ANNEXE A

RECOMMANDATIONS DU COMITÉ ORGANISATEUR DE L'ATELIER SUR LA MODÉLISATION DE LA RIVIÈRE PETITCODIAC ET DE SON ESTUAIRE

RECOMMANDATIONS DU COMITÉ ORGANISATEUR DE L'ATELIER SUR LA MODÉLISATION DE LA RIVIÈRE PETITCODIAC ET DE SON ESTUAIRE
[tel que soumis au promoteur du processus d'évaluation de l'impact sur l'environnement]

Moncton (Nouveau-Brunswick) Canada

Du 3 au 5 mars 2002

Un atelier visant à discuter de la faisabilité du point de vue technique et du rapport coût?efficacité de la modélisation des mécanismes hydrodynamiques et sédimentaires afin d'évaluer les caractéristiques futures de la rivière Petitcodiac et de son estuaire a eu lieu à l'hôtel Beauséjour de Moncton (Nouveau-Brunswick) du 3 au 5 mars 2002. L'atelier était organisé par Environnement Canada et Pêches et Océans Canada, avec la collaboration du ministère des Transports et du ministère de l'Environnement et des Gouvernements locaux du Nouveau-Brunswick; y participaient plus de 65 personnes, notamment des scientifiques spécialistes des estuaires du Canada, des États?Unis, de la Grande-Bretagne, de la Belgique et du Danemark, des scientifiques gouvernementaux et d'autres observateurs.

L'atelier comportait des présentations et des discussions entre des ingénieurs et des scientifiques invités à partager leur expertise sur les aspects physiques des rivières et estuaires, et à recommander la façon de mieux étudier et prévoir l'écoulement de l'eau, le comportement des sédiments et les autres mécanismes physiques selon divers scénarios. Les scientifiques et les ingénieurs ont exprimé diverses opinions concernant la modélisation et la collecte de données connexe. Les opinions et suggestions formulées au cours de l'atelier reflètent les divers horizons scientifiques et techniques, les différentes expériences avec la modélisation numérique et la collecte de données et les connaissances variées des participants concernant l'estuaire et la rivière Petitcodiac. La plupart des scientifiques en visite à Moncton étaient d'accord sur le fait que la combinaison de marées très hautes, de températures froides et d'une forte concentration de sédiments présente des difficultés uniques pour la modélisation, qui ne se retrouvent nulle part ailleurs dans le monde.

Durant l'atelier, les scientifiques et les ingénieurs ont exprimé diverses opinions concernant la modélisation et la collecte de données connexe. Les opinions et suggestions formulées au cours de l'atelier reflètent les divers horizons scientifiques et techniques, les différentes expériences avec la modélisation numérique et la collecte de données et les connaissances variées des participants concernant l'estuaire et la rivière Petitcodiac. Malgré les différences d'opinions formulées, les membres du comité organisateur considèrent que l'on peut tirer certaines conclusions générales et recommandations à partir des résultats de la rencontre.

Points de convergence entre tous les participants à l'atelier

  • Nous avons des lacunes très importantes au chapitre des données de base, notamment sur les marées, les courants, la salinité, les propriétés des sédiments (granulométrie et force de cisaillement, en plus des autres caractéristiques chimiques et biophysiques), le régime de glaces et les mécanismes d'érosion.
  • La combinaison de marées très fortes, de températures froides et de la forte concentration de sédiments présente des difficultés uniques dans la compréhension et la modélisation éventuelle des mécanismes physiques.
  • Les conditions et mécanismes physiques se produisant pendant les mois d'hiver, principalement l'effet des glaces sur la morphologie du chenal, sont mal connus, mais il faut en tenir compte dans l'évaluation environnementale d'un projet proposé.
  • Pour comprendre les effets à distance ainsi que les effets locaux, il peut être nécessaire de prendre en compte la totalité du système estuarien et fluvial et des mécanismes océanographiques prenant place dans la baie de Fundy et le golfe du Maine.
  • Une équipe multidisciplinaire formée d'experts en ingénierie et de scientifiques serait nécessaire afin de mieux comprendre le système unique que forment la rivière et l'estuaire de la Petitcodiac.
  • On devrait utiliser des approches simples pour acquérir une compréhension fondamentale du système estuarien avant d'envisager l'emploi d'analyses ou de méthodes plus complexes.
  • Il faudrait enrichir la base de connaissances portant sur les systèmes estuariens à très grandes marées par la publication des données et des résultats d'études.

Conclusions du comité organisateur

Les membres du comité organisateur ont tiré les conclusions ci?dessous, auxquelles ils souscrivent à l'unanimité.

  • La compréhension des changements physiques se produisant tout au long de l'année est essentielle si l'on veut évaluer les conditions environnementales qui existent présentement ou existeraient si des changements étaient apportés à la chaussée et/ou à ses vannes.
  • Le lien entre les caractéristiques hydrodynamiques et les sédiments dans les zones de boues fluides est mal compris.
  • La collecte de nouvelles données est essentielle si l'on veut combler les graves lacunes actuelles en informations disponibles sur les marées, les courants, les propriétés des sédiments, le régime de glaces et les caractéristiques de la colonne d'eau. Quels que soient le type et la portée des futurs efforts de modélisation, une collecte de données additionnelles serait nécessaire afin d'évaluer adéquatement les impacts éventuels sur l'environnement de tout changement proposé à la gestion de la chaussée de la Petitcodiac.
  • Puisque les données existantes relatives aux mécanismes physiques peuvent servir à l'atteinte d'une meilleure compréhension des mécanismes estuariens, elles devraient être synthétisées et examinées de façon à améliorer le niveau de compréhension du régime estuarien de la Petitcodiac. On devrait ajouter les nouvelles données à la base de connaissances existante à mesure que l'on recueillera ces renseignements.
  • Comme première étape, l'élaboration de modèles théoriques des différents mécanismes fournirait des indications utiles pour la planification et la tenue de la collecte des données ainsi que de la modélisation numérique.
  • La modélisation numérique serait un outil efficace en vue de l'évaluation de l'impact sur l'environnement pour la rivière Petitcodiac et son estuaire, mais il faudrait recueillir des données supplémentaires et comprendre les interactions entre les caractères hydrodynamiques et les sédiments dans des milieux dont l'indice de turbidité est très élevé.
  • Si elle était fondée sur des objectifs et des critères d'analyse valides d'un point de vue scientifique, l'ouverture expérimentale des vannes existantes dans le barrage?chaussée pourrait fournir des occasions d'acquérir des données additionnelles aux fins de la modélisation. Ces expériences ne devraient être menées que si des dispositions adéquates sont prises pour la collecte de données.
  • Tout changement prévu ou apporté au pont-chaussée de la rivière Petitcodiac nécessitera une surveillance continue, ainsi qu'une modélisation et une évaluation appropriées.

Recommandations du comité organisateur

D'après les résultats de l'atelier sur la modélisation de la rivière Petitcodiac et de son estuaire, tel qu'interprétés par les membres du comité organisateur (qui possèdent collectivement une expérience considérable de la rivière Petitcodiac et de son estuaire), on a formulé les recommandations ci?dessous.

  1. Un plan stratégique décrivant l'approche d'étude globale devrait être préparé et adopté, prévoyant notamment une approche graduelle et progressive de collecte de données et de modélisation. On devrait adopter une approche par étapes comportant des activités de collecte de données et de modélisation, de façon que les données puissent être utilisées pour modifier et améliorer les efforts de modélisation subséquents.
  2. L'expertise et les ressources disponibles devraient converger vers la synthèse des renseignements existants afin d'amorcer le processus d'élaboration de modèles théoriques pour l'estuaire (voir le tableau 1).
  3. La collecte des données de référence sur les niveaux de l'eau et sur les coupes transversales du chenal de la rivière devrait se poursuivre.
  4. La collecte des données préliminaires et la mise à l'essai des équipements et approches de collecte de données (voir le tableau 2) devraient être réalisées avant la finalisation du cadre de référence pour une évaluation détaillée des travaux de modélisation.
  5. On devrait lancer un grand programme d'acquisition de données afin de mieux comprendre les caractéristiques de base des éléments suivants : marées, courants, sédiments et leurs propriétés, régime de glaces, et caractéristiques physiques, chimiques et biologiques standard de la colonne d'eau et de la couche benthique de l'estuaire et de la rivière durant chacune des saisons de l'année. Ce programme devrait être harmonisé avec le plan stratégique.
  6. On devrait utiliser différents modèles à des niveaux de complexité appropriés selon les questions auxquelles il faut répondre. Les approches de modélisation devraient évoluer, partant de modèles simples à des modèles plus complexes, s'il y a lieu. Une approche progressive comportant la collecte et l'interprétation des données en vue de modifier et d'améliorer les efforts de modélisation subséquents devrait être envisagée.
  7. Des conditions limites devraient être définies clairement, qui seraient vraisemblablement différentes pour les divers modèles élaborés afin de résoudre des problèmes particuliers.
  8. Comme première étape, on devrait envisager une approche fondée sur le bilan massique (modèles théoriques), suivie d'un modèle hydrodynamique unidimensionnel. Il faudrait mettre en place ce modèle avant de faire toute autre modélisation plus détaillée de l'aspect hydrodynamique, des sédiments ou de la qualité de l'eau.
  9. Un modèle hydrodynamique unidimensionnel s'étendant du côté océanique entre Salisbury et le cap Hopewell devrait être envisagé avant toute autre modélisation plus détaillée de l'aspect hydrodynamique, des sédiments ou de la qualité de l'eau.
  10. Le promoteur du processus d'évaluation de l'impact sur l'environnement devrait examiner différentes approches de modélisation ainsi que les suggestions présentées au tableau 3, sachant qu'une nouvelle collecte de données est essentielle pour la modélisation, et que cette modélisation est un outil important pour l'interprétation des données en vue des scénarios futurs.
  11. On devrait établir un dépôt central pour le partage des données et de l'information. Ce dépôt constituerait un outil important pour le processus d'évaluation environnementale et pour répondre aux demandes de renseignements à caractère scientifique sur une base continue relativement à la rivière Petitcodiac et à son estuaire.

Le présent rapport est déposé au nom des membres du comité organisateur de l'atelier sur la modélisation de la Petitcodiac.

Tableau 1 : Possibilités d'analyse plus poussée des données existantes

Analyses Commentaires Coûts et priorité
Photographie aérienne et télédétection
Numériser les photographies aériennes afin de produire des profils de rivage numériques aux fins de comparaison. Cela comprend le levé de 1945 de la Petitcodiac à partir du bassin d'amont jusqu'à la baie de Shepody et le levé de 1965 de la baie de Shepody. 10 000 $ à 30 000 $;2 moisFaible coût / priorité moyenne
Coupes transversales de la rivière
Convertir les levés antérieurs de Gunningsville en coordonnées x y z, et faire des estimations des sections d'écoulement et des volumes de sédiments. Renseignements nécessaires pour l'évaluation et la modélisation futures Coût moyen / priorité moyenne
Registres de l'exploitation des vannes
Analyser les registres de l'exploitation des vannes et des niveaux d'eau. On devrait transférer les données des registres de l'exploitation des vannes sur des tableurs électroniques pour en faciliter l'analyse.Cette mesure serait vraisemblablement très utile aux fins de la modélisation. Coût global de l'ordre de 4 000 $ à 6 000 $Faible coût / priorité élevée
Registres des niveaux d'eau
Niveaux d'eau Analyser les données sur les niveaux d'eau en aval du barrage-chaussée afin de dégager les caractéristiques des marées.Analyser les données sur les niveaux d'eau en amont de la chaussée. Faible coût / priorité moyenne

Tableau 2 : Besoins immédiats en collecte de données

Proposition Commentaires Priorité et coûts
Marées et courants
Une station de jaugeage des marées aux rochers Hopewell Nécessaire pour la modélisation future. Coût d'environ 25 000 $Coût moyen / priorité élevée
Vitesse du courant mesurée à partir du pont Gunningsville Coût moyen / priorité moyenne
Caractéristiques océanographiques de base de la colonne d'eau
Physiques -- turbidité, température, salinité, solides en suspension, etc Nécessaires pour la modélisation. Il faut d'abord tester l'équipement dans les eaux à forte turbidité, à courant rapide et à hautes marées de la Petitcodiac. Coût d'environ 15 000 $Faible coût / priorité élevée
Propriétés biochimiques - algues, zooplancton, éléments nutritifs, bactéries, etc. Coût inconnu / priorité moyenne
Sédiments et propriétés des sédiments
Analyses sur le terrain et en laboratoire des caractéristiques des sédiments Nécessaires pour la modélisation. Profil, interface et essais requis.Caractéristiques de base des sédiments - taux de floculation, viscosité, taille des grains, force de cisaillement, etc.Nécessaires avant l'engagement d'un modélisateur Coût inconnuPourrait être de l'ordre de 30 000 $.
Coupes transversales
Levé par coupes transversales Il faut faire un levé afin de comprendre et de mesurer le volume de sédiments évacués en période de crues. Ce levé devrait être effectué à marée haute (dernière semaine d'avril en 2002). Envisager l'utilisation du système LIDAR. Coût inconnu.
Niveaux d'eau
Niveaux d'eau Envisager l'emploi de la télémétrie cellulaire et de satellites pour les stations existantes afin de réduire les risques de perte de données.Envisager l'installation future d'une nouvelle échelle de niveau d'eau aux vannes pour aider à améliorer la consignation des données sur l'exploitation des vannes. Coût moyen, grande utilité et priorité élevée

Tableau 3 : Modélisation suggérée pour évaluer les changements résultant de modifications à l'exploitation des vannes ou de l'ouverture du barrage?chaussée de la Petitcodiac

Proposition Type de modèle Commentaires
Modélisation initiale suggérée
Données de base Modèle théorique " Modèles emboîtés " nécessaires avant de faire la modélisation numérique ou physique; fondamentalement, la première étape de tout effort de modélisation
Océanographie de la baie de Fundy Pour évaluer les mouvements généraux des marées et des courants.
Hydrodynamique Modèle unidimensionnel menant à un modèle bidimensionnel horizontal Faire l'étalonnage en fonction de la rugosité. Utiliser une grille à maille fine dans le secteur d'intérêt.
Modélisation subséquente possible
Qualité de l'eau Modèle unidimensionnel Pourrait être complémentaire de la modélisation hydrodynamique.
Départ des glaces et embâcles Modèle unidimensionnel Envisager l'étude de tronçons de la rivière délimités en fonction des marées et en fonction de facteurs autres que les marées.
Mascaret Au moins un modèle bidimensionnel horizontal Il faudrait plus de données de terrain; phénomène difficile à modéliser.
Érosion, dépôt et transport des sédiments; érosion des berges Modèle bidimensionnel vertical pouvant déboucher sur un modèle tridimensionnel
Mécanismes survenant en hiver et altérant les berges Il peut être nécessaire de suivre des approches empiriques et de faire les interprétations d'après les résultats des modèles hydrodynamiques. Élément important, qui ne peut être mis de côté.Difficile à modéliser; requiert des observations et des mesures sur le terrain pendant deux hivers et durant des périodes où l'écoulement et les marées varient.Possibilités de recherche
Géomorphologie à long terme Équilibre théorique, p. ex., Bray, DeMerchant et Sullivan, 1982Modèles longitudinal unidimensionnel On pourrait dégager les tendances générales pour différents scénarios.
Conditions d'écoulement dans les vannes Modèles physiques (type canal sur appuis)Modèle unidimensionnel Relativement facile à faire, mais il tient compte de bon nombre des enjeux soulevés concernant les changements apportés à la rivière. Potentiellement utile dans l'apport


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