Supervision par :

Daniel Fortier (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Glace du pergélisol des déserts polaires du Haut-Arctique canadien

Introduction: La cryosphère des déserts polaires est fortement affectée par les changements climatiques, que ce soit sur le plan de la glace de mer, des glaciers, du pergélisol et du couvert nival. Pour le pergélisol, l’élément clé de sa stabilité est la glace de sol. La glace de sol est définie comme la glace présente dans le sol gelé ou partiellement gelé, peu importe l’origine et la distribution de celle-ci. La quantité de glace du pergélisol varie beaucoup au sein des sédiments gelés en fonction de la latitude, l’altitude et la continentalité. Jusqu’à ce jour, la glace du pergélisol des déserts polaires du haut arctique canadien a été peu étudiée. Une meilleure connaissance de la quantité et de la distribution de la glace du pergélisol est essentielle pour simuler la réponse future des déserts polaires aux changements climatiques et afin d’évaluer les impacts sur l’hydrologie, la géomorphologie, la végétation et les cycles biogéochimiques. Objectifs: Les objectifs principaux de ce projet de recherche sont: Modéliser la formation et le développement de la glace de pergélisol des déserts polaires à l’aide de modélisation physique au sein de simulateur de pergélisol et de la modélisation numérique cryo-hydrologique. Évaluer le rôle de l’eau de fonte des neiges et du ruissellement de sous-surface dans la formation de la glace du pergélisol des déserts polaires. Extrapoler les données de glace de pergélisol obtenue sur le terrain et en laboratoire à l’échelle du paysage en utilisant l’intelligence artificielle dans les traitements des images satellites. Sites d'études: L’île de Ward Hunt est située dans le Haut-Arctique, à l’extrémité de l’Amérique du Nord, 6 km au nord de l’île d’Ellesmere. La région de la côte nord de l’île d’Ellesmere et de l’île Ward Hunt est sujette à un climat extrême de désert polaire correspondant à la portion la plus aride des régions polaires du Canada. La température moyenne annuelle de l’air pour la région oscille entre -15 et -18°C et est de -30 à -35°C pour les mois d’hiver et de 1 à 5°C pour les mois d’été. En raison de sa latitude, la région connaît des variations extrêmes d’insolation allant du jour polaire (24h de lumière) à la nuit polaire (0h de lumière). Matériel et méthodes: La question de recherche sera examinée à différentes échelles : à l’échelle des processus de formation de la glace, à l’échelle de la parcelle et à l’échelle du paysage. Les méthodes utilisées dans le projet de recherche sont : Modélisation physique de la formation de la glace de pergélisol dans des simulateurs à température contrôlée en utilisant les données climatiques enregistrées au cours des derniers 10 ans à l’île Ward Hunt. Modélisation thermique numérique de la couche active et du pergélisol basée sur les mesures de terrain et la modélisation physique. Utilisation de la télédétection (interférométrie radar, imagerie multispectrale et panchromatique). Références-Murton, J., Ground ice and cryostratigraphy. 2013. -Muller, S.W., ... Permafrost, Or Permanently Frozen Ground: And Related Engineering Problems. 1945: Army map service, US Army. -Murton, J.B. and H.M. French, Cryostructures in permafrost, Tuktoyaktuk coastlands, western arctic Canada. Canadian Journal of Earth Sciences, 1994. 31(4): p. 737-747. -Woo, M.-k., Permafrost hydrology. 2012: Springer Science & Business Media. -Smith, M., Observations of soil freezing and frost heave at Inuvik, Northwest Territories, Canada. Canadian Journal of Earth Sciences, 1985. 22(2): p. 283-290. -Paquette, M., D. Fortier, and W.F. Vincent, Water tracks in the High Arctic: a hydrological network dominated by rapid subsurface flow through patterned ground. Arctic Science, 2017. 3(2): p. 334-353. -French, H.M. and P. Williams, The periglacial environment. Vol. 341. 1976: Wiley Online Library. -Mackay, J.R., The frost heave of stones in the active layer above permafrost with downward and up

Coordonnées des sites de recherche