Aménagement des rivières de la MRC de la Haute-Gaspésie suite à la tempête post-tropicale Arthur

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1 Aménagement des rivières de la MRC de la Haute-Gaspésie suite à la tempête post-tropicale Arthur Avis technique en géomorphologie fluviale MRC de la Haute-Gaspésie Préparé par Taylor Olsen, géomorphologue fluvial Janvier 2015

2 Note sur l auteur Taylor Olsen détient un baccalauréat en géographie et est en instance de dépôt final d une maîtrise en géographie. Entre 2007 et 2014, M. Olsen a travaillé comme agent de recherche pour le Laboratoire de géomorphologie et de dynamique fluviale de l Université du Québec à Rimouski. Contact : taylor_olsen@uqar.ca Approche et limite du présent avis technique Le présent avis technique fut produit par Taylor Olsen pour l utilisation exclusive par la MRC de la Haute-Gaspésie. Aucune autre personne morale n est habileté à s appuyer sur le contenu et les conclusions du présent document. Celui-ci a été produit suite à une visite des sites concernés sur le territoire de la MRC de la Haute-Gaspésie le 29 octobre Lors de cette visite, aucun relevé n a été effectué. Les conclusions de l avis technique sont basées sur un jugement d un expert en géomorphologie fluvial. Les données aidant à produire l avis sont issues d observations sur le terrain, de photographies aériennes et satellitaires, et de données cartographiques vectorielles et matricielles. Cet avis est produit de bonne foi au meilleur des connaissances de l auteur. Le choix final des aménagements revient aux municipalités concernées. Celles-ci sont en droit de demander une contre-expertise pour valider le contenu et les conclusions de ce rapport. Aucune garantie explicite ou implicite n est offerte par l auteur. En aucun temps, l'auteur du rapport ne pourra être tenu responsable des dommages causés par les travaux effectués par les municipalités concernées ou par tout autre dommage causé sur les lieux concernés par ledit avis technique. I

3 TABLE DES MATIÈRES Table des matières...ii Liste des figures...iii 1. Mise en contexte Objectifs La torrentialité sur des cônes alluviaux Ruisseau à Tremblay Coulée à Mélina Ruisseau Désiré Proposition d interventions sur les cônes alluviaux La Rivière Marsoui Proposition d interventions La rivière Gros-Morne Propositions d intervention Vers une meilleure gestion des risques fluviaux sur le territoire de la Haute-Gaspésie Références II

4 LISTE DES FIGURES Figure 1 : Localisation des rivières et ruisseaux à l étude Figure 2 : Schéma d un cône alluvial Figure 3 : Figure synthèse du Ruisseau à Tremblay Figure 4 : Aménagements sur le Ruisseau à Tremblay Figure 5 : Figure synthèse de la Coulée à Mélina Figure 6 : Digue sur la rive droite de la Coulée à Mélina Figure 7 : Synthèse du Ruisseau Désiré Figure 8 : Comblement du chenal du Ruisseau Désiré suite au passage de la tempête post-tropicale Arthur Figure 9 : Érosion de la berge concave à l embouchure de la rivière Marsoui Figure 10: Séquence historique de la configuration de l embouchure de la rivière Marsoui Figure 11 : Style fluvial de la rivière Gros-Morne Figure 12 : Effets de la crue du 4 au 6 juillet 2014 sur la rivière Gros-Morne Figure 13 : Effets de la crue du 4 au 6 juillet 2014 sur la rivière Gros-Morne au niveau du pont du chemin de la Rivière Figure 14 : Érosion à proximité du périmètre de protection immédiate du captage d eau souterraine de la municipalité de Gros-Morne Figure 15 : Érosion de la berge gauche au niveau de la station de captage d eau potable (Gros-Morne, 30 juin 2013) (Google Earth Figure 16 : Délimitation de la largeur plein bord III

5 1. MISE EN CONTEXTE Au cours de la période du 4 au 6 juillet 2014, les rivières et les ruisseaux du territoire de la Haute- Gaspésie ont connu une forte crue associée à des pluies d abondantes laissées par le passage de la tempête post-tropicale Arthur. Basée sur les données de précipitations à Murdochville et les courbes d intensité-durée-fréquence (IDF) d Environnement Canada, la période de retour de l évènement est d environ 13 ans pour la quantité maximale de pluies tombées en 24 h (72,6 mm). Toutefois, il est possible que la période de retour dans les vallées de la MRC de la Haute-Gaspésie soit sous-estimée face à la grande variabilité spatiale des précipitations sur la péninsule gaspésienne. Par exemple, la quantité totale de précipitation enregistrée pour l évènement est de 73,2 mm à Cap Madeleine, tandis qu aux installations d épurations de Saint-Maxime-de-Mont- Louis, la quantité totale de pluies tombée est de plus de 100 mm. De plus, des travaux de recherche en cours ont montré qu en se basant sur la durée et l intensité des précipitations, l évènement du 4 au 6 juillet était susceptible de causer des coulées de débris (Francis Gauthier, communication personnelle 12 janvier 2014). Les coulées de débris peuvent apporter de grandes quantités de sédiments aux rivières. Leur occurrence expliquerait en partie l ampleur des changements morphologiques observés pendant la tempête Arthur. 1.1 Objectifs Face aux dommages engendrés lors de ce sinistre et à ceux anticipés dans un événement ultérieur, plusieurs aménagements peuvent être envisagés. Les objectifs du présent avis technique sont : 1. de guider la MRC de la Haute-Gaspésie dans le choix de la nature et de l étendue des aménagements de rivières et de ruisseaux fortement affectés par la crue occasionnée par la tempête post-tropicale Arthur; 2. de proposer des pistes de solutions pour une meilleure gestion des risques fluviaux sur le territoire. L avis technique présente les études de cas pour cinq cours d eau. Chaque étude de cas contient une description des effets de la tempête post-tropicale Arthur, les aménagements déjà entrepris et les aménagements proposés. Le chapitre deux aborde la torrentialité sur des cônes alluviaux et concerne les interventions dans le Ruisseau à Tremblay, la Coulée à Mélina et le Ruisseau Désiré. Les trois cônes alluviaux sont regroupés afin de mieux introduire la dynamique des cônes alluviaux et pour limiter les répétitions. La structure du chapitre deux diffère donc des deux suivants. Le chapitre trois aborde la rivière Marsoui et le chapitre quatre aborde la rivière Gros-Morne. Le chapitre cinq, pour sa part, contient des recommandations générales pour une meilleure gestion 1

6 des risques fluviaux sur le territoire de la Haute-Gaspésie. L ensemble des rivières est situé sur le territoire de la MRC de la Haute-Gaspésie (figure 1). Figure 1 : Localisation des rivières et ruisseaux à l étude. 2

7 2. LA TORRENTIALITÉ SUR DES CÔNES ALLUVIAUX Les cônes alluviaux sont des formes d accumulation de sédiments à l interface d un relief accidenté et d une plaine alluviale (figure 2). Ils se forment là où la pente d un cours d eau diminue abruptement. Le tracé du chenal sur un cône alluvial a la particularité de changer subitement pendant un évènement hydrologique. Les sédiments transportés en amont dans la portion accidentée du bassin versant sont déposés sur le cône en raison de la perte de capacité de transport occasionnée par la diminution de la pente du cours d eau. Les sédiments déposés s accumulent sur le lit du cours d eau et peuvent combler le chenal. Cela occasionne des débordements, lesquels peuvent entraîner de l incision et former de nouveaux chenaux. L érosion préférentielle d un chenal peut former un nouveau chenal principal, ce qui correspond à un processus d avulsion (Buffin-Bélanger et Hétu, 2008). Les cônes alluviaux sont souvent alimentés par des torrents. Un torrent est un cours d eau à forte pente encaissé dans une vallée étroite. Les versants de la vallée apportent des sédiments directement dans le cours d eau lors des précipitations intenses. Ces versants retiennent peu de sols alors les précipitations génèrent fréquemment du ruissellement de surface et contribuent à une réponse hydrologique rapide. Les crues torrentielles surviennent donc rapidement et transportent beaucoup de sédiments. Figure 2 : Schéma d un cône alluvial. Les flèches pointillées montrent la migration latérale du chenal principal, causée par l aggradation et l avulsion du cours d eau. Cette migration contribue à la formation en éventail. Le cercle rouge montre l apex du cône. L apex du cône correspond au point le plus haut sur l éventail du cône, à la sortie de la vallée torrentielle. L apex marque une rupture de pente dans le profil longitudinal du cours d eau. L apex est souvent le point d origine des avulsions (modifié de Buffin-Bélanger et Hétu, 2008). 3

8 En Gaspésie, les torrents et les cônes sont souvent en milieu forestier. Lors des évènements torrentiels, l érosion des berges et les mouvements de masses peuvent recruter de grande quantité de sédiments et de bois. La présence du bois mort peut mener à la formation de plusieurs embâcles le long d un même torrent. Ces embâcles retiennent des sédiments et de l eau. Leur rupture peut causer des crues éclairs chargées de sédiments et de bois. Les risques associés aux torrents sur les cônes alluviaux ne sont pas à prendre à la légère, comme en témoigne le paragraphe qui suit, tiré de Buffin-Bélanger et Hétu (2008) : «Les inondations de cône alluvial comportent des processus hydrodynamiques et hydrauliques qui présentent un caractère torrentiel. Étant donné la forte mobilité des sédiments, qui peut se traduire localement par l aggradation, il est difficile d évaluer la réaction qu aura le cours d eau lors d une crue. Le cours d eau peut facilement sortir de son lit et adopter un nouveau tracé provoquant à la fois une inondation et des engravements. Le risque associé aux cônes est souvent sousestimé, car ils sont généralement végétalisés et, de plus, ils ne s activent pas de manière systématique lors d une crue. Il est fréquent d observer des résidences installées sur des cônes alluviaux à des élévations sous le niveau moyen du lit du cours d eau. Pour ces résidences, la crise torrentielle sera doublement dévastatrice, car elles seront affectées non seulement par l inondation, mais aussi par la migration du torrent et les engravements. Si les maisons se trouvent sur le nouveau tracé du cours d eau, elles seront éventuellement détruites». Pour résumer, les torrents de cônes alluviaux peuvent sembler inoffensifs pendant plusieurs années. Toutefois, une précipitation d une forte intensité peut occasionner une crue de grande énergie, chargée de bois et de sédiments, qui aura des conséquences imprévisibles sur le tracé du cours d eau. Les crues torrentielles peuvent endommager des infrastructures et peuvent poser un danger pour la vie humaine. 4

9 2.1 Ruisseau à Tremblay Les effets de la tempête post-tropicale Arthur Le Ruisseau à Tremblay est un torrent alimenté par un bassin versant de 5,6 km 2. En quittant sa vallée étroite, le Ruisseau à Tremblay traverse un cône alluvial. Le cône alluvial est traversé par la route de l Église et on y compte huit habitations. Les précipitations apportées par la tempête posttropicale Arthur ont généré une crue torrentielle qui a mobilisé une grande quantité de sédiments et de bois mort. Une avulsion est survenue à environ 800 m en amont de la route de l Église et a emporté un tronçon de route forestière d environ 200 m figure 3b. La diminution de la pente du cours d eau à l approche de la route de l église (figure 3c) a favorisé le comblement de son chenal. L eau de crue chargée de sédiments s est écoulée principalement du côté sud (rive droite) sur deux propriétés privées sur lesquelles se trouve une maison unifamiliale. Les habitations n ont pas subi d impact de sédiment ou de bois. États des interventions Le chenal principal du Ruisseau à Tremblay a été dragué sur environ 340 m, soit 90 m en amont de la route de l église et 250 m en aval (figure 3c). En amont de la route de l Église, les sédiments excavés ont principalement été étendus sur la rive droite (figure 4). En aval de la route, les sédiments excavés ont été utilisés pour former une digue (figure 5). Les travaux entrepris ont permis de maintenir le chenal principal dans la position pré-tempête et de canaliser l écoulement dans le ponceau de béton qui traverse la route de l Église et évacuer l eau jusqu à la rivière Mont- Louis. 5

10 Figure 3 : Figure synthèse du Ruisseau à Tremblay. a) Topographie du bassin versant du Ruisseau à Tremblay et localisation de l encadré b. b) Secteur affecté par la crue de la tempête Arthur (2001). La flèche rouge montre le nouveau tracé créé par l avulsion. Les flèches bleues montrent l écoulement de débordement sur le cône. c) Profil longitudinal du chenal principal. Les chiffres 1 et 2 montrent respectivement la localisation du début de l avulsion et les deux maisons les plus touchées par les débordements. La route de l Église passe entre les deux maisons. 6

11 a b Figure 4 : Aménagements sur le Ruisseau à Tremblay. a) Chenal excavé en amont de la route de l église b) Chenal excavé et endigué en amont de la route de l église. Les flèches blanches indiquent le sens de l écoulement. 7

12 2.2 Coulée à Mélina Les effets de la tempête post-tropicale Arthur La Coulée à Mélina est un tributaire de la rivière Mont-Louis. Son bassin est majoritairement situé dans la municipalité de Saint-Maxime-du-Mont-Louis. La Coulée à Mélina est un torrent alimenté par un bassin versant de 2,5 km 2. En quittant sa vallée étroite, la Coulée à Mélina traverse un cône alluvial qui est traversé par la route de l Église et on y compte huit habitations (figure 5a). Les précipitations apportées par la tempête post-tropicale Arthur ont généré une crue torrentielle qui a mobilisé une grande quantité de sédiments et de bois mort. L emplacement d un mouvement de masse est visible sur la figure 5. Il est possible que ce mouvement de masse ait temporairement bloqué le chenal de sédiments et de bois pendant la tempête. La rupture de ce barrage de débris a pu causer une crue éclaire. Lors de la crue, une propriété a été plus particulièrement affectée par l inondation et l alluvionnement (figure 5 b et c). La sédimentation dans le chenal principal a mené à des inondations et au dépôt de sédiments sur un pâturage. Une digue en rive gauche a cédé juste derrière l habitation (figure 5 b). L écoulement chargé de sédiments a alors détruit des aménagements horticoles. La digue en question a sans doute été construite avec les matériaux d un dragage antécédent de la Coulée à Mélina. 8

13 a b Tracé 2001 C Altitude (m) Distance (m) Figure 5 : Figure synthèse de la Coulée à Mélina. a) Topographie du bassin versant de la Coulée à Mélina et localisation de l encadré b. b) Secteur affecté par la crue de la tempête Arthur (2001). Le cercle rouge montre l endroit où est survenu le mouvement de masse. Les flèches bleues montrent l écoulement de débordement sur le cône. Le cercle jaune indique la maison affectée par le débordement. c) Profil longitudinal du chenal principal. Les chiffres 1 et 2 montrent respectivement la localisation du mouvement de masse et la maison affectée par les débordements. 9

14 États des interventions Suite à l évènement, le chenal principal de la Coulée à Mélina a été excavé dans la zone de dépôt jusqu à la route de l Église. Les sédiments retirés ont servi à la réparation de la brèche de la digue en rive droite et à la construction d une nouvelle digue en rive gauche. Figure 6 : Digue sur la rive droite de la Coulée à Mélina. La flèche blanche indique le sens de l écoulement. 2.3 Ruisseau Désiré Le Ruisseau Désiré est un tributaire de la Rivière-à-Claude. Son bassin versant est principalement situé dans la municipalité de Rivière-à-Claude. La Ruisseau Désiré est un torrent alimenté par un bassin versant de 14,7 km 2 (figure 7a). En quittant sa vallée étroite, le Ruisseau Désiré traverse un cône alluvial. Le cône alluvial est traversé par la route Auclair et on y compte quatre habitations (figure 7b). Les effets de la tempête post-tropicale Arthur Le Ruisseau Désiré a emporté un pont de sentier de VTT (figure 7b). En aval du pont de VTT, une amorce d avulsion a dirigé une partie de l écoulement vers le nord et s est écoulée à la surface du cône sur un terrain privé. L habitation située en bordure du Ruisseau Désiré a subi une inondation au niveau du sous-sol (figure 7b). 10

15 Figure 7 : Synthèse du Ruisseau Désiré. a) Topographie du bassin versant du Ruisseau Désiré et localisation de l encadré b. b) Secteur affecté par la crue de la tempête Arthur (2001). Les flèches bleues montrent l écoulement de débordement sur le cône. Le cercle jaune indique la maison affectée par le débordement. c) Limite du dragage du novembre Les points rouges indiquent la limite du dragage. 11

16 En aval et sous le pont Auclair, le chenal du Ruisseau Désiré a été presque complètement comblé par des sédiments (figure 8) sur environ 400 m. Il faut noter qu environ 300 m de chenal à partir de la confluence avec la Rivière-à-Claude était déjà partiellement comblé ce qui a nui à l évacuation de l eau et des sédiments lors de la crue du 4 au 6 juillet Figure 8 : Comblement du chenal du Ruisseau Désiré suite au passage de la tempête posttropicale Arthur. La flèche blanche indique le sens de l écoulement. États des interventions Suite à l évènement, le pont du sentier de VTT a été reconstruit, une portion du chenal en aval a été excavé et les débris de bois retirés. Toutefois, aucune intervention n avait été entreprise en aval du pont de la route Auclair. En novembre 2014, lors d une pluie sur un manteau neigeux, les quatre habitations situées sur le cône furent inondées au niveau du sous-sol. Une intervention d urgence a permis le dragage de 350 m de chenal, soit 50 m en amont et 300 m en aval du pont de la route Auclair (figure 7c). 12

17 2.4 Proposition d interventions sur les cônes alluviaux Il existe une multitude d infrastructures lourdes visant à limiter les impacts négatifs des crues torrentielles sur les zones habitées. Il s agit principalement de seuils de retenue, de barrage filtrant, de bassins de sédimentation et de déflecteurs. Ces ouvrages sont généralement dispendieux et nécessitent un entretien adéquat. Ils sont particulièrement utilisés dans des endroits densément peuplés où des torrents menacent des quartiers ou des villages entiers. La conception et l installation d ouvrages de stabilisation de cours d eau et de versants nécessitent une expertise en ingénierie civile et ne seront donc pas abordées dans le présent avis. 1- S abstenir de draguer davantage Premièrement, il est proposé de ne pas entreprendre un nouveau dragage. Les dragages d urgence déjà entrepris dans la zone de dépôt de sédiments favorisent l évacuation de l eau vers les ponts et ponceaux existants. En amont des zones draguées, les chenaux ont été fortement reconfigurés par la crue, c est-à-dire qu ils sont souvent très larges et l écoulement est diffus sur le lit plutôt que concentré dans un chenal profond. Dans la situation actuelle, le rayon hydraulique des prochaines crues sera faible comparativement à un chenal excavé. Pour un débit égal, un chenal avec un rayon hydraulique faible présente un écoulement moins profond et offre une plus grande surface de contact avec l eau. Donc, à débit égal, un chenal ayant un rayon hydraulique plus faible offrira une plus grande résistance à l écoulement. L écoulement sera plus lent et aura donc une capacité de transport réduite. Au contraire, le creusage d un chenal qui concentre l écoulement augmentera sa capacité de transport. Suite aux dragages de cours d eau, il est courant d observer un phénomène d incision régressive, c est-à-dire un surcreusement du lit qui se propage vers l amont au-delà de la zone draguée. Cet enfoncement du lit peut par la suite mener à la déstabilisation et l effondrement des berges (Degoutte, 2012). En ce sens, l excavation des sédiments sur le lit peut surtout contribuer à augmenter les apports de sédiments au chenal et à favoriser leur transport. 2- Détruire la digue en rive droite sur le Ruisseau à Tremblay Il est suggéré de détruire la digue et de répandre, si possible, les matériaux en une mince couche sur les terrains qui borde le cours d eau. Les digues meubles offrent un faux sentiment de sécurité. Ceci peut être renforcé par leur efficacité à contenir des petites crues qui transportent peu de sédiments. 13

18 Toutefois, étant composée de matériaux meubles pris dans le chenal, la digue est susceptible d être érodée et de céder lors d une crue. Les digues peuvent maintenir des niveaux d eau dont la hauteur dans le chenal dépasse le niveau des surfaces adjacentes. Dans un tel cas, la rupture de la digue cause une inondation instantanée. De plus, en raison de la diminution de la pente du cours d eau en aval de la route de l Église, le chenal est une zone de dépôt de sédiments qui est susceptible de se combler à nouveau. La sédimentation sur le lit est un phénomène qui augmente le risque de débordement de la digue. Si l aire d écoulement du chenal semble trop faible suite à la destruction de la digue, il est suggéré de recreuser le chenal pour favoriser l évacuation des crues. Toutefois, une attention particulière devrait être apportée au ponceau qui traverse la route de l église. L excavation à la sortie du ponceau peut causer la formation d une chute qui peut ensuite affouiller les assises du ponceau. Finalement, il faudra s attendre à une sédimentation rapide sur le lit en aval du pont de la route de l église en réponse au dragage du chenal en amont (figure 4a). L érosion régressive est un phénomène qui s opère à partir de la limite amont de la zone draguée et s étend vers l amont. Là où le chenal non perturbé se raccorde à la section draguée, il se forme un bris de pente qui cause une accélération ponctuelle de l écoulement qui favorise le transport des sédiments. Au fur et à la mesure que les sédiments sont emportés, le bris de pente se déplace vers l amont. Il s agit d un phénomène de régulation de la pente du cours d eau (Kondolf, 1994). 3- Détruire la digue en rive gauche sur la Coulée à Mélina Pour les mêmes raisons mentionnées plus haut, il est proposé de détruire la digue sur la rive gauche et d étendre le matériel sur la plaine adjacente. Dans le cas de la Coulée à Mélina, il est préférable de laisser les eaux de crue déborder dans le champ gauche que risquer que la digue déborde de façon impromptue du côté de la maison. 4- Retrait préventif du bois mort Dans la limite du possible, il est suggéré de faire un retrait préventif du bois mort et des embâcles à une échelle périodique (annuelle). Les embâcles de bois ont comme effet de stocker temporairement des sédiments dans le chenal. À court ou moyen terme en résulte une réduction du transit sédimentaire. Les embâcles contribuent à provoquer des mécanismes d avulsion en obstruant le transit sédimentaire et en favorisant l accumulation de sédiments sur le lit. Aussi, la rupture d embâcles peut réintroduire 14

19 une grande quantité de sédiments dans l écoulement et engendrer des changements morphologiques impromptus. Le retrait du bois mort permettrait de favoriser des taux de transport plus en phase avec l écoulement en plus de réduire les probabilités d une avulsion. 5- Évaluer l effet des ponceaux sur la sédimentation La sédimentation mentionnée sur le ruisseau à Tremblay et la Coulée à Mélina est fortement contrôlée par la morphologie des lieux et la perte de compétence de l écoulement suite à la diminution de la pente du chenal des cours d eau. La présente étude n aborde pas la capacité d évacuation des ponceaux. Il est possible que les ponceaux exacerbent ponctuellement la sédimentation à cause d un effet de refoulement. L effet des ponceaux peut être mesuré par des modélisations hydrauliques. Il peut également être déduit en observant si une sédimentation accrue survient immédiatement en amont du ponceau versus plus loin en amont et en aval du ponceau. Une sédimentation accrue à l entrée du ponceau signifie que celui-ci favorise la déposition de sédiments. Si tel est le cas, la dimension des ponceaux pourrait être augmentée quand ils auront atteint leur durée de vie utile. 6- Prémunir les municipalités d un plan de prévention des risques torrentiels Le plan de prévention des risques torrentiels vise à protéger l intégrité physique des gens qui habitent sur des cônes alluviaux et dont l aléa est jugé comme étant sévère. 1. Informer les habitants du risque existant. 2. Informer les employés et élus municipaux ainsi que le service d incendie du risque existant. 3. Exiger une évacuation de l habitation jugée à risque lorsque des pluies importantes sont prévues. Bien que les évènements de torrentialité sont mieux expliqués par des variables d intensité et de durée des précipitations, Caron-Fournier (2009) propose une variable substitut de 60 mm de pluies en 24 h. 4. Cartographier l ensemble des cônes alluviaux habités ou lotissables sur le territoire de la MRC, évaluer la sévérité de l aléa et appliquer des restrictions de construction et le plan de prévention au besoin. Présentement, sont considérés comme exposé à un aléa sévère, les deux habitations de la route de l Église qui sont en bordure du Ruisseau Tremblay, le chalet en amont sur la rive gauche du Ruisseau Tremblay et l habitation en bordure du Ruisseau désiré à proximité du pont de la route Auclair. Ces habitations sont situées sur des terrains à pente relativement forte et une avulsion pourrait dévier le cours d eau 15

20 directement sur eux et causé des dommages très graves et mettre en péril les occupants. 3- LA RIVIÈRE MARSOUI Les effets de la tempête post-tropicale Arthur La Rivière Marsoui a un bassin versant de 157 km ². L embouchure de la rivière Marsoui est située dans la municipalité de Marsoui. Il s agit d une rivière dont le style fluvial est principalement divagant (Demers et al, 2014). La rivière est dynamique avec un transport de sédiments graveleux important. À l approche de la zone côtière, la diminution de la pente et la présence d un courant inverse lors de la montée de la marée favorisent le dépôt de sédiments transportés par la rivière. Lors de la crue du 4 au 6 juillet, une grande quantité de sédiments a été transportée vers l embouchure et a causé la croissance des bancs d accumulations. La croissance du banc d accumulation a davantage dévié l écoulement vers la berge externe de la courbe (rive gauche) et a favorisé son érosion (figure 10). Érosion de la berge concave Croissance du bancs d accumulation Figure 9 : Érosion de la berge concave à l embouchure de la rivière Marsoui. États des interventions En date du 29 mars 2014, aucune intervention n avait été entreprise à l embouchure de la rivière Marsoui. 16

21 3.1 Proposition d interventions Mise en contexte La figure 10 montre l embouchure de la rivière Marsoui entre 1963 et Déjà en 1981, la sédimentation dans le chenal a formé un banc d accumulation central. Ce banc croît progressivement depuis et favorise l érosion des berges de chaque côté en déviant l écoulement. La configuration de l embouchure et la dynamique de déposition de sédiments font en sorte que l érosion de la berge gauche risque de se poursuivre, d autant plus que le talweg (l axe d écoulement le plus bas) du cours d eau semble être passé de la rive interne (droite) à la rive externe (gauche) depuis l image de 2009 (figures 9 et 10). Toutefois, il n y a pas d infrastructures dans la trajectoire de l érosion qui puissent justifier une stabilisation de la berge avec un ouvrage lourd comme un enrochement ou un muret. 1- Favoriser une stabilisation de bioingénérie au besoin. Si elle désire protéger l espace vert à risque d érosion, la municipalité pourrait toutefois tenter une stabilisation par la bioingénérie (stabilisation par plantation de végétaux vivants). Les solutions de bioingénérie sont beaucoup moins couteuses que les ouvrages lourds et sauvegarderons le paysage naturel du terrain de camping situé à l embouchure. Toutefois, la stabilisation par la bioingénérie nécessite un suivi et l entretien des aménagements, et n est pas couverte par des garanties de longévité ou d immunisation contre des crues de récurrence spécifique (par exemple, crue de récurrence 20 ans). 17

22 1963 $ m Figure 10: Séquence historique de la configuration de l embouchure de la rivière Marsoui. 18

23 4- LA RIVIÈRE GROS-MORNE La rivière Gros-Morne a un bassin versant de 29,6 km 2. Une segmentation du style fluvial de la rivière Gros-Morne basé sur son tracé en plan donne un bon cadre d analyse pour cerner la dynamique sédimentaire. La figure 11a montre qu en tête de bassin, la rivière Gros-Morne un a style fluvial encaissé. Le cours d eau arrive du plateau gaspésien et la pente du chenal est forte. La vallée est étroite et les versants contraignent le déplacement latéral de la rivière. À la sortie de la section encaissée, la rivière prend un style divagant. La pente du cours d eau diminue et la vallée s élargit progressivement. La rivière coule dans une plaine alluviale graveleuse et présente des signes d avulsion et des chenaux secondaires. Le style divagant est considéré comme instable, c est-à-dire que sa dynamique est sensible aux variations dans les débits et le transport sédimentaire. Les problématiques hydrosédimentaires sont inhérentes au fonctionnement naturel du cours d eau et, par conséquent, peuvent être anticipées d emblée lorsque ce style fluvial est identifié (Buffin-Belanger et al. 2014). Les effets de la tempête post-tropicale Arthur La tempête post-tropicale Arthur a fortement impacté la rivière Gros-Morne. Les affluents à la tête du bassin versant (tronçon encaissés) ont apporté une quantité importante de sédiments au chenal principal. Le tronçon divagant a subi des changements morphologiques significatifs. La figure 11b positionne les photos des figures 12, 13 et 14 le long de la rivière Gros-Morne. Un chalet a été emporté par l érosion des berges à la transition entre le secteur encaissé et divagant. En date du 29 octobre 2014, les débris étaient encore présents sur le lit (figure 12a). La visite sur le terrain a permis d identifier deux embâcles (figure 12b et c), dont la rupture pendant la crue ont potentiellement causé une crue éclaire. Sur la figure 12c, le sommet du banc d accumulation est égal au sommet de l embâcle. Le banc d accumulation s est probablement formé dans le réservoir d eau derrière l embâcle. Une brèche dans l embâcle a donc pu causer une crue instantanée en aval. L hypothèse de la crue éclaire expliquerait bien l ampleur des impacts observés dans le tronçon divagant. Selon des employés municipaux de Gros-Morne, la rivière a subi un élargissement important, soit de l ordre de quatre fois la largeur précédant la crue à certain endroit (figure 12d, e et f). Une quantité très importante de bois mort a été déposée sur le lit et les berges de la rivière. À la figure 12 g et h, on aperçoit un tronçon à environ 300 m en amont du pont de la route de la Rivière dans lequel les impacts de la crue se sont limités à l érosion des berges et à la croissance des bancs d accumulations. Une quantité importante de sédiments et de bois mort a été déposé en aval du pont de la route de la Rivière figure 13i. 19

24 Figure 11 : Style fluvial de la rivière Gros-Morne. a- Style fluvial, b- positionnement des photographies de terrain aux figures 12,13 et

25 La sédimentation dans le chenal au niveau du pont a laissé un dégagement presque nul sous le tablier (figure 13j). En réponse à la sédimentation, le chenal semble s être élargie vers la gauche ce qui a contribué à l érosion complète de l approche du pont en berge gauche figure 13i. En aval du pont, les effets de la crue semblent être surtout de l érosion importante des berges externes dans les méandres associés à l accroissement des bancs d accumulation graveleux (figure 13k). Il est toutefois important de souligner que les images aériennes de 2004 et 2013 montraient déjà des signes de dynamisme sédimentaire important dans le tronçon divagant qui a été sculpté par de nombreuses tempêtes ayant généré des crues importantes en Gaspésie, entre autres en août 2002, août 2007 et décembre En ce sens, les effets de la tempête Arthur, quoique d envergure, ne sont pas anormaux. 21

26 a b c d e f g h Figure 12 : Effets de la crue du 4 au 6 juillet 2014 sur la rivière Gros-Morne. a) Débris de chalet dans la rivière b) Embâcle total 1 c) Embâcle total 2 d) e) et f) Décapage de la plaine alluviale et élargissement du chenal g) et h) Vue vers l amont et vers l aval d un tronçon moins impacté par la crue. 22

27 i j k Figure 13 : Effets de la crue du 4 au 6 juillet 2014 sur la rivière Gros-Morne au niveau du pont du chemin de la Rivière. i) Accumulation de bois et de sédiments en amont du pont j) Érosion de l approche du pont sur la rive gauche k) Vue du chenal en amont du pont. Les flèches montrent le sens de l écoulement. 23

28 La station de captage d eau souterraine de la municipalité de Gros-Morne se situe à environ 450 m en aval du pont de la route de la Rivière. Sur l image Google Earth datant de 2013, la distance entre le coin de la clôture visible sur la figure 14 et la rivière est d environ 15 m. Au moment de la visite sur le terrain le 29 octobre 2014, la distance entre le poteau et la rivière n a pas été mesurée, mais est estimée à moins de 10 m. Les signes morphologiques du recul de la berge sont évidents (configuration de méandre avec bancs graveleux non végétalisés, profil vertical de la berge, végétation basculée). l Sens de l écoulement Figure 14 : Érosion à proximité du périmètre de protection immédiate du captage d eau souterraine de la municipalité de Gros-Morne. La clôture à gauche délimite le périmètre. À droite on aperçoit un méandre de la rivière Gros- Morne. 24

29 Figure 15 : Érosion de la berge gauche au niveau de la station de captage d eau potable (Gros- Morne, 30 juin 2013) (Google Earth Le pointillé bleu désigne les deux boucles du méandre composite. Les flèches rouges montrent une approximation de la trajectoire de l érosion. Le pointé vert délimite un ancien méandre. Le pointillé blanc montre le périmètre de sécurité immédiat de la zone de captage d eau souterraine. La flèche blanche indique le sens de l écoulement. La figure 15 montre une interprétation de l évolution du méandre en question. La configuration de la boucle est dite de forme composite. Ceci signifie que la tête du méandre est composée de deux lobes qui évoluent selon leur propre trajectoire (Brice, 1974). Le lobe 2 (figure 15) semble avoir une trajectoire qui s éloigne du périmètre de protection immédiate tandis que le lobe 1 a une trajectoire qui se dirige vers le 25

30 périmètre de protection. Plusieurs études de cas ont montré que les méandres ont une disposition pour une évolution potentiellement chaotique (Hooke 2007). Ceci est particulièrement vrai pour les rivières divagantes. Il est donc impossible de prédire avec certitude quels seront les effets d une prochaine crue importante sur l érosion de la berge. Située à plus de 30 m, il est très improbable que l infrastructure de captage soit à risque d érosion dans une future rapprochée. Toutefois, le périmètre de protection immédiat pourrait être atteint par l érosion lors d une crue prochaine. L érosion d une partie de l aire d alimentation immédiate ne met pas en péril l exploitation du puits ni la qualité de l aquifère et de l eau qu elle contient. De plus, il est mentionné à l alinéa 3 de l article 54 du Règlement sur le prélèvement des eaux et leurs protections, que les limites de l aire alimentation peuvent être fixé par: «[ ] une configuration de terrain ou une infrastructure à proximité assure la protection de la qualité des eaux souterraines au regard d'incidents ou d'activités pouvant se produire au sein de l'aire visée.» Ceci signifie qu un puits municipal est considéré comme conforme au règlement susmentionné, malgré la diminution de son aire d alimentation suite à l érosion par la rivière. La rivière devient alors la configuration de terrain qui assure la protection du puits. États des interventions En date du 29 mars 2014, aucune intervention n avait été entreprise. 4.1 Propositions d intervention Mise en contexte Un écoulement non obstrué L article 105 de la loi sur les compétences municipales mentionne que : «Toute municipalité régionale de comté doit réaliser les travaux requis pour rétablir l écoulement normal des eaux d un cours d eau lorsqu elle est informée de la présence d une obstruction qui menace la sécurité des personnes ou des biens.» Dans cet article l utilisation du terme écoulement normal fait référence à un écoulement non-obstrué. Dans une rivière divagante comme la rivière Gros-Morne, il est normal d observer du dynamisme morphologique (érosion, croissance de bancs d accumulation, fluctuation de largeur) très élevé là où la pente du cours d eau diminue 26

31 et que la plaine alluviale se forme et s élargit. Cette configuration est souvent associée à une perte de compétence qui mène au stockage de sédiments. Demers et al. (2014) ont montré que le stockage de sédiments était l un des principaux moteurs de l activité géomorphologique dans les cours d eau divagants de la Haute-Gaspésie. Ceci est en partie expliqué par le fait que dans les rivières divagantes, le dépôt de sédiments en reconfigure le lit peut rediriger l écoulement vers les berges et exacerbe l érosion (Rice et al., 2009). En ce sens, la sédimentation sur le lit dans le secteur du pont n est pas considérée comme une obstruction à l écoulement, surtout si l on considère que l érosion des berges a contribué à augmenter l air d écoulement dans le tronçon. Effet du pont du chemin de la rivière sur la sédimentation. La largeur au niveau plein bord dans le secteur du pont a été comparée à la largeur du pont de la route de la rivière. La largeur au niveau plein bord a été tracée sur une photo aérienne de 2004 (figure 17). Figure 16 : Délimitation de la largeur plein bord. La limite du niveau plein bord est affichée sur l orthophotographie de La photo de 2004 n est pas affichée, car l auteur ne détient pas les droits de reproduction. «Le niveau plein bord correspond au niveau d eau qui précède le début des débordements dans la plaine alluviale. Le niveau plein bord est couramment associé à un débit de récurrence de 1,5 an, mais c est une tendance centrale qui dissimule en vérité une grande variabilité dans la gamme des récurrences; celles-ci peuvent aller jusqu à 5-10 ans et même au-delà (Wolman et Leopold, 1957; Leopold et al., 1964; Kilpatrick et Barnes, 1964; Williams, 1978). [...] Aussi, le niveau plein bord est souvent assimilé au débit le plus efficace au niveau du transport de sédiments (Wolman et Miller, 1960; Andrews, 1980; Emmett et Wolman, 2001); c est par conséquent ce débit 27

32 qui détermine la taille et la géométrie du chenal sur le long terme. La définition du niveau plein bord correspond à peu près à la limite des hautes eaux, mais est plutôt basée sur des critères géomorphologiques plutôt que botaniques.» (Demers et al., 2014). Le niveau plein bord (NPB) du tronçon en amont et en aval du pont a été tracé sur la photo 2004, car il s agit d une photo récente qui présente une morphologie fluviale avec des caractéristiques naturelles (talweg sinueux, bancs d accumulation). Dans le cadre de ce rapport, la limite du NPB est fixée au sommet des berges alluviales ou, en présence de bancs d accumulation, à la limite de végétation arbustive. Le banc central en amont du pont et le rétrécissement du chenal immédiatement en aval du pont n ont pas été inclus à l analyse, car cette configuration est potentiellement causée par l effet de corsetage du pont. La largeur moyenne au NPB est de 19 m tandis que le pont a une ouverture d environ 8m, soit 42 % de la largeur moyenne (la norme en vigueur au MTQ qui vise un dimensionnement équivalent à 0,8 fois la largeur déterminée par la limite des hautes eaux, concept proche du niveau plein bord). Il est donc probable que le pont créé une restriction de l écoulement, ce qui génère une sédimentation en amont de l ouvrage, liée à l effet de refoulement et de la diminution de la vitesse de l écoulement qui s en suit. Le fait que le seul ajustement morphologique visible sur l image de 2013 après le dragage du cours d eau soit un banc d accumulation centrale en amont du pont renforce l hypothèse que le pont exacerbe le dépôt de sédiments (figure ). Ceci met l accent sur le rôle du pont pour favoriser la sédimentation à long terme en amont de l infrastructure. Toutefois, il est de l avis de l auteur, comme montré dans le présent rapport, que lors de la tempête du 4 au 6 juillet 2014, l ampleur des dommages est probablement expliquée par une crue éclair suite à des ruptures d embâcles. En aucun cas, le pont n est évoqué comme ayant contribué à l ampleur des impacts ou d avoir causé préjudice. 1- Ne pas draguer dans le tronçon divagant Considérant que la sédimentation n est pas considérée comme une obstruction il est suggéré de ne pas draguer le chenal dans le secteur du pont. De plus, la reconstruction du pont selon les nouvelles normes du MTQ va probablement améliorer l évacuation des sédiments et de l eau comparativement aux conditions qui prévalaient avant la tempête Arthur. 28

33 Plus en amont, la crue Arthur a eu pour effet d élargir le chenal et par le fait même, de réduire le rayon hydraulique. Dans la situation actuelle, le rayon hydraulique des prochaines crues sera faible comparativement à un chenal excavé. Pour un débit égal, un chenal avec un rayon hydraulique faible présente un écoulement moins profond et offre une plus grande surface de contact avec l eau. Donc, à débit égal, un chenal ayant un rayon hydraulique plus faible offrira une plus grande résistance à l écoulement. L écoulement sera plus lent et aura donc une capacité de transport réduite. Le creusage d un chenal plus étroit et profond aura pour effet d augmenter le transport de sédiment et par le fait même l accumulation de sédiments dans les zones de dépôts. Les chenaux dragués et linéarisée agissent comme un convoyeur qui favorise le transit des sédiments et leur dépôt à la sortie du tronçon aménagé. 2- Retrait du bois mort dans le tronçon divagant Intervention immédiate Afin de réduire le risque de crue éclaire ou d inondation par embâcle de bois, le bois mort présent dans le chenal et sur les berges devrait être enlevé et transporté vers un endroit où il sera hors de la portée des prochaines crues. Il en est de même pour les embâcles et les débris de chalet identifié sur la figure 12a. Intervention à moyen terme Une sensibilisation des exploitants forestiers dans le bassin versant devrait être entreprise afin qu ils ne déversent pas les débris de coupe ou de débroussaillage dans le cours d eau ou sur des berges, où des crues pourraient les emporter. Intervention à long terme Une rivière recrute le bois mort principalement par érosion des berges. Il sera donc normal d observer un retour du bois mort dans le cours d eau suivant les prochaines crues. La présence du bois mort est une composante importante de l écosystème et contribue à la biodiversité du milieu. Les années subséquentes, un retrait plus sélectif du bois mort pourrait être envisagé en retirant les amorces d embâcle, mais en laissant les pièces individuelles. 3-Faire un suivi de l érosion de la berge au niveau de la station de captage d eau souterraine Étant donné que l érosion de l air d alimentation immédiate du puits municipal n affecte pas sa conformité au Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection, une infrastructure de protection de la berge n est pas obligatoire à court terme. Il est au 29

34 choix de la municipalité de Saint-Maxime-de-Mont-Louis d entreprendre une telle mesure de protection. Toutefois, un suivi de l érosion devrait être entrepris par les autorités municipales afin de déterminer la vitesse et la direction de l érosion. Des piquets de bois insérés dans le sol sur la plaine derrière peuvent servir de points de références fixes pour suivre l érosion. Si au fil des crues, l érosion semble trop s approcher des infrastructures de captage, l enrochement devra alors être envisagé. 30

35 5- VERS UNE MEILLEURE GESTION DES RISQUES FLUVIAUX SUR LE TERRITOIRE DE LA HAUTE-GASPÉSIE Une meilleure gestion des risques fluviaux (inondation, torrentialité et érosion) passe inévitablement par une meilleure connaissance du territoire. Depuis environ sept ans, le Laboratoire de recherche en géomorphologie et dynamique fluviale de l Université du Québec à Rimouski développe l approche hydrogéomorphologique pour la cartographie des risques fluviaux. Cette approche bénéficie d une visibilité et d une crédibilité grandissante notamment au niveau des ministères de l Environnement (MDDELCC) et de la Sécurité publique (MSP). Une cartographie hydrogéomorphologique permet notamment de répondre aux exigences de la politique de protection des rives du littoral et des zones inondables. La production d une cartographie hydrogéomorphologique pourrait être envisagée pour l ensemble de rivières habitées de la MRC de la Haute- Gaspésie. 31

36 6-RÉFÉRENCES Andrews ED (1980) Effective and bankfull discharges of streams in the Yampa River basin, Colorado and Wyoming, Journal of Hydrology, 46(3), Buffin-Bélanger T., Demers S. et Olsen T. (2014) - Diagnostic hydrogéomorphologique pour mieux considérer les dynamiques hydrosédimentaires aux droits des traverses de cours d eau : guide méthodologique. Laboratoire de géomorphologie et de dynamique fluviale, Université du Québec à Rimouski. Remis au ministère des Transports du Québec, décembre 2014, 37 pages. Brice J. C. -(1974) - Evolution of meander loops. Geological Society of America Bulletin, 85 (4), Buffin-Bélanger T. et Hétu B. (2008) - Les risques d'inondation sur les cônes alluviaux dans l'est du Québec Comptes rendus de la 4e Conférence canadienne sur les géorisques : des causes à la gestion, Presse de l Université Laval, Québec, Caron-Fournier É. (2009)- Startigraphie, sédimentologie et dynamique d un petit cône alluvial holocène du nord de la Gaspésie. Mémoire, Université du Québec à Rimouski, 117 pages. Degoutte, G. (2012) Diagnostic, aménagement et gestion des rivières : hydraulique et morphologie fluviales appliquées, Éditions Tec & Doc, Paris, 542 pages. Demers S., Olsen T. et Buffin-Bélanger T. (2014) - Développement d une méthode hydrogéomorphologique pour mieux considérer les dynamiques hydrosédimentaires aux droits des traverses de cours d eau du Bas-Saint-Laurent et de la Gaspésie dans le contexte de changements climatiques et environnementaux. Laboratoire de géomorphologie et de dynamique fluviale, Université du Québec à Rimouski. Remis au ministère des Transports du Québec, décembre 2014, 37 pages. Emmett WW et Wolman MG (2001) Effective discharge and gravel bed rivers, Earth Surface Processes and Landforms, 26(13), Hooke J.M., (2007) - Complexity, self-organisation and variation in behaviour in meandering rivers, Geomorphology, 91 ( 3 4), Kilpatrick FA et Barnes HH (1964) Channel geometry of Piedmont streams as related to frequency of floods, Geological Survey Professional Paper 422-E, 15 pages. Kondolf GM (1994) Geomorphic and environmental effects of instream gravel mining, Landscape and Urban Planning, 28, Leopold LB, Wolman MG et Miller JP (1964) Fluvial Processes in Geomorphology Freeman, San Francisco, 522 pages. 32

37 Moore M. (2015)- Verbatim Direction générale des politiques de l eau, Québec. Rice S. P., Church M, Wooldridge L et Hickin EJ (2009) Morphology and evolution of bars in a wandering gravel-bed river: lower Fraser river, British Columbia, Canada, Sedimentology, 56, Williams, GP (1978) Bank full discharge of rivers, Water Resources Research, 14(6), Wolman MG et Leopold LB (1957) River flood plains: some observations on their formation, United States Geological Survey Professional Paper 282-C : Washington, DC, Wolman MG et Miller JP (1960) Magnitude and frequency of forces in geomorphic processes, The Journal of Geology, QUÉBEC. Loi sur les compétences Municipales : RLRQ, chapitre C-47.1, À jour au 1er janvier 2015, [Québec], Éditeur officiel du Québec, En ligne ; Search/telecharge.php?type=2&file=/C_47_1/C47_1.html QUÉBEC. Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection: RLRQ, chapitre Q-2, r À jour au 1er janvier 2015, [Québec], Éditeur officiel du Québec, En ligne : telecharge.php?type=3&file=/q_2/q2r35_2.htm Google Earth (1), V Gros-Morne, Québec, Canada (30 juin, 2013). Digital Globe Consulté le 5 janvier , altitude 538 m. 33