Cadre conceptuel 34 

Avant d’approfondir dans l’explication de la méthodologie développée, il faut présenter la définition des canyons que nous avons travaillée pour développer le modèle conceptuel. De manière générale, l’organisation hydrographique internationale (IHO) décrit un canyon comme « un creux de forme allongée, étroit, et à flancs escarpés, qui présente généralement une pente descendante » (IHO, 2013). Dans une définition précédente (IHO, 2008), un canyon est une « Dépression (ou groupe de dépressions) relativement étroite(s), profonde(s) et aux flancs escarpés, dont le thalweg présente généralement une pente continue, située de façon caractéristique sur certaines PENTES continentales. »

Même si l’objet décrit est le même, les définitions reposent sur l’interprétation des termes et sur des connaissances implicites différentes. La deuxième définition donne des informations additionnelles, telle qu’une localisation de référence, mais elle utilise aussi des termes plus vagues, entre autres, des mots comme

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« relativement », « généralement » et « certaines ». À cet égard, il n’y a pas une définition universelle et précise puisque le sens de chaque terme dépend de la perception des lecteurs, de son expertise et du contexte géographique. Par exemple, les canyons sous-marins ne sont pas définis de la même manière sur la côte ouest et la côte est de l’Amérique du Nord. Par ailleurs, les dimensions des canyons sont différentes ce qui implique un contexte spatial variant puis qu’ils ne sont pas toujours confinés à la pente continentale (talus). Notamment, il y a des canyons qui s’étendent jusqu’à la plaine abyssale ou au glacis. De même, il existe des canyons qui sont entièrement incisés dans le talus (canyons aveugles) ou des canyons dont les têtes traversent la bordure du plateau continental (Harris et coll., 2014).

Les canyons et toutes les formes du relief ne sont pas clairement délimités, mais ils sont caractérisés par des éléments saillants qui sont perçus par les gens et révèlent ainsi leur existence. Par exemple, une montagne est caractérisée par son sommet et un canyon est localisé sur une carte par sa ligne de talweg. Ainsi, les éléments saillants sont des structures intrinsèques qui forment le squelette de la forme de terrain. Par conséquent, le squelette fournit le soutien pour une structure topologique du relief à partir de laquelle des caractéristiques des formes peuvent être extraites, par exemple le sens de son orientation. Cependant, le squelette n’est pas suffisant pour effectuer une description complète des formes de terrain. Les gens associent l’espace en termes de régions et non en tant qu’un ensemble de points et de lignes (Hobbs et coll., 2006).

En conséquence, les éléments saillants sont perçus comme des régions saillantes construites autour du squelette de la forme de terrain. Une région saillante ne couvre pas l’ensemble du relief, mais seulement une partie de celui-ci. La partie restante appartient à une région vague où la frontière est localisée. Dans le cadre de cette étude, nous détectons les canyons sous-marins à partir de leur squelette et le polygone dans son entourage, qui correspondent respectivement aux talwegs et aux fonds des canyons (figure 3.4).

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Le squelette est défini par une forme géométrique et des contraintes spatiales. Les contraintes reflètent les propriétés et les relations spatiales qui sont applicables au squelette à partir d’une analyse locale du terrain. Les contraintes doivent être définies par des relations entre les objets (talwegs) qui composent le squelette. Le dénivelé et la différence de distance entre les talwegs du squelette permettent d’identifier un changement drastique de la pente indiquant la fin du canyon.

Une fois que le squelette est défini, le fond du canyon est construit par rapport à son entourage. La construction du fond est nécessaire pour distinguer les canyons des autres formes de vallées. Selon le critère pour extraire le squelette, d’autres dépressions peuvent aussi être extraites, telles que les chenaux. Le fond de la vallée aide à identifier de manière générale la forme de notre objet et à associer les termes conceptuels dans sa définition. Par exemple, un chenal est «un creux de forme sinueuse et allongée, généralement localisé sur une plaine de faible pente ou un CÔNE » (IHO, 2013). Ainsi, le fond du chenal doit être plus allongé et avoir une inclinaison moins forte que le fond des canyons. Les fonds des canyons étant relativement étroits et raides, ils sont en général représentés par la lettre « V », tandis que les chenaux sont représentés par un « U ». Par conséquent, pour distinguer les formes des vallées, il faut utiliser un critère qui calcule des mesures entre le squelette et la bordure du fond: soit une pente raide et une distance courte pour un canyon, ou encore, une pente douce et une distance plus longue pour un chenal.

3.4.1 Modèle conceptuel du réseau de surface

La description détaillée de cette étape se trouve dans le chapitre 4 de ce travail. En général, le modèle conceptuel pour la construction du réseau de surface est développé de la manière suivante :

Le réseau de surface est notre structure de base pour l’extraction des canyons sous-marins parce qu’elle permet d’identifier à partir des relations topologiques des éléments saillants du terrain. Le réseau extrait les points critiques et les plus importants du relief. Ces points sont aussi les extremums des données et sont classés de la manière suivante : pic (maximum local), puits (minimum local) et col (un point qui a maximum local dans une direction et un minimum local dans une autre direction) (figure 3.5).

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L’union des points extrémums se réalise par des lignes critiques : crêtes et talwegs. Une ligne de crête joint un col et un pic et un talweg joint un col et un puits. L’ensemble des lignes de crêtes fait la connexion de tous les points maximums de la surface en illustrant le chemin ascendant vers des sommets du relief. De l’autre côté, l’ensemble des lignes de talwegs permet la connexion de tous les points minimums de la surface et trace le chemin descendant vers les creux du relief (figure 3.6).

Figure 3.6 : Réseau de surface géométrique d’une surface. [Schneider, 2005].

Le réseau de surface est simplifié en supprimant des pics et des puits. Afin de conserver la forme du terrain, le col adjacent le plus élevé est supprimé quand un pic est retiré et le col adjacent le moins élevé est supprimé dans le cas d’un puits. De même, les lignes critiques qui sont associées au col sont supprimées. Cette contraction est répétée jusqu’à obtenir les talwegs des canyons représentant la structure saillante sur laquelle la construction du fond du canyon est réalisée.

Finalement, les relations topologiques du réseau nous permettent d’obtenir le contexte global des formes de la surface. D’ailleurs, les connexions des éléments développent une structure relationnelle qui aide à fixer des paramètres pour l’analyse locale et les changements du relief. De cette manière, le réseau de surface aide à l’identification qualitative puis que l’extraction des éléments peut se réaliser par les caractéristiques et le contexte d’un objet, ce qui permet d’éviter de fixer des seuils arbitraires et quantitatifs.

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