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ANNEXE A
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RECOMMANDATIONS DU COMITÉ ORGANISATEUR DE L'ATELIER SUR LA
MODÉLISATION DE LA RIVIÈRE PETITCODIAC ET DE SON ESTUAIRE
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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]
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Moncton (Nouveau-Brunswick) Canada
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Du 3 au 5 mars 2002
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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.
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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.
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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.
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Points de convergence entre tous les participants à l'atelier
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Conclusions du comité organisateur
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Les membres du comité organisateur ont tiré les conclusions ci?dessous,
auxquelles ils souscrivent à l'unanimité.
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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.
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Le lien entre les caractéristiques hydrodynamiques et les sédiments dans les
zones de boues fluides est mal compris.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Tout changement prévu ou apporté au pont-chaussée de la rivière Petitcodiac
nécessitera une surveillance continue, ainsi qu'une modélisation et une
évaluation appropriées.
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Recommandations du comité organisateur
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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Des conditions limites devraient être définies clairement, qui seraient
vraisemblablement différentes pour les divers modèles élaborés afin de résoudre
des problèmes particuliers.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Le présent rapport est déposé au nom des membres du comité organisateur de
l'atelier sur la modélisation de la Petitcodiac.
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Tableau 1 : Possibilités d'analyse plus
poussée des données existantes
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| Analyses |
Commentaires |
Coûts et priorité |
Photographie aérienne et télédétection
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| Numériser les photographies aériennes afin de produire des profils de rivage
numériques aux fins de comparaison.
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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
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Coupes transversales de la rivière
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| Convertir les levés antérieurs de Gunningsville en coordonnées x y z, et faire
des estimations des sections d'écoulement et des volumes de sédiments.
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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
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| 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 |
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| Proposition
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Commentaires
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Priorité et coûts |
| Marées et courants |
| Une station de jaugeage des marées aux rochers Hopewell
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Nécessaire pour la modélisation future. |
Coût d'environ 25 000 $Coût moyen / priorité élevée |
| Vitesse du courant mesurée à partir du pont Gunningsville |
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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. |
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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
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Coût inconnuPourrait être de l'ordre de 30 000 $. |
| Coupes transversales |
| Levé par coupes transversales
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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 |
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| Proposition
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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 |
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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
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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 |
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| 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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...table des matiéres
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