'UQAR.

Nous vous encourageons à l'écouter!

L'étude des rivières par l'approche hydrogéomorphologique - mise de l'avant au Québec notamment par des chercheurs comme Thomas Buffin-Bélanger à l'UQAR - démontre la pertinence de mieux comprendre la dynamique, en particulier de mobilité, de nos rivières nord-gaspésiennes. Ces rivières répondent en effet à des processus qui, déjà naturellement, façonnent leurs trajectoires et démontrent la prudence avec laquelle nous devons vivre à proximité d'elles.

Considérant, de surcroît, que ces processus peuvent être influencés par l'occupation anthropique des vallées fluviales et, plus largement, de l'ensemble de leurs bassins versants, il importe d'autant plus de les comprendre et de les prendre en compte dans l'aménagement du territoire déployé à proximité de ces rivières.

Le Conseil de l'eau du nord de la Gaspésie est fier du travail accompli en collaboration avec l'équipe du Dr Buffin-Bélanger et espère grandement que le partage du fruit de cette collaboration saura sensibiliser les citoyennes et les citoyens de la région à ces phénomènes fluviaux, mais aussi interpeller les décideurs régionaux. La prise en compte, par ceux-ci, des réalités associées au dynamisme de nos rivières nous apparait en effet primordiale, notamment au travers d'exercices de planification liés à l'occupation du territoire.

Cet impératif est d'autant plus crucial dans un contexte de changements climatiques qui pourraient, tout comme les activités anthropiques déployées dans les bassins versants de nos rivières, affecter les processus naturels en cours et, ce faisant, affecter nos collectivités qui se situent dans une large mesure à l'embouchure ou dans la vallée de telles rivières.

Le Conseil de l'eau du nord de la Gaspésie tient à remercier les différents collaborateurs ayant contribués à la réalisation de ce projet, ainsi qu'à la confection de cette carte narrative et de la carte interactive présentant les résultats du projet.

Parmi les contributeurs de l'UQAR, certains membres - étudiantes et étudiants, ainsi que chargé.es de projet - du Laboratoire de recherche en géomorphologie et dynamique fluviale du Dr Thomas Buffin-Bélanger doivent être nommés, notamment :

• Mme Gabrielle BEAUDRY;
• M. Tim JAUTZY;
• M. Samuel LAROCHE;
• M. Maxime MALTAIS.

Du côté du Conseil de l'eau du nord de la Gaspésie, les personnes suivantes ont également contribué au projet :

• M. Yves BRIAND;
• Mme Sophie DELORME;
• M. Pierre-Ludovic LANGELIER;
• Mme Lisa MICHAUD;
• M. Thierry RATTÉ.

Par ailleurs, ce projet a été rendu possible par le soutien financier des partenaires suivants :

• Le ministère de l'Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs (MELCCFP);
• Le ministère de la Sécurité publique (MSP);
• L'Université du Québec à Rimouski (UQAR).