Dendrogéomorphologie et dynamique des glissements
pelliculaires dans la Réserve faunique de
Port-Cartier-Sept-Îles, Côte-Nord, Québec
Mémoire
Etienne Dagenais Du Fort
Maîtrise en sciences géographiques
Maître en sciences géographiques (M.Sc.Géogr.)
Québec, Canada
iii
Résumé
Afin de fournir de nouvelles informations sur la dynamique des versants évoluant en milieu forestier au Québec, une étude a été entreprise sur neuf cicatrices de glissements pelliculaires dans la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles sur la Côte-Nord. Les observations et les mesures sur le terrain révèlent que les facteurs qui contrôlent la position du déclenchement de ce type de glissements sur un versant sont erratiques. Les datations dendrogéomorphologiques ont permis l’identification de quatre événements pour le déclenchement des glissements à l’étude, soit en 2003, 2006, 2008 et 2010. Les données météorologiques indiquent que les glissements pelliculaires de cette région ne sont pas causés par des événements de précipitations extrêmes, mais plutôt par des pluies intenses et sporadiques. Les cicatrices de glissements pelliculaires évoluent de manière différente que sous un couvert forestier mais elles sont graduellement recolonisées par la végétation en quelques décennies.
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Table des matières
Résumé ... iii
Liste des tableaux ... vii
Liste des figures ... ix
Remerciements ... xv
Introduction ... 1
Chapitre 1 Région et sites d’étude ... 5
1.1. Localisation de la région et des sites d’étude ... 5
1.2. Géologie et géomorphologie ... 6
1.3. Climat ... 7
1.4. Végétation ... 8
Chapitre 2 Méthodologie ... 9
2.1. Sélection des sites ... 9
2.2. Cartographie ... 9
2.3. Travaux de terrain ... 10
2.4. Échantillonnage et datations dendrogéomorphologiques ... 10
2.5. Données météorologiques ... 12
Chapitre 3 Résultats ... 15
3.1. Caractéristiques géomorphologiques des glissements pelliculaires ... 15
3.1.1. Caractéristiques principales des glissements pelliculaires ... 15
3.1.2. Typologie des glissements pelliculaires ... 18
3.1.3. Dynamique des cicatrices de glissements pelliculaires ... 20
3.2. Datations des glissements pelliculaires ... 34
3.3. Données météorologiques ... 43
Chapitre 4 Discussion ... 51
4.1. Caractéristiques physiques ... 51
4.1.1. Emplacement des glissements pelliculaires sur les versants ... 51
4.1.2. Distinction des glissements pelliculaires par rapport à d’autres mouvements gravitaires ... 53
4.1.3. Terminologie des glissements pelliculaires ... 57
4.2. Dendrogéomorphologie ... 58
4.2.1. Spécificité des glissements pelliculaires pour la dendrogéomorphologie ... 58
vi
4.2.3. Périodes de formation des cernes annuels de croissance pour les conifères de la
région d’étude ... 61
4.3. Météorologie ... 62
4.3.1. Identification des scénarios de précipitations probables pour le déclenchement des glissements pelliculaires dans la région d’étude ... 62
4.3.2. Caractérisation des scénarios de précipitations probables pour le déclenchement des glissements pelliculaires dans la région d’étude ... 65
4.3.3. Comparaison des scénarios probables avec les événements de précipitations extrêmes identifiées par d’autres auteurs ... 66
4.3.4. Limites de l’analyse météorologique ... 67
4.4. Recolonisation végétale dans les cicatrices de glissements pelliculaires ... 68
Conclusion ... 71
vii
Liste des tableaux
Tableau 1 Liste des stations météorologiques retenues pour cette étude. ... 12
Tableau 2 Mesures des différentes caractéristiques des cicatrices de glissements
pelliculaires. ... 18
Tableau 3 Échantillonnage dendrogéomorphologique des glissements pelliculaires et
signaux principaux pour les cicatrices d’impact et les séquences de bois de réaction. ... 36
Tableau 4 Pluies de plus de 50 mm en 24 heures à chacune des stations pour l’ensemble de la période de couverture. ... 47
Tableau 5 Dates retenues pour les différents glissements. ... 61
Tableau 6 Liste des scénarios de précipitations probables pour le déclenchement des
ix
Liste des figures
Figure 1 Localisation de la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Iles. ... 5
Figure 2 Localisation des sites d'études à l'intérieur de la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles ainsi que les stations météorologiques les plus proches. ... 6
Figure 3 Substrat rocheux à poli glaciaire lisse exposé par les glissements pelliculaires en A) dans le glissement D et en B) dans le glissement P1 (Sébastien Baillargeon donne l’échelle). ... 16
Figure 4 Trimline dans la cicatrice du glissement P1. ... 16
Figure 5 Importante accumulation d’arbres morts dans les zones basses des cicatrices de glissements pelliculaires en A) dans le glissement E1 (Sébastien Baillargeon donne l’échelle) et en B) dans le glissement C (Etienne Dagenais Du Fort donne l’échelle).……17
Figure 6 Classification des cicatrices de glissements pelliculaires selon leur forme, tirée de Baillargeon (2013). ... 17
Figure 7 Exemple de mouvements gravitaires actifs dans la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles en A) lessivage torrentiel tout juste au sud du site A et en B) glissement rocheux sur la rive ouest du lac Walker. ... 18
Figure 8 Dépôt de surface très mince dans la région d’étude et recouvrant le substrat rocheux à poli glaciaire très lisse (le protecteur de chaîne donne l’échelle, il mesure environ 40 cm). ... 22
Figure 9 Profil longitudinal du glissement A. ... 22
Figure 10 Profil longitudinal du glissement B. ... 23
Figure 11 Profil longitudinal du glissement C. ... 23
Figure 12 Profil longitudinal du glissement D. ... 24
Figure 13 Profil longitudinal du glissement E1. ... 24
Figure 14 Profil longitudinal du glissement E2. ... 25
Figure 15 Profil longitudinal du glissement F. ... 25
Figure 16 Profil longitudinal du glissement P1. ... 26
x
Figure 18 Promontoire rocheux au centre de la cicatrice du glissement D qui a forcé le glissement à se séparer en deux chenaux distincts. ... 27
Figure 19 Cartographie du glissement pelliculaire A sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés. ... 27
Figure 20 Cartographie du glissement D sur laquelle une zone de concentration de l’eau de pluie est présente au sommet. ... 28
Figure 21 Cartographie du glissement pelliculaire E1 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés. ... 28
Figure 22 Cartographie du glissement pelliculaire E2 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés. ... 29
Figure 23 Cartographie du glissement pelliculaire P1 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés. ... 29
Figure 24 Cartographie du glissement pelliculaire P2 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés. ... 30
Figure 25 Cartographie du glissement pelliculaire B sur laquelle il n’y a pas de zone de concentration de l’eau de pluie au sommet. ... 30
Figure 26 Cartographie du glissement pelliculaire C sur laquelle il n’y a pas de zone de concentration de l’eau de pluie au sommet. ... 31
Figure 27 Le ruissellement s’écoule à la surface du roc dans le glissement E1 (Sébastien Baillargeon donne l’échelle) et en B) le ruissellement lessive les sédiments et les entraîne vers le bas de la pente du glissement D ou ils s’accumulent dans des dépressions (le crayon donne l’échelle). ... 31
Figure 28 Le ruissellement lessive la matrice du till pour déloger des blocs et des galets en les laissant en position instable à la surface du roc dans le glissement C (l’étui de caméra donne l’échelle, il mesure 12 cm). ... 32
Figure 29 En A et B) dégagement de blocs par gélifraction dans le substrat rocheux exposé par les glissements pelliculaires (A, le sac à dos donne l’échelle; B, Sébastien Baillargeon donne l’échelle), en C) des blocs et des galets accumulés sur un replat au pied du
glissement E2 (C, la casquette donne l’échelle). ... 32
Figure 30 Petites avalanches de neige dans les cicatrices de glissements pelliculaires étudiées par Baillargeon (2013), en A) avalanche à départ ponctuel durant l’hiver dans le parc de la rivière Jacques-Cartier et en B) ligne de fracture au sommet d’une avalanche de neige mouillée au printemps dans le parc des Grands-Jardins. ... 33
xi Figure 31 Exemples de recolonisation végétale (bouleau blanc) dans les cicatrices de
glissements pelliculaires en A) recolonisation présente dans la cicatrice du glissement C, en B) aucune recolonisation dans la cicatrice de glissement P1, en C) recolonisation abondante dans la cicatrice de glissement B (Sébastien Baillargeon donne l’échelle) et en D)
recolonisation très faible dans la zone terminale du glissement P1 (la casquette donne
l’échelle). ... 33
Figure 32 Régénération dans les cicatrices de glissements pelliculaires, en A) dans les zones terminales des glissements (Sébastien Baillargeon donne l'échelle) et en B) dans les fissures et dépressions où peuvent s'accumuler les sédiments. ... 34
Figure 33 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement B. ... 37
Figure 34 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement C. ... 37
Figure 35 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement E1. ... 38
Figure 36 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement E2. ... 38
Figure 37 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement A. ... 39
Figure 38 La section transversale E2_10 représentant le cerne complet de 2003 avec bois final et le cerne de 2004 qui vient immédiatement former le bourrelet marginal en début d’année. ... 39
Figure 39 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement D. ... 40
Figure 40 La section transversale D_15 représentant le cerne de 2006 dans lequel la cicatrice d’impact s’est produite durant la formation du bois initial. ... 40
Figure 41 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement P1. ... 41
Figure 42 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement P2. ... 41
Figure 43 La section transversale P2_11A représentant le cerne complet de 2008 avec bois final et le cerne de 2009 qui vient immédiatement former le bourrelet marginal en début d’année. ... 42
Figure 44 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement F. ... 42
Figure 45 La section transversale F_6 représentant le cerne complet de 2010 avec bois final et le cerne de 2011 qui vient immédiatement former le bourrelet marginal en début d’année. ... 43
Figure 46 Précipitations journalières maximales à la station Garemand, la moyenne est de 51 mm. ... 44
xii
Figure 47 Précipitations journalières maximales à la station Moisie, la moyenne est de 54 mm. ... 44
Figure 48 Précipitations journalières maximales à la station Toulnustouc, la moyenne est de 37 mm. ... 45
Figure 49 Précipitations journalières maximales à la station Sainte-Marguerite campement, la moyenne est de 45 mm. ... 45
Figure 50 Précipitations journalières maximales à la station Lac Sainte-Anne 2, la moyenne est de 38 mm. ... 46
Figure 51 Précipitations quotidiennes entre les mois de mai et octobre à la station Garemand pour les années ayant enregistré des précipitations de plus de 50 mm en 24 heures. ... 48
Figure 52 Précipitations quotidiennes entre les mois de mai et octobre à la station Moisie pour les années ayant enregistré des précipitations de plus de 50 mm en 24 heures. ... 49
Figure 53 Précipitations quotidiennes entre les mois de mai et octobre aux stations Toulnustouc, Sainte-Marguerite campement et Lac Sainte-Anne 2 pour les années ayant enregistré des précipitations de plus de 50 mm en 24 heures. ... 50
Figure 54 En A) cicatrice de lessivage torrentiel au site D, avec la couleur plus foncée et les îlots de conifères matures au sein de la cicatrice, en B) ruisseau érodé jusqu’au substrat rocheux qui arrive au sommet de la cicatrice de lessivage torrentiel à environ 375 mètres au sud du glissement A (la casquette donne l’échelle), et en C) des algues verdâtres se
développent sur le roc au contact de l’eau du ruisseau. ... 54
Figure 55 Glissement rocheux sur la rive ouest du lac Walker, en A) ligne de fracture au sommet et couleur plus pâle de la surface rocheuse affectée et en B) dépôt grossier
composé de blocs au pied du versant (Etienne Dagenais Du Fort donne l’échelle). ... 55
Figure 56 La figure 28 de Demers et al. (1999) présentée comme suit : «Vue d’ensemble d’une coulée de débris où la paroi rocheuse a été complètement dénudée», mais qui
ressemble étrangement à une cicatrice de glissement pelliculaire. ... 56
Figure 57 Les arbres arrachés lors du glissement A ne sont pas tous tombés en 2003 et plusieurs arbres sont restés debouts le long de la trimline pour ensuite tomber durant les années subséquentes (Sébastien Baillargeon donne l’échelle). ... 60
Figure 58 Cicatrices de glissements pelliculaires au sud-est du lac Véron (51° 44′ 11″ N, 65° 02′ 47″ O) en A) tel que présentées dans l’article de Dionne et Filion (1984) et en B) les cicatrices de glissements sont encore bien visibles sur les images Google Earth
xiii Figure 59 Cicatrices de glissements pelliculaires le long de la rivière Natashquan (51° 25′ 48″ N, 61° 48′ 09″ O) en A) tel que présenté par Dionne et Filion (1984), en B) les
cicatrices de glissements sont presque complètement disparues sur les images Google Earth disponibles en 2013 et en C) agrandissement de l’image Google Earth selon l’encadré en A où il est possible d’observer que la forêt au sein des cicatrices de glissements est moins mature que la forêt non affectée qui l’entoure. ... 70
xv
Remerciements
J’aimerais d’abord remercier mon directeur de recherche Patrick Lajeunesse pour m’avoir proposé de travailler sur un sujet qui me passionne. Je le remercie particulièrement de sa patience et son encouragement tout au long de la réalisation du projet. Je remercie aussi mon codirecteur Daniel Germain ainsi que mon examinateur Martin Simard pour leur disponibilité et leurs conseils précieux.
Je tiens à remercier spécialement mon collègue Sébastien Baillargeon pour son travail de terrain acharné et sa bonne humeur contagieuse. Grâce à sa participation, les campagnes de terrain furent très productives.
Ce projet de recherche a été réalisé en partie grâce au soutien financier du FQRNT et au soutien du Centre d’études nordiques, notamment par le prêt de matériel.
1
Introduction
Au Québec, bien que les chaînes de montagnes soient modestes avec une altitude généralement inférieure à 1000 mètres, elles sont tout de même soumises à une multitude de processus gravitaires affectant les versants. De nombreuses études se sont intéressées à ces processus dans la province, notamment les talus d’éboulis (Hétu, 1990; Lafortune et al., 1997), les coulées de pierres glacée sur les talus d’éboulis (Hétu et al., 1994), les coulées de débris (Jacob, 2001; Kaczka et Morin, 2006), les coulées de neige liquéfiée (Larocque et al., 2001), les avalanches de neige (Boucher et al., 2003; Dubé et al., 2004; Germain et al., 2005, 2009), les cônes de déjection (Ouellet, 2010) et les carapaces de glace (Graveline, 2012; Gauthier, 2013). En revanche, les glissements pelliculaires ont jusqu’à ce jour bénéficié de très peu d’intérêt de la part des scientifiques. Bien que plusieurs glissements pelliculaires se soient produits dans les Laurentides dans un passé récent, ces mouvements de masse demeurent encore peu documentés.
Selon Dionne et Filion (1984), les glissements pelliculaires seraient le produit d’une masse de débris saturée en eau et située dans la partie supérieure du versant qui, après rupture des forces de cohésion, glisse brusquement vers le bas de la pente, entraînant par sa vitesse l’ensemble de la couverture végétale et minérale. Les classifications de Hutchinson (1988) et de Cruden et Varnes (1996) placent ce type de mouvement de masse dans la catégorie des glissements translationnels affectant, pour l’essentiel, les matériaux superficiels. Ils se produisent généralement le long d’une discontinuité préexistante comme le contact entre le roc en place et le matériel meuble (Cruden et Varnes, 1996). La description de Hutchinson (1988) pour les debris slides ressemble aux observations réalisées pour les glissements pelliculaires au Québec, soit un mouvement rapide à très rapide, caractérisé par une très faible profondeur par rapport à la longueur totale du glissement et généralement déclenchés par des pluies intenses. En effet, le déclenchement de ce type de glissements est souvent causé par l’augmentation de la pression interstitielle lors de fortes pluies qui réduit la résistance au cisaillement dans le dépôt de surface (Corominas, 1996).
2
La majorité des études traitant des glissements pelliculaires sur versant rocheux ont été réalisées dans le nord-est de l’Amérique du Nord. Au Québec, ils ont été étudiés par Dionne et Filion (1984) sur la Côte-Nord du Saint-Laurent, par Dubois et Robitaille (1989) dans la vallée de la rivière Jacques-Cartier et par Baillargeon (2013) dans trois parcs nationaux de la région de Québec (rivière Jacques-Cartier, Grands-Jardins, Hautes-Gorges-de-la-rivière-Malbaie). La terminologie anglophone est plus variable, faisant parfois référence à des debris avalanches ou des debris slides (Kull et Magilligan, 1994). Ils ont ainsi été étudiés par Woodruff (1971), Bogucki (1976) et Wieczorek et al. (2004) qui décrivent respectivement des debris avalanches, des debris slides et des debris flows dans la région du Blue Ridge aux États-Unis. Bogucki (1977) a aussi décrit des debris slides dans les Adirondacks de l’état de New-York. D’autres auteurs se sont intéressés à l’aspect de la régénération forestière au sein des cicatrices de debris avalanches, soit Hull et Scott (1982) dans la région du Blue Ridge et Flaccus (1959) dans les White mountains au Hampshire. Kull et Magilligan ont également étudié des debris avalanches au New-Hampshire. Malgré les différences dans la terminologie utilisée, tous ces auteurs s’entendent sur le fait que ce type de mouvement gravitaire se produit lors de précipitations liquides intenses. En conséquence, certains auteurs se sont intéressés au seuil de précipitations nécessaire au déclenchement de ce type de glissements (Caine, 1980; Neary et Swift, 1987). Par ailleurs, des glissements pelliculaires ont aussi été étudiés dans les Territoires du Nord-Ouest (Boucher, 1994) et au Québec subarctique (Quinty et Filion, 1989) mais ces derniers se sont produits dans des régions à pergélisol en affectant la couche active, ce qui diffère des glissements pelliculaires sur versants rocheux.
Bien que les glissements pelliculaires semblent assez communs dans le nord-est de l’Amérique du Nord, les études portant sur le sujet sont peu nombreuses et demeurent à caractère très descriptif. Plusieurs de ces études ont été réalisées à l'aide de photographies aériennes et de cartes topographiques sans validation sur le terrain. Ainsi, très peu de datations ont été fournies pour ce type de glissements alors que les datations disponibles proviennent souvent de l’observation directe effectuées par les autorités locales (Bogucki, 1976; Hull et Scott, 1982; Wieczorek et al 1982; Neary et Swift, 1987). De plus, aucune
3 étude ne s’est intéressée aux processus géomorphologiques qui s’installent dans les cicatrices de glissements pelliculaires suite à l’ouverture du milieu forestier. Il existe donc des lacunes quant à la détermination de l’âge des cicatrices de glissements pelliculaires et la compréhension de leur évolution. Au niveau de la datation, Baillargeon (2013) a été le premier à se servir de la dendrogéomorphologie pour dater l’occurrence des glissements pelliculaires. Cette méthode s’est avérée efficace puisque ces derniers se produisent essentiellement en régions forestières. Ces travaux ont permis de déterminer que le Déluge du Saguenay, survenu en juillet 1996, a été un événement de précipitations marquant pour les régions de Québec et de Charlevoix en causant la majorité des glissements pelliculaires. Par contre, cet événement de précipitations extrêmes n’a pas affecté l’ensemble des Laurentides et ne peut donc pas expliquer la formation des glissements pelliculaires ailleurs au Québec. Malgré l’abondance des cicatrices de glissements pelliculaires sur la Côte-Nord, aucune étude ne s’est intéressée au sujet depuis les travaux pionniers de Dionne et Filion (1984). Il n’existe donc aucune information sur leur chronologie, le lien entre leur déclenchement et les événements de précipitations ainsi que leur dynamique géomorphologique.
Cette recherche vise à mieux comprendre la dynamique des versants évoluant en milieu forestiers au Québec, en étudiant des cicatrices de glissements pelliculaires sur versants rocheux dans la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles. Plus précisément, cette recherche vise à : 1) décrire la morphologie des glissements pelliculaires et fournir des informations sur leur contexte physique de déclenchement; 2) produire une chronologie des glissements pelliculaires dans la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles; 3) proposer des scénarios de précipitations probables pour le déclenchement des glissements pelliculaires; et 4) identifier les processus géomorphologiques subséquents intervenant dans la dynamique forestière aux sein des cicatrices de glissements pelliculaires.
5
Chapitre 1
Région et sites d’étude
1.1. Localisation de la région et des sites d’étudeLa région d’étude est la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles sur la Côte-Nord, à environ 600 km au nord-est de la ville de Québec (figure 1). À l’intérieur de la Réserve faunique, les glissements pelliculaires à l’étude sont répartis entre la station d’accueil du lac Walker au sud et la station d’accueil du lac Arthur au nord (figure 2). Les glissements A, B et C se trouvent à l’est de la route principale de la Réserve, soit respectivement aux kilomètres 53, 56 et 93. Le glissement D se situe sur la rive ouest du lac Petit-Simard, les glissements E1 et E2 sont localisés sur la rive est du lac du Garrot et le glissement F se trouve sur la rive ouest du lac Valilée. Quant à eux, les glissements P1 et P2 sont situés sur la rive ouest du lac Pasteur.
6
Figure 2 Localisation des sites d'études à l'intérieur de la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles ainsi que les stations météorologiques les plus proches.
1.2. Géologie et géomorphologie
La région d’étude fait partie du Bouclier canadien, plus précisément de la province géologique de Grenville. Les roches de cette province géologique sont cristallines et le dernier épisode de métamorphisme remonte à l’orogenèse grenvillien daté à 950 ± 150 Ma (Franconi et al., 1975). Au sein de la Réserve faunique, les principales roches sont du gneiss (Franconi et al., 1975). Le roc domine partout, particulièrement dans la partie supérieure des versants et il est faiblement voilé par les dépôts quaternaires qui se concentrent dans les dépressions et les fonds de vallées (Dionne et Filion, 1984). Dans cette région, la topographie du Bouclier canadien est très irrégulière, avec une succession de vallées et de collines dont les dénivelés peuvent atteindre 300 m (Tremblay, 1975). L’axe des vallées principales est orienté nord/sud.
7 Située dans le sud-est du Bouclier canadien, la région a été recouverte par l’Inlandsis laurentidien lors de la glaciation wisconsinienne. L’orientation des stries indique que le glacier progressait vers le sud-sud-est et le sud (Tremblay, 1975). Au niveau de la déglaciation, un important système morainique, indiquant une halte du glacier, a été daté à environ 10 ka BP (Tremblay, 1975). Dans la région d’étude, ce système morainique correspond au prolongement vers l’ouest du complexe de Manitou-Matamek lequel a été décrit par Dubois (1977). Ce complexe morainique présente un tracé relativement rectiligne à peu près parallèle au trait de côte actuel. Il est séparé en deux segments, un sur les hautes terres laurentidiennes et un second au pied du ressaut laurentidien. Peu après la formation de ce complexe morainique, la fonte du glacier a entraîné la mise en place d’un dépôt de till d’ablation, d’une épaisseur de 1 à 3 m et constitué de blocs et cailloux d’origine précambrienne. Ces blocs et cailloux sont généralement anguleux à sub-anguleux entourés d’une matrice sableuse (Tremblay, 1975).
Suite au retrait de l’Inlandsis, la mer de Goldthwait a envahi la région côtière de basse altitude. La limite marine dans la région est de 129 m et les datations au 14C indiquent que la transgression de la mer de Goldthwait s’est étendue entre 9140 +/- 200 et 6710 +/- 140 années BP (Tremblay, 1975). Les lacs Walker et Pasteur, avec une altitude approximative de 90 m et un profil en auge, correspondent donc à d’anciens fjords.
1.3. Climat
Le climat régional est de type subpolaire subhumide intermédiaire (Proulx et al., 1987) et est donc relativement froid et humide (Dionne et Filion, 1984). D’après les données de la station de Sept-Îles (Environnement Canada, 2013), la température moyenne annuelle est de 0,8C avec une température moyenne du mois le plus froid de -15,3C en janvier et une température moyenne du mois le plus chaud de 15,3C en juillet. Les précipitations annuelles totales sont de 1156 mm avec une fraction nivale d’environ 35%. Les vents dominants proviennent du nord entre les mois de novembre et mars et de l’est entre les mois d’avril et octobre.
8
1.4. Végétation
Au niveau de la végétation, la région d’étude se trouve dans le domaine de la forêt boréale. La végétation est dominée par l’épinette et le sapin qui couvrent la majorité du territoire dans les zones de basses et moyennes altitudes (Franconi et al., 1975). Les assemblages de végétation sont décrits de manière plus précise par Robitaille et Saucier (1998). Selon ces auteurs, le domaine bioclimatique dans la région est celui de la pessière à mousse qui couvre les sites mésiques. Les sites xériques sont colonisés par la pessière noire à cladonies et aulne crispé alors que les sites hydriques sont colonisés par la pessière noire à sphaignes. Finalement, sur les sommets de plus de 650 m d’altitude, la végétation des sites mésiques est remplacée par la sapinière à épinette noire.
9
Chapitre 2
Méthodologie
2.1. Sélection des sitesDes travaux récents portant sur les glissements pelliculaires sur versants rocheux ont été effectués dans les régions de Québec et Charlevoix (Baillargeon, 2013). Ces travaux ont montré la pertinence d’élargir la région d’étude vers l’est pour ainsi couvrir une plus grande portion des Laurentides. La Côte-Nord possède un potentiel intéressant pour étudier les glissements pelliculaires à en juger par leur abondance selon la cartographie de Dionne et Filion (1984). En effet, des analyses préliminaires sur Google Earth ont permis de repérer plusieurs cicatrices de glissements pelliculaires au nord de Port-Cartier. De plus, la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles facilite grandement l’accès aux différents sites par un réseau de routes, de sentiers et d’embarcations sur les lacs.
2.2. Cartographie
La cartographie des glissements pelliculaires a été réalisée dans ArcGIS en utilisant les feuillets numériques de la Base de Données Topographiques du Québec (BDTQ) combinées aux images Google Earth. Les images Google Earth ont été privilégiées puisque les glissements pelliculaires n’apparaissent pas sur les photos aériennes les plus récentes (1999 et 2000). Cette cartographie a permis de mesurer l’orientation et la superficie de huit des neuf cicatrices de glissements, en plus d’en tracer le contour afin de comparer leur morphologie à la classification de Baillargeon (2013). Les feuillets numériques des cartes de dépôts de surfaces ont aussi été ajoutés afin de connaître les types de dépôts mobilisés lors des événements de glissements. Finalement, les photographies aériennes ont été utilisées pour observer la microtopographie en amont des cicatrices de glissements.
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2.3. Travaux de terrain
Les travaux de terrain se sont étendus sur une période de quatre semaines, soit les deux premières semaines du mois de juillet 2011 et les deux dernières semaines du mois d’août 2012. Les sites préalablement identifiés ont été visités et chacun des 9 glissements pelliculaires étudiés a été investigué depuis la base jusqu'au sommet. L'inclinaison des glissements a été mesurée à l'aide d'un télémètre laser TruePulse 200 (Laser Technology inc.) ayant une précision de +/- 30 cm pour les distances et +/- 0,25° pour les inclinaisons. Les mesures d’inclinaison ont été effectuées au centre des cicatrices, en séparant les segments à chaque rupture de pente jugée importante. Finalement, l’échantillonnage d’arbres a aussi été réalisé pour le volet dendrogéomorphologique tel qu’expliqué à la section suivante.
2.4. Échantillonnage et datations dendrogéomorphologiques
Le terme «dendrogéomorphologie» a été introduit par Alestalo (1971) et consiste à l’analyse des réactions de croissance des arbres affectés par des processus géomorphologiques, en utilisant des méthodes dendrochronologiques (Strunk, 1997). De fait, ce domaine de recherche émerge d’un champ de croisement entre la dendrochronologie (dimension temporelle) et l’écologie végétale (dimension biologique) (Filion et Gärtner, 2010). Des études préalables sur des mouvements gravitaires au Québec ont utilisé la dendrogéomorphologie pour la datation des coulées de débris (Jacob, 2001), des coulées de neige liquéfiée (Larocque et al., 2001), des avalanches de neige (Boucher et al., 2003; Dubé et al., 2004; Germain et al., 2005, 2009), des écoulements hyperconcentrés (Ouellet, 2010), des carapaces de glace (Graveline, 2012) et des glissements pelliculaires (Baillargeon, 2013). Des sections transversales ont donc été recueillies sur des conifères vivants présentant des dommages causés par les glissements pelliculaires. Les types de dommages retenus sont les cicatrices d’impact et l’inclinaison de la tige des arbres. Entre 8 et 34 arbres par glissement ont été échantillonnés pour un total de 145 arbres correspondant à 184 sections transversales.
11 Les sections transversales ont d’abord été séchées puis graduellement sablées à la sableuse à ruban, en utilisant des papiers à grains 60, 120 et 320, pour les préparer à l’analyse sous une loupe binoculaire. L’âge des échantillons a été déterminé en interdatant les cernes de croissance sur deux rayons. Par la suite, les cicatrices d’impact ainsi que les séquences de bois de réaction ont été datées.
Les cicatrices d’impact se forment lorsqu’une partie de l’écorce et du cambium de l’arbre est arrachée par du matériel en mouvement. Par la suite, les cernes annuels de croissance subséquents viennent former des bourrelets marginaux, de chaque côté de la cicatrice, qui viennent peu à peu recouvrir la zone affectée. Le bois de réaction se met généralement en place suite à l’inclinaison de la tige de l’arbre pour la redresser. Chez les conifères, le bois de réaction se nomme bois de compression. Il apparaît sur le côté aval de l’arbre affecté et se caractérise par une couleur plus foncée et une excentricité.
Les cicatrices d’impact et les séquences de bois de réaction sont les indicateurs les plus utiles à l’identification des phénomènes géomorphologiques (Filion et Gärtner, 2010). Les cicatrices d’impact se forment directement lors du contact avec le matériel en mouvement. Elles constituent ainsi une réponse immédiate des arbres à une blessure (Schweingruber, 1996). Pour le bois de réaction, bien qu’il puisse se mettre en place avec un certain délai (Stoffel, 2008), il se développe généralement à l’intérieur d’un cerne donné lorsque le mouvement survient pendant la saison de croissance (Filion et Gärtner, 2010). On considère habituellement les séquences de bois de réaction formées d’au moins deux cernes consécutifs (Jacob, 2001; Dubé et al., 2004; Germain et al., 2005; Germain et al., 2009; Filion et Gärtner, 2010), en excluant les 20 premiers cernes de l’analyse (Filion et Gärtner, 2010). La datation des cicatrices d’impact et du bois de réaction s’effectue en comptant le nombre de cernes annuels de croissance formés depuis l’événement, de façon décroissante à partir de l’écorce vers le centre, soit le cœur de l’arbre.
Les dates obtenues pour les dommages (cicatrices d’impact et bois de réaction) ont ensuite été comptabilisées pour chaque glissement sur des histogrammes de fréquences. Les signaux dendrogéomorphologiques les plus forts ont été retenus comme l’année
12
d’occurrence des glissements pelliculaires, en considérant aussi la fourchette d’âge fournie par l’analyse multi-dates des photographies aériennes.
2.5. Données météorologiques
Les données météorologiques ont été recueillies auprès de la Société de Protection des Forêts Contre le Feu (SOPFEU) et Hydro-Québec. Les données de cinq stations météorologiques ont été retenues pour cette étude (tableau 1). Ces stations entourent la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles et sont situées entre 30 km (Toulnustouc vs glissements C et F) et 100 km (Garemand vs glissement A, Moisie vs glissement D) des différents sites (figure 2).
Tableau 1 Liste des stations météorologiques retenues pour cette étude.
Nom de la station Organisme Latitude Longitude Période de couverture
Garemand SOPFEU 51° 06' 41'' 67° 08' 22'' 2001 à 2011 Moisie SOPFEU 50° 34' 23'' 66° 05' 15'' 2002 à 2011 Rivière Toulnustouc Hydro-Québec 50° 42' 31'' 67° 44' 09'' 2005 à 2011 Sainte-Marguerite campement Hydro-Québec 50° 46' 54'' 66° 54' 51'' 2006 à 2011 Lac Sainte-Anne 2 Hydro-Québec 50° 06' 12'' 67° 56' 43'' 2006 à 2011
Puisque les auteurs des études préalables portant sur les glissements pelliculaires mentionnent une relation entre les pluies intenses durant l’été et le déclenchement des glissements pelliculaires, les quantités de précipitations liquides quotidiennes ont été considérées pour les mois de mai à octobre inclusivement.
Les pluies maximales annuelles en 24 heures ont été identifiées dans les données météorologiques et les moyennes ont été calculées pour chaque station. De plus, les pluies correspondantes sur 10 jours (précipitations des neuf jours précédents) ont été comptabilisées. Ces données ont été comparées aux datations dendrogéomorphologiques pour tenter d’identifier des scénarios de précipitations pouvant être responsables du déclenchement des glissements pelliculaires.
13 De manière empirique et après avoir bien analysé les données météorologiques, il semble que les pluies de plus de 50 mm en 24 heures soient relativement intenses pour la région d’étude. Chacune des pluies de 50 mm ou plus en une journée ont été repérées pour l’ensemble de la période de couverture. Ensuite, les pluies quotidiennes des différentes stations météorologiques pour chaque année ayant enregistré de telles pluies ont été représentées sur des graphiques. Ces données ont servi à définir le caractère exceptionnel des scénarios probables pour le déclenchement des glissements pelliculaires.
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Chapitre 3
Résultats
3.1. Caractéristiques géomorphologiques des glissements pelliculaires
3.1.1. Caractéristiques principales des glissements pelliculaires
Les travaux de reconnaissance sur le terrain ont permis de définir les caractéristiques propres aux glissements pelliculaires. D’abord, le matériel affecté par les glissements pelliculaires est composé de la couche de till mince et du couvert forestier qui la recouvre, déposé directement sur le substrat rocheux lisse qui agit comme plan de glissement. Ensuite, les cicatrices de glissements pelliculaires possèdent trois caractéristiques principales. Il s’agit d’une surface rocheuse très lisse (Figure 3) mise à nue par le glissement, une limite franche (trimline) entre la cicatrice de glissement et la forêt avoisinante non-affectée (figure 4) et surtout, une importante accumulation d’arbres morts dans la zone terminale des cicatrices de glissements (figure 5).
Des zones d’érosion et d’accumulation peuvent être identifiées au sein des cicatrices de glissements pelliculaires. La zone d’érosion représente la grande majorité de la surface affectée par un glissement pelliculaire, où le substrat rocheux est exposé. La zone d’accumulation principale se retrouve dans la portion basse de la cicatrice mais des petites accumulations d’arbres morts sont parfois aussi présentes sur les côtés le long de la trimline.
Les cicatrices de glissements pelliculaires peuvent aussi être décrites par leur forme générale. Selon la classification de Baillargeon (2013) (figure 6), les glissements A, B, C, E1, E2, P1 et P2 sont de type linéaire, le glissement D est de type divergent et le glissement F est de type deltoïde.
16
D’autres types de mouvements gravitaires ont aussi été repérés sur les versants de la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles, soit du lessivage torrentiel et des glissements rocheux (figure 7).
Figure 3 Substrat rocheux à poli glaciaire lisse exposé par les glissements pelliculaires en A) dans le glissement D et en B) dans le glissement P1 (Sébastien Baillargeon donne l’échelle).
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Figure 5 Importante accumulation d’arbres morts dans les zones basses des cicatrices de glissements pelliculaires en A) dans le glissement E1 (Sébastien Baillargeon donne l’échelle) et en B) dans le glissement C (EtienneDagenais
Du Fort donne l’échelle).
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Figure 7 Exemple de mouvements gravitaires actifs dans la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles en A) lessivage torrentiel tout juste au sud du site A et en B) glissement rocheux sur la rive ouest du lac Walker.
3.1.2. Typologie des glissements pelliculaires
Les caractéristiques morphologiques des cicatrices de glissements pelliculaires ont été mesurées pour chacun des glissements à l’étude, soit l’orientation, le type de dépôts de surface affecté, la pente moyenne, la longueur totale et la superficie (tableau 2). Pour le glissement F, il n’a pas été possible de définir précisément le type de dépôt de surface et l’orientation, ni de mesurer la superficie. Comme ce glissement n’apparaît pas encore sur les images Google Earth, il n’a pas été possible de le cartographier et de mesurer ces caractéristiques.
Tableau 2 Mesures des différentes caractéristiques des cicatrices de glissements pelliculaires.
Nom Type de dépôt Orientation Pente moyenne (°) Longueur (m) Superficie (m²) A R SO (236°) 22,6 317,2 8080,7 B R et 1A ONO (294°) 28,5 313,1 7325,4 C R et 1A ONO (285°) 29,5 265,7 4077,6 D R ENE (73°) 20,3 442,0 16323,7 E1 R et 1A ONO (287°) 19,3 406,4 11904,0 E2 R et 1AR OSO (258°) 24,7 269,7 6708,6 F ~ R et 1A ~ E (~75° à 100°) 37,0 119,0 non déterminé P1 R SE (126°) 23,6 203,0 3233,2 P2 R SE (126°) 12,3 248,2 3760,8 R : till très mince ou du sol organique recouvrant directement le substrat rocheux
1A : till indifférencié d’une épaisseur moyenne supérieure à 1 m
19 Les cicatrices de glissements pelliculaires sont généralement orientées vers l’ouest ou vers l’est (tableau 2). Ainsi, les glissements A, B, C, E1 et E2 ont affecté les versants face à l’ouest alors que les glissements D, F, P1 et P2 ont affecté les versants face à l’est.
Le type de dépôt de surface mobilisé par les glissements pelliculaires est essentiellement du till d’une épaisseur variable, souvent très mince dans la région d’étude (figure 8). Les cartes de dépôts de surface indiquent que les glissements A, D, P1 et P2 se sont produits exclusivement dans du till très mince ou du sol organique recouvrant directement le substrat rocheux (dépôt de type R). La même chose s’est produit du côté du glissement C, à l’exception de l’extrémité avale (environ 1/8) qui a affecté un dépôt de till indifférencié d’une épaisseur moyenne supérieure à 1 m (dépôt de type 1A). Les glissements B et E1 se sont produits dans du till très mince ou du sol organique sur le tiers ou la moitié amont et dans du till indifférencié d’une épaisseur moyenne supérieure à 1 m dans leur partie avale. Il en est de même pour le glissement E2 sauf que les deux tiers avals de la cicatrice ont plutôt affecté un dépôt de till indifférencié d’une épaisseur moyenne variant entre 25 cm et 1 m (dépôt de type 1AR). Les glissements pelliculaires arrachent presqu’entièrement la couche de matériel meuble et le couvert forestier qui le recouvre, ne laissant dans les cicatrices de glissements que quelques lambeaux de sol résiduel.
Les pentes moyennes mesurées pour les cicatrices de glissements pelliculaires se situent en général entre 20° et 30° (glissements A, B, C, D, E2 et P1). La pente moyenne du glissement E1 se situe tout juste sous ces valeurs avec 19,3° alors que le glissement P2 a la pente moyenne la plus faible avec 12,3° et le glissement F possède la pente moyenne la plus forte avec 37°. Les mesures de segments de pentes sont très variables à l’intérieur des cicatrices de glissements pelliculaires. Malgré cette variabilité microtopographique, les profils longitudinaux (figures 9 à 17) permettent d’observer que les pentes sont plutôt régulières, avec quelques replats et sections plus raides ainsi que des convexités et des concavités locales. Seul le glissement C possède un profil concave bien marqué. Pour le glissement D, un promontoire rocheux est présent au centre de la cicatrice de glissement (figure 18) ce qui a probablement forcé le matériel déplacé par le glissement à le contourner pour former deux chenaux distincts.
20
La longueur moyenne des cicatrices de glissements pelliculaires est de 287,1 m. Le plus court est le glissement F avec une longueur totale de 119,1 m alors que le plus long est le glissement D avec une longueur totale de 442,0 m. Les glissements à l’étude se sont tous arrêtés en pied de versant où la pente devient nulle, soit dans le fond des vallées ou directement dans les lacs. Aucun des glissements n’a atteint d’infrastructures comme les routes, le chemin de fer Cartier ou les lignes électriques.
La superficie moyenne des cicatrices de glissements pelliculaires est de 7676,8 m². La plus petite superficie est de 3233,2 m² pour le glissement P1 et la plus grande superficie est de 16323,7 m² pour le glissement D.
Au niveau de la géomorphologie, l’analyse des photographies aériennes a permis d’identifier un facteur qui favorise le déclenchement des glissements pelliculaires. En effet, des petites zones de concentration d’eau de pluie, comme des micros vallées ou des micros bassins versants, ont été repérées en amont de plusieurs (6/9) cicatrices de glissements (figures 19 à 26). Selon les cartes topographiques, ces petites zones de concentration de l’eau de pluie ne sont pas occupées par des cours d’eau. En effet, aucun cours d’eau n’est associé aux cicatrices de glissements pelliculaires.
3.1.3. Dynamique des cicatrices de glissements pelliculaires
En mettant à nu le substrat rocheux lisse, les glissements pelliculaires le soumettent aux agents d’altération atmosphériques qui participent à la nouvelle dynamique géomorphologique. Des indices photographiés sur le terrain montrent que des processus opèrent au sein des cicatrices de glissements pelliculaires suite au retrait du couvert forestier. Les processus gravitaires identifiés sont du ruissellement de l’eau de pluie, des chutes de blocs et de galets ainsi que des petites avalanches de neige. Au niveau du ruissellement, le pouvoir érosif de l’eau agit de deux façons dans les cicatrices de glissement. Premièrement, elle retire continuellement les particules fines en les entraînant vers le bas de la pente (figure 27). Cette érosion constante de la surface rocheuse limite grandement la formation d’un nouveau sol à certains endroits, tandis qu’à d’autres, les
21 particules s’accumulent au sein de crevasses, de petites dépressions ou à des endroits où l'écoulement est perturbé par un obstacle. Deuxièmement, le ruissellement libère des galets présents dans les lambeaux de sol résiduels en retirant graduellement la matrice du till (figure 28). Les chutes de blocs et de galets mobilisent des fragments de roches présents dans les cicatrices de glissements pelliculaires. Le matériel déplacé provient en partie des lambeaux de sol lessivés par l’eau de ruissellement mais aussi de la gélifraction de la roche (figure 29). Comme ces blocs et ces galets sont en position instable sur le substrat rocheux lisse, ils sont susceptibles d’être entraînés vers le bas de la pente par la gravité. Finalement, des petites avalanches de neige se produisent durant l’hiver et le printemps dans les zones affectées par les glissements pelliculaires (figure 30). Elles se produisent généralement dans la partie supérieure des cicatrices de glissements, sur les escarpements rocheux dénudés de végétation.
Une dynamique forestière s’installe également dans les cicatrices de glissements pelliculaires puisque ceux-ci arrachent complètement le couvert forestier sur leur passage. Par la suite, les espèces pionnières viennent peu à peu recoloniser les zones affectées. Les travaux sur le terrain ont montré que le bouleau blanc est le premier à s’installer. Certaines cicatrices de glissements sont déjà partiellement recolonisées (A, B, C, D, E1 et E2) alors que d’autres sont encore presque complètement dépourvus de végétation (F, P1, P2) (figure 31). La recolonisation par la végétation s’effectue d’abord dans la zone de dépôt en aval des cicatrices de glissements, dans les lambeaux de sol résiduel et dans les petites dépressions où s’accumulent les sédiments acheminés par l’eau de ruissellement (figure 32).
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Figure 8 Dépôt de surface très mince dans la région d’étude et recouvrant le substrat rocheux à poli glaciaire très lisse (le protecteur de chaîne donne l’échelle, il mesure environ 40 cm).
23
Figure 10 Profil longitudinal du glissement B.
24
Figure 12 Profil longitudinal du glissement D.
25
Figure 14 Profil longitudinal du glissement E2.
26
Figure 16 Profil longitudinal du glissement P1.
27
Figure 18 Promontoire rocheux au centre de la cicatrice du glissement D qui a forcé le glissement à se séparer en deux chenaux distincts.
Figure 19 Cartographie du glissement pelliculaire A sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés.
28
Figure 20 Cartographie du glissement D sur laquelle une zone de concentration de l’eau de pluie est présente au sommet.
Figure 21 Cartographie du glissement pelliculaire E1 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés.
29
Figure 22 Cartographie du glissement pelliculaire E2 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés.
Figure 23 Cartographie du glissement pelliculaire P1 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés.
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Figure 24 Cartographie du glissement pelliculaire P2 sur laquelle un micro-bassin versant approximatif et une zone de concentration de l’eau de pluie sont représentés.
Figure 25 Cartographie du glissement pelliculaire B sur laquelle il n’y a pas de zone de concentration de l’eau de pluie au sommet.
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Figure 26 Cartographie du glissement pelliculaire C sur laquelle il n’y a pas de zone de concentration de l’eau de pluie au sommet.
Figure 27 en A) le ruissellement s’écoule à la surface du roc dans le glissement E1 (SébastienBaillargeon donne l’échelle) et en B) le ruissellement lessive les sédiments et les entraîne vers le bas de la pente du glissement D ou ils
32
Figure 28 Le ruissellement lessive la matrice du till pour déloger des blocs et des galets en les laissant en position instable à la surface du roc dans le glissement C (l’étui de caméra donne l’échelle, il mesure 12 cm).
Figure 29 En A et B) dégagement de blocs par gélifraction dans le substrat rocheux exposé par les glissements pelliculaires (A, le sac à dos donne l’échelle; B, Sébastien Baillargeon donne l’échelle), en C) des blocs et des galets
33
Figure 30 Petites avalanches de neige dans les cicatrices de glissements pelliculaires étudiées par Baillargeon (2013), en A) avalanche à départ ponctuel durant l’hiver dans le parc de la rivière Jacques-Cartier et en B) ligne de
fracture au sommet d’une avalanche de neige mouillée au printemps dans le parc des Grands-Jardins.
Figure 31 Exemples de recolonisation végétale (bouleau blanc) dans les cicatrices de glissements pelliculaires en A) recolonisation présente dans la cicatrice du glissement C, en B) aucune recolonisation dans la cicatrice de glissement P1, en C) recolonisation abondante dans la cicatrice de glissement B (Sébastien Baillargeon donne l’échelle) et en D) recolonisation très faible dans la zone terminale du glissement P1 (la casquette donne l’échelle).
34
Figure 32 Régénération dans les cicatrices de glissements pelliculaires, en A) dans les zones terminales des glissements (Sébastien Baillargeon donne l'échelle) et en B) dans les fissures et dépressions où peuvent s'accumuler
les sédiments.
3.2. Datations des glissements pelliculaires
Avant même d’entreprendre les datations dendrogéomorphologiques, les couvertures multi-dates de photographies aériennes avaient permis d’établir des intervalles de temps au cours desquels se sont produits les glissements pelliculaires. Aucun des glissements pelliculaires à l’étude n’apparaît sur les photos aériennes les plus récentes. Les glissements sont donc postérieure à l’année de prise de ces photos ce qui indique un âge maximum. Les glissements A, B, C, D, F, P1 et P2 se sont produits après 1999 alors que les glissements E1 et E2 se sont produits après 2000.
L’analyse des sections transversales prélevées au sein des neuf cicatrices de glissements pelliculaires à l’étude couvre une période de 81 ans, soit de 1930 à 2011. Bien que certains arbres échantillonnés soient plus vieux que 1930, cette date permet d’englober l’ensemble des dommages qu’ils ont enregistré. Aussi, les arbres de certains glissements ont été échantillonnés en 2012 (C, D, E1, E2, F) mais le dernier cerne (2012) n’a alors pas été considéré. Les analyses dendrogéomorphologiques basées sur les cicatrices d’impacts et de séquences de bois de réaction permettent de mettre en relief les années durant lesquelles se sont produits des événements de glissements pelliculaires. Les années retenues sont celles
35 où les dommages enregistrés par les arbres (cicatrices d’impact et bois de réaction) sont maximales. Les signaux dendrogéomorphologiques principaux enregistrés par les arbres témoins sont très élevés, à la fois pour les cicatrices d’impact et pour le bois de réaction, variant entre 25 et 75 % (Tableau 3). Pour les glissements B, C, E1 et E2 le signal principal pour les cicatrices d’impacts est daté de 2003 et pour le bois de réaction, en 2004 (figures 33 à 36). Le même genre de signal est observé pour le glissement A mais avec en plus des signaux de cicatrices d’impact aussi élevée qu’en 2003 pour les années 2004 et 2007 (figure 37). Pour ces cinq glissements, les cicatrices d’impact montrent qu’elles se sont formées après la saison de croissance alors que les cellules de bois final étaient en place (figure 38). Les séquences de bois de réaction associées se sont donc mises en place dès le printemps 2004. Pour le glissement D, le signal principal est en 2006, à la fois pour les cicatrices d’impact et les séquences de bois de réaction (figure 39). Les cicatrices d’impact sur les arbres de ce glissement indiquent qu’il s’est produit au cours la saison de croissance, durant la formation du bois initial (figure 40), ce qui a laissé le temps aux séquences de bois de réaction de commencer à se former la même année. Pour les glissements P1 et P2, la majorité des cicatrices d’impact se sont formées en 2008 (figure 41 et 42), après la formation des cellules de bois final (figure 43). Les signaux principaux pour les séquences de bois de réaction sont en 2009, avec un signal aussi élevé en 1981 pour le glissement P2. Le glissement F indique le même genre de couplet de signaux que les autres glissements (à l’exception du glissement D), c’est-à-dire un signal principal pour les cicatrices d’impact en 2010 et pour le bois de réaction en 2011 (figure 44). Les cicatrices d’impact se sont mises en place alors que le bois final de 2010 était complètement formé (figure 45).
Outre les signaux dendrogéomorphologiques principaux, d’autres dommages ont été enregistrés par les arbres échantillonnés. Les séquences de bois de réaction se sont presqu’exclusivement formées avant les événements majeurs alors que les cicatrices d’impact se sont mises en place autant avant qu’après les signaux principaux, selon les glissements. Ainsi, les arbres des glissements D, F et P1 présentent plus de cicatrices d’impact avant le signal principal, les arbres des glissements B, C et P2 présentent plus de cicatrices d’impact après le signal principal alors que les cicatrices d’impact sur les arbres des glissements A et E2 sont réparties de part et d’autre du signal principal. Dans ces cas,
36
les signaux sont généralement faibles (autour de 10%), sauf lorsqu’ils sont amplifiés aux années plus anciennes à cause du faible nombre d’arbres échantillonnés qui vivant à cette période. Pour les séquences de bois de réaction seuls les arbres des glissements D (1936, 19%; 1969, 13% et 1999, 9%), P1 (1969, 30%) et P2 (1969, 23% et 1981, 38%) ont enregistré des signaux un peu plus importants alors que trois ou quatre arbres ont été inclinés lors de ces années. Pour leur part, les dommages enregistrés après les dates de glissements pelliculaires sont plus significatifs, comme c’est le cas pour les cicatrices d’impact dans les glissements A (2004, 25%; 2007, 25%), B (2004, 21%; 2005, 16%) et C (2004, 14%) par exemple.
Tableau 3 Échantillonnage dendrogéomorphologique des glissements pelliculaires et signaux principaux pour les cicatrices d’impact et les séquences de bois de réaction.
Nombre Nombre de Pourcentage Nombre de Pourcentage
Glissements d'arbres cicatrices Années de réponse (%) séquences de Années de réponse (%)
échantillonnés d'impact bois de réaction
A 12 3 2003 25 9 2004 75 B 19 9 2003 47 12 2004 63 C 22 6 2003 27 16 2004 73 D 34 22 2006 65 9 2006 26 E1 14 10 2003 71 8 2004 57 E2 12 3 2003 25 8 2004 67 F 8 5 2010 63 3 2011 38 P1 11 6 2008 55 4 2009 36 P2 13 9 2008 69 5 2009 38
37
Figure 33 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement B.
38
Figure 35 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement E1.
39
Figure 37 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement A.
Figure 38 La section transversale E2_10 représentant le cerne complet de 2003 avec bois final et le cerne de 2004 qui vient immédiatement former le bourrelet marginal en début d’année.
40
Figure 39 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement D.
Figure 40 La section transversale D_15 représentant le cerne de 2006 au cours duquel la cicatrice d’impact s’est produite durant la formation du bois initial.
41
Figure 41 Résultats dendrogéomorphologiques pour le glissement P1.
42
Figure 43 La section transversale P2_11A représentant le cerne complet de 2008 avec bois final et le cerne de 2009 qui vient immédiatement former le bourrelet marginal en début d’année.
43
Figure 45 La section transversale F_6 représentant le cerne complet de 2010 avec bois final et le cerne de 2011 qui vient immédiatement former le bourrelet marginal en début d’année.
3.3. Données météorologiques
Les pluies journalières maximales aux différentes stations (figures 46 à 50) montrent une grande variabilité inter-annuelle pour la période d’étude. La pluie journalière maximale la plus faible est de 24 mm (30/08/2011, station Toulnustouc) et la pluie journalière maximale la plus forte est de 99,6 mm (28/07/2003, station Garemand). Ces précipitations sont parfois accompagnées d’une grande quantité de pluie les jours précédents. Certaines de ces précipitations (un jour) sont nettement supérieures aux moyennes par station, comme en 2003, 2005, 2010 à la station Garemand, en 2003, 2006, 2008, 2010 à la station Moisie, en 2008 et 2010 à la station Lac Anne 2 et en 2010 aux stations Toulnustouc et Sainte-Marguerite campement.
44
Figure 46 Précipitations journalières maximales à la station Garemand, la moyenne est de 51 mm.
Figure 47 Précipitations journalières maximales à la station Moisie, la moyenne est de 54 mm.
0 20 40 60 80 100 120 140 13 -05 -20 01 06 -07 -20 02 28 -07 -20 03 4- 05-200 4 1- 09-200 5 28 -07 -20 06 12 -09 -20 07 15 -09 -20 08 26 -08 -20 09 5- 09-201 0 22 -08 -20 11 Pl u ie (m m ) précipitations 1 jour précipitations 10 jours moyenne 1 jour 0 20 40 60 80 100 120 140 160 5- 08-200 2 16 -10 -20 03 14 -08 -20 04 1-09 -20 0 5 13 -10 -20 06 16 -07 -20 07 27 -10 -20 08 27 -06 -20 09 4- 05-201 0 29 -08 -20 11 Pl u ie (m m ) précipitations 1 jour précipitations 10 jours moyenne 1 jour
45
Figure 48 Précipitationsjournalières maximales à la station Toulnustouc, la moyenne est de 37 mm.
Figure 49 Précipitations journalières maximales à la station Sainte-Marguerite campement, la moyenne est de 45 mm. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 22 -08 -20 05 20 -09 -20 06 16 -09 -20 07 8- 06-200 8 28 -07 -20 09 5-09 -20 1 0 30 -08 -20 11 P lu ie (m m ) précipitations 1 jour précipitations 10 jours moyenne 1 jour 0 20 40 60 80 100 120 140 160 20 -06 -20 06 13 -09 -20 07 3- 10-200 8 20 -06 -20 09 5- 09-201 0 23 -08 -20 11 P lu ie (m m ) précipitations 1 jour précipitations 10 jours moyenne 1 jour
46
Figure 50 Précipitationsjournalières maximales à la station Lac Sainte-Anne 2, la moyenne est de 38 mm.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 30 -09 -20 06 09 -08 -20 07 09 -07 -20 08 28 -07 -20 09 5- 09-201 0 30 -07 -20 11 Pl u ie (m m ) précipitations 1 jour précipitations 10 jours moyenne 1 jour
47 Durant la période d’étude, des pluies de plus de 50 mm en 24 heures ont été enregistrées à 22 reprises aux différentes stations (tableau 4). Elles ne surviennent pas à chaque année mais elles peuvent être enregistrées jusqu’à trois fois dans une même année à une même station (figures 51 à 53). Ces précipitations peuvent se produire autant au printemps, à l’été qu’en automne.
Tableau 4 Pluies de plus de 50 mm en 24 heures à chacune des stations pour l’ensemble de la période de couverture.
Stations Dates Précipitations 1 jour (mm) Précipitations 10 jours (mm)
Garemand 2002-07-06 54,8 73,4 Garemand 2003-07-28 99,6 133,2 Garemand 2003-09-29 95,4 146,4 Garemand 2004-05-04 53,0 76,2 Garemand 2005-09-01 63,4 70,8 Garemand 2010-09-05 71,0 110,0 Moisie 2003-10-03 52,8 75,2 Moisie 2003-10-16 74,2 76,2 Moisie 2003-10-30 54,6 91,8 Moisie 2005-09-01 50,0 71,2 Moisie 2006-09-30 75,4 97,0 Moisie 2006-10-13 82,0 88,2 Moisie 2008-09-15 61,8 99,2 Moisie 2008-10-27 72,2 105,2 Moisie 2008-10-29 56,8 197,6 Moisie 2009-06-27 50,0 59,2 Moisie 2010-05-04 68,0 74,1 Rivière Toulnustouc 2010-09-05 76,8 143,0 Sainte-Marguerite 2010-09-05 77,3 130,6 Lac Sainte-Anne 2 2008-07-09 50,6 90,1 Lac Sainte-Anne 2 2010-07-06 50,0 93,7 Lac Sainte-Anne 2 2010-09-05 57,7 89,0
48
Figure 51 Précipitations quotidiennes entre les mois de mai et octobre à la station Garemand pour les années ayant enregistré des précipitations de plus de 50 mm en 24 heures.
49
Figure 52 Précipitations quotidiennes entre les mois de mai et octobre à la station Moisie pour les années ayant enregistré des précipitations de plus de 50 mm en 24 heures.
50
Figure 53 Précipitations quotidiennes entre les mois de mai et octobre aux stations Toulnustouc, Sainte-Marguerite campement et Lac Sainte-Anne 2 pour les années ayant enregistré des précipitations de plus de 50 mm en 24
51
Chapitre 4
Discussion
4.1. Caractéristiques physiques4.1.1. Emplacement des glissements pelliculaires sur les versants
Les auteurs des études préalables traitant des glissements pelliculaires ont parfois tenté d’expliquer pourquoi ce type de glissement se produit à un endroit précis sur un versant plutôt qu’à un autre. Les aspects physiques décrits par ces auteurs concernaient principalement l’orientation des versants, l’inclinaison des pentes et la microtopographie.
L’orientation des vallées principales dans la Réserve faunique de Port-Cartier-Sept-Îles est dictée par la structure géologique de la région. Comme les vallées sont principalement orientées nord/sud, la majorité des versants sont généralement face à l’est ou l’ouest. Ainsi, cinq des glissements à l’étude se sont produits sur des versants face à l’ouest (A, B, C, E1, E2) et quatre autres se sont produits sur des versants face à l’est (D, F, P1, P2). Ces observations ne permettent pas de définir une orientation préférentielle pour le déclenchement des glissements pelliculaires pour la région d’étude. Certains auteurs avaient mentionné que ce type de glissements se produirait surtout sur des versants sud-est (Bogucki, 1977) et est (Baillargeon, 2013) alors que d’autres auteurs (Hull et Scott, 1982) ont affirmé qu’ils peuvent se produire indépendamment de l’orientation des versants. Pour la région d’étude, il semble que l’orientation des versants ne soit pas un facteur déterminant dans le déclenchement des glissements pelliculaires.
Les profils longitudinaux produits à partir des mesures précises d’inclinaison n’ont révélé aucun trait caractéristique sur les pentes des versants affectés par les glissements pelliculaires à l’étude. Les pentes moyennes sont modérées pour l’ensemble des glissements, à l’exception du glissement P2 qui a une pente faible (12°) et du glissement F qui a une pente forte (37°). Ces mesures concordent avec celles de Bogucki (1977) qui mentionne un intervalle entre 17° et 44° pour les debris slides dans les Adirondacks. Par
