Développement d'outils de modélisation hydrologique distribuée pour appuyer le développement durable et l'adaptation aux changements climatiques

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Cette proposition représente la continuité d’un programme de recherche à long terme mis en marche en 2003 et supporté par le programme de subvention du CRSNG à la Découverte individuelle : développement d'outils de modélisation hydrologique distribuée pour résoudre des problématiques d’eau de surface dans des contextes de développement durable et d’adaptation aux changements climatiques. Les objectifs généraux de cette proposition pour les cinq prochaines années sont: (i) la quantification à l’échelle du bassin des services hydrologiques des milieux humides afin d’évaluer leur potentiel d’atténuation des crues et des étiages; (ii) le développement d'un modèle de design de bandes riveraines pour les bassins agricoles; et (iii) la validation d’outils de premières instances de prédiction des temps de parcours de contaminants déversés accidentellement dans un réseau hydrographique afin de contribuer à la protection des sources destinées à l’alimentation en eau potable. Les méthodes et approches pour atteindre chacun de ces objectifs sont respectivement: (i) le développement, à partir d’observations in situ sur des sites pilotes et d’implantation dans un système de modélisation hydrologique intégré, de modules mécanistes de fonctionnement des milieux humides et la réalisation d'analyses de sensibilité et des incertitudes sur les paramètres; (ii) le développement d’une méthode pour identifier le nombre potentiel d’écoulements de surface concentrés par versant et une analyse de l’impact, sur la largeur de la bande riveraine, de la résolution de modèles numériques d'altitudes (MNA) dérivés d’images stéréoscopiques; et (iii) la validation, à l’aide d’observations in situ (vitesses d’écoulement, concentrations d'un traceur) et de la modélisation hydrodynamique 2D, d’outils de modélisation hydrologique 1D de prédiction des temps de parcours de contaminants conservatifs dans un réseau hydrographique. Ce programme de recherche vient répondre à une demande croissante d’outils de modélisation pour appuyer les instances décisionnelles dans la gestion de l’eau. À titre d’exemple, les retombées des objectifs (i) et (ii) contribueront au besoin d’évaluation de politiques fédérales et provinciales de mise en place de programmes de préservation et restauration des milieux humides et des bandes riveraines à l’échelle du bassin. Ceux de l’objectif (iii) suscitent déjà l’intérêt de la Ville de Québec qui devra se conformer à la législation future découlant de la nouvelle stratégie de protection et de conservation des sources d’eau potable du Québec. De plus, le déversement d’huile du 6 juillet 2013 à Lac-Mégantic démontre sans l’ombre d’un doute le besoin de mettre au point des outils de premières instances de prédictions des temps de parcours minimaux entre le point de déversement d’un contaminant et les prises d’eau en aval des municipalités riveraines. Dans cette foulée, des représentants du ministère du Développement Durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs nous ont fait part de leur intérêt pour les retombées de notre projet. Nos travaux de R&D seront transposables à tout autre organisme ou institut et firmes de génie conseil œuvrant dans des contextes hydrologiques similaires. Ce programme contribuera à la formation de huit PHQ : deux étudiants au doctorat, trois étudiants à la maîtrise, et trois stagiaires de premier cycle. Ces PHQ bénéficieront de l’expertise d'une équipe constituée présentement d’un assistant de recherche et de deux techniciens en informatique. Ces PHQ vont acquérir des compétences solides en génie hydrologique (modélisation, instrumentation) recherchées par les milieux gouvernementaux, industriels et académiques et ce dans des domaines d’actualités.