L'ingénieur, 1 mars 1976, Mars - Avril

MARS/AVRIL 1976 No 312 62 année réservoir Manicouagan Lac Saint-Jean QUEBEC QUEBEC R.Saint-Maurice NOUVEAU BRUNSWICK ^Lac Saint-Pierre MONTREAL Lac Saint-Louis Baie de Fundy ETATS-UNIS oSrt 33 Affranchissement en numéraire au tarif de la troisième classe Permis No H Port de retour garanti : C P.6079, Suce.A, Montréal, Québec, H3C 3A7 OC c T- Chaque appareil KeepRite vous offre: Une technologie systématique veut dire que chaque appareil KeepRite, du groupe de condensation commercial de 2 c.v.à l’évaporateur industriel de 30 tonnes, est étudié par des ingénieurs, en fonction du système d’ensemble dans lequel cet appareil devra fonctionner.Ceci n’implique pas seulement des capacités égales mais aussi des appareils correspondants qui fonctionnent au même niveau de grande efficacité.KeepRite offre une gamme complète de produits de réfrigération parfaitement adaptés les uns aux autres et bien coordonnés.En choisissant KeepRite pour tous vos produits, vous créez un système de réfrigération qui fonctionnera avec une efficacité supérieure.Vous aurez la performance que seule une technologie systématique peut apporter.TECHNOLOGIE SYSTÉMATIQUE EN ÉQUIPEMENT DE RÉFRIGÉRATION.DE CLIMATISATION ET DE CHAUFFAGE.Si vous voulez savoir pourquoi c’est à votre avantage de spécifier KeepRite pour votre prochaine installation, entrez en contact avec votre représentant KeepRite.Pourquoi ne pas le faire aujourd’hui?KeepRite Products Limited, Brantford, Canada.Division Unifin, London, Canada.Bureaux de vente: Halifax, Montréal, Ottawa, Toronto, Hamilton, London, Winnipeg,*Calgary et Vancouver.^ 8 MARS/AVRIL 1976 No 312 62e année INGENIEUR ADMINISTRATION ET REDACTION a/s École Polytechnique Caae postale 6079 — Succursale « A » Montréal.Québec.H3C 3A7 Tél.: (514) 344-4764 COMITÉ ADMINISTRATIF Réal LAUZON, ing.président Jacques DE BROUX, ing.Roger F YEN, ing.Roger LESSARD, ing.André A.LOISELLE, ing.Michel ROBERT, ing.Michèle THIBODEAU-DEGUIRE, ing.SECRETAIRE ADMINISTRATIVE Yolande GINGRAS REDACTRICE Madeleine G.LAMBERT COMITE CONSULTATIF DE REDACTION André BAZERGUI.ing.directeur Thomas AQUIN, ing.René AUDY, ing.Bernard BÉLAND, ing.Marcel FRENETTE, ing.J.Guibert LORTIE, ing.André MAISONNEUVE, ing.Robert MORISSETTE, ing.Michel PARENT, ing.Thomas J.PAVLASEK, ing.Robert G.TESSIER, ing.Charles VILLEMAIRE, ing.PUBLICITE JEAN SÉGUIN & ASSOCIÉS INC.Courtiers en publicité 601, Côte Vertu, St-Laurent, Québec H4L 1X8 Téléphone : (514) 748-6561 ÉDITEURS Association des Diplômés de Polytechnique En collaboration avec l’École Polytechnique de Montréal, la Faculté des Sciences et de Génie de l’Université Laval et la Faculté des Sciences appliquées de l’Université de Sherbrooke.Publication bimestrielle.— Imprimeur : Les Presses Elite.ABONNEMENTS : Canada $10 / par année Pays étrangers $12 / par année Vente à l’unité $2 DROITS D’AUTEURS : Les auteurs des articles publiés dans L’INGÉNIEUR conservent l’entière responsabilité des théories ou des opinions émises par eux.Reproduction permise, avec mention de source ; on voudra bien cependant faire tenir à la Rédaction un exemplaire de la publication dans laquelle paraîtront ces articles.— Engineering Index, Biol., Chem., Sci.Abstracts, Periodex et Radar signalent les articles publiés dans L’INGÉNIEUR — ISSN 0020-1138.Tirage certiBé : membre de la Canadian Circulation Audit Bureao ccab le Saint-IAIIREN11 son environnement et ses usages Coordonnateur des numéros sur le Saint-Laurent : M.Marcel Frenette, D.Sc., ing., professeur agrégé, Département de génie civil, Université Laval.Coordonnateur des études physiques, hydrodynamiques et sédimentologiques du Saint-Laurent, Centre de Recherche sur l’Eau de VUniversité Laval (CENTREAU) (1972 —).Président de la Division Hydrotechnique de la Société Canadienne de Génie Civil (1975 —).Dans la préparation des numéros de L’INGÉNIEUR sur le Saint-Laurent, M.Frenette est assisté de M.Jean-Louis Verrette, Dr-lng., ing., également professeur agrégé, Université Laval.ARTICLES 3 ÉDITORIAL par André Bazergui, Ph.D., ing.4 PRÉAMBULE par Marcel Frenette, D Sc., ing.7 GESTION DE LA QUALITÉ DE L’EAU DU FLEUVE SAINT-LAURENT par Jacques Giguère, D.Sc.13 ENVIRONNEMENT PHYSIQUE ET DYNAMIQUE DU FLEUVE SAINT-LAURENT par Marcel Frenette, D.Sc., ing., et Jean-Louis Verrette, Dr-lng., ing.Le présent article fait la synthèse des connaissances actuelles sur la physique et la dynamique du Saint-Laurent suite aux observations, aux relevés sur le terrain et aux recherches effectués au cours des dernières années dans le cadre d’un programme d’études réalisées par le Centre de Recherche sur l’Eau (CENTREAU) de l’Université Laval.L’hydrodynamique, le régime thermique, le mélange et la diffusion des affluents, le transport des sédiments, les zones d’érosion et de sédimentation sont particulièrement abordés dans cet article.28 LES PROBLÈMES DE GLACE DU SAINT-LAURENT par Bernard Michel, Dr-lng., ing.Le fleuve Saint-Laurent cause de nombreux problèmes en hiver.L’auteur fait d’abord état des succès obtenus jusqu’à maintenant pour maintenir la navigation à l’année longue et lutter contre les inondations.Il traite ensuite des problèmes d’actualité comme ceux du fonctionnement des prises d’eau dans les glaces et de la construction du port de mer en eau profonde.Enfin, il aborde certaines questions d’intérêt plus lointain tel le contrôle des glaces pour lutter contre la pollution thermique ou contrôler le climat.RUBRIQUES 34 FONDATION DES DIPLÔMÉS DE POLYTECHNIQUE Rapport annuel 1975 38 LE MOIS : Chroniques mensuelles 43 ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL Communiqué du Comité des bourses 44 RÉPERTOIRE DES ANNONCEURS LINGÉNIEUR MARS-AVRIL 1 976 — 1 Z4S& sm Editorial LA REVUE L'INGÉNIEUR SE PORTE BIEN! Quelques documents et rumeurs ont circulé depuis décembre dernier au sujet d’une suspension possible de la revue l’Ingénieur.Le but de cet éditorial est de faire le point sur la situation et surtout de rassurer nos lecteurs et collaborateurs : la Revue est bien vivante ; son programme de rédaction, dont le présent numéro est un exemple, en témoigne.Depuis quelques années déjà, le bilan financier de l’Association des Diplômés de Polytechnique (A.D.P.) montrait, au chapitre de l’Ingénieur, un excédent des dépenses sur les revenus.C’est ce « déficit » accumulé et la perspective de coûts d’impression de plus en plus élevés qui firent, qu’à sa réunion du 4 décembre 1975, le Conseil d’administration de l’A.D.P.décida, par un vote majoritaire, de suspendre la publication de l’Ingénieur.Les diverses réactions, discussions et décisions qui suivirent, et les raisons qui motivèrent un revirement complet de la situation, ont été décrites dans le rapport du Conseil d’administration pour l’exercice 1975.Une copie de ce rapport avait été envoyée à tous les membres de l’Association en vue de la réunion annuelle du 27 février 1976 ; quelques modifications y furent apportées dans la version remise aux membres présents à cette réunion.Le point saillant de ce rapport (modifié) est le compte rendu de la résolution adoptée unanimement par le Conseil d’administration visant à maintenir la publication de l’Ingénieur.La revue l’Ingénieur jouit d’un haut degré de popularité comme en témoignent les résultats du sondage mené en juillet et août 1975 par le Comité d’orientation de l’A.D.P., présidé par M.Jean-Claude Nepveu, ing.; en effet, la grande majorité des répondants veulent le maintien de la Revue.De plus, la cotisation volontaire instituée depuis 1974, et à laquelle répond la majorité des membres de l’A.D.P., a favorisé la situation financière de l’Ingénieur et confirme sa popularité.Nous sommes donc très heureux que le Conseil d’administration ait reconsidéré sa décision.L’Ingénieur constitue un des services les plus importants de l’A.D.P.à ses membres.La Revue dépasse même les frontières de l’Association, elle en est la source de rayonnement auprès des ingénieurs francophones du Canada.Si la revue l’Ingénieur n’existait pas, il faudrait la créer ! Comité consultatif de rédaction André Bazergui, Ph.D., ing.Professeur agrégé, Département de génie mécanique, École Polytechnique de Montréal.L INGÉNIEUR MARS-AVRIL 1976 — 3 Préambule Depuis les premiers temps du pays, le fleuve Saint-Laurent a conditionné le développement social et économique du Canada et, encore aujourd’hui, il joue un rôle direct sur le niveau et la qualité de la vie.Peut-on cependant imaginer un pays industrialisé comme le nôtre ignorer à peu près tout de son attribut principal qu’est le Saint-Laurent.Pourtant, tel était encore le cas il y a cinq ans au moment où les deux paliers de Gouvernement — Québec et Canada — ont signé une entente visant à étudier la qualité du fleuve en vue de rationaliser son utilisation.Jusqu’alors, les études avaient surtout été orientées vers la navigation commerciale et l’harnachement des eaux.L’utilisation du fleuve à d’autres fins comme l’adduction en eau, les rejets d’égouts urbains et industriels ou l’aménagement récréatif était plus ou moins laissée à la discrétion des usagers.À l’heure actuelle, la qualité de l’eau du Saint-Laurent est un obstacle important à l’aménagement pour des fins de loisir, de protection ou de conservation.Les aménagements prévus doivent s’ajuster aux humeurs du climat, aux processus physique et dynamique en cause, à la vocation des bassins de drainage, à l’utilisation des rives, etc.et à l’interaction de ces derniers dans l’écosystème en général, sans quoi les risques de dégâts s’en trouveront augmentés.De l’optimisme indéfectible au pessimisme le plus sombre, le spectre des opinions relatives au développement et à la conservation du fleuve Saint-Laurent se déploie sur un large éventail entre les partisans du respect intégral de la nature (même aux dépens de l’homme) et ceux du développement à outrance.Ce sont deux impératifs en confrontation, voire en opposition — la protection et le développement — qui doivent s’harmoniser selon les besoins de l’homme et de la nature.Il revient aux scientifiques, particulièrement aux ingénieurs et aux biologistes, d’assurer cette harmonie par des actions concourant à des objectifs communs.Les organismes appelés dans l’avenir à jouer un rôle dans l’utilisation du Saint-Laurent devront accepter un développement soumis à des obligations qui tiendront compte à la fois de la protection de l’environnement et des coûts socio-économiques.En présentant trois numéros thématiques sur le Saint-Laurent, la revue l’ingénieur vise à atteindre les objectifs suivants : L Faire connaître aux ingénieurs différentes facettes du Saint-Laurent portant notamment sur les plans administratif, physique, dynamique et écologique ; 2.Promouvoir l’intérêt des ingénieurs à l’assainissement du fleuve et à son développement rationnel.4 — MARS-AVRIL 1976 L INGÉNIEUR Le thème général retenu pour ces numéros est : « LE SAINT-LAURENT : SON ENVIRONNEMENT ET SES USAGES » Ce premier numéro thématique sur le Saint-Laurent traite de la gestion de la qualité de l’eau du fleuve Saint-Laurent et s’applique à présenter une esquisse de son environnement physique, hydrodynamique et sédimentologique, ainsi que différents aspects du problème des glaces, question d’actualité tous les printemps.Le second numéro reprendra l’orientation du premier numéro en soulignant les qualités physico-chimiques (eaux — sédiments) du fleuve, et abordera certains développements relatifs à la navigation et aux contrôles des crues.Le troisième numéro traitera de plusieurs problèmes de rejets urbains et industriels le long des rives, de même que quelques aspects des études effectuées sur la diffusion des eaux usées.En outre, on s’appliquera à définir les caractéristiques principales des ressources fauniques et récréatives du fleuve.Bien d’autres sujets auraient pu être abordés dans ces numéros thématiques sur le Saint-Laurent, mais nous croyons que les articles présentés offrent un éventail varié faisant connaître différentes dimensions du fleuve.En jetant ainsi un regard sur plusieurs facettes du Saint-Laurent, il est à espérer que se poursuivra l’amorce d’une approche globale reliée au problème de gestion de notre fleuve.¦ Marcel Frenette, D.Sc., ing.* Coordonnateur pour le Comité consultatif de rédaction * Voir notice biographique du coordonnateur en page sommaire.L'INGÉNIEUR MARS-AVRIL 1976 — 5 yp| Les usines municipales de filtration et d épuration des eaux d’égout doivent fonctionner sans interruption et ne peuvent donc souffrir de pannes de courant.Dans toute la province de Québec, on retrouve des municipalités qui se fient aux groupes électrogènes diesels Cat pour assurer ce fonctionnement continu dans toutes les circonstances.Les règlements de plus en plus sévères concernant l’épuration des eaux d’égout en augmentent sans cesse les frais d’exploitation.HEWITT EQUIPMENT présente une solution qui consiste à utiliser des groupes électrogènes équipés de moteurs au méthane.Le moteur sert à produire l'électricité qui, à son tour, sert à l’épuration des eaux d’égout, ce qui produit du méthane dont on alimente le moteur; les frais d’exploitation sont ainsi réduits au maximum.Hewitt MONTREAL QUEBEC • SEPT-ILES CHICOUTIMI • VAL-DOR HULL • BAIE JAMES E VOTRE CONCESSIONNAIRE CATERPILLAR Caterpillar.Cat et CB sont des marques déposées de Caterpillar Tractor Co.6 — MARS-AVRIL 1976 L ’ I N GÉ N I E U.R GESTION DE LA QUALITE DE L’EAU DU FLEUVE SAINT-LAURENT par Jacques Giguère, D.Sc.* Introduction Depuis la formation du groupe de travail fédéral-provincial et, par la suite, du comité d’études du Saint-Laurent, nos préoccupations se sont surtout orientées vers la planification des études en cours et la collection de données permettant de connaître la qualité du Saint-Laurent de Cornwall à Trois-Pistoles.Maintenant que nous approchons de la fin des études des rapports sectoriels et de synthèse, la gestion de la qualité de l’eau prend de plus en plus d’importance.En effet, sans la gestion de la qualité de l’eau, les études complexes et variées et les rapports même d’excellente qualité resteraient lettre morte au point de vue réalisation.Il reste maintenant à envisager quelle suite auront les études du Saint-Laurent à la fin des travaux actuels.Les quelques lignes qui suivent traitent un peu de cette gestion, tenant compte cependant qu’il ne s’agit pas de politique définitive, mais plutôt d’un aperçu de la route à suivre dans les années à venir puisque les décisions à prendre seront surtout d’ordre politique.Historique Au mois de mai 1972, alors que les deux gouvernements fédéral et provincial se sont mis d’accord pour étudier le Saint-Laurent, le mot gestion a failli faire avorter le projet.Non pas qu’on s’objectait à la gestion comme telle, mais plutôt aux objets de la gestion.Le groupe de travail d’alors, composé de trois représentants fédéraux et trois représentants provinciaux, avait produit un premier rapport (communément appelé le livre Vert) portant sur l’aménagement et la gestion des eaux du Saint-Laurent.Une entente fédérale-provinciale devait se signer dès le début de 1972.Mais des raisons d’ordre interne se situant surtout au niveau de juridiction en ce qui regarde l’aménagement et la gestion des eaux ont retardé la signature de l’entente Canada-Québec.De fait, presque deux ans s’étaient écoulés depuis le début des travaux quand l’accord fut signé par les ministres des gouvernements respectifs.Il a fallu modifier l’orientation originale des travaux proposés.Ils furent orientés vers l’étude globale de la qualité du Saint-Laurent, comprenant, outre un inventaire complet de la qualité de l'eau et des sédiments, des études limnologiques, hydrologiques, sédimentologiques, hydrodynamiques, de diffusion et assimilation, du régime thermique, etc.Le traitement des données a fait l’objet jusqu’ici de quelques modèles mathématiques.L'auteur : M.Jacques Giguère, D.Sc., Président du comité d’études sur le fleuve Saint-Laurent, Directeur général des Recherches et de la Planification aux Services de Protection de l’Environnement, Québec.L’INGÉNIEUR MARS-AVRIL 1 976 — 7 Les études ont été classifiées et exécutées suivant trois grands secteurs : biologie, physico-chimie et modèles.Dans notre ordre de pensée, la connaissance précède la gestion.On doit donc rechercher des modes de gestion en intégrant les connaissances qui assureront au niveau politique la restauration, la prévention et l’amélioration du fleuve Saint-Laurent.Dans cet esprit, il faut tenir compte par exemple des quantités débitées, de la stabilité des fonds, de l’aménagement des rives et même du territoire ; opérations qui peuvent influencer la qualité des eaux, mais qui relèvent de juridictions différentes ou mixtes.Objectifs Les objectifs de la planification tels qu’établis par le comité d’études sur le Saint-Laurent sont : a) la restauration de conditions acceptables dépendant des usages proposés ; b) la prévention de toute destruction ou dommage ultérieur au milieu ; c) l’amélioration de la qualité des eaux du fleuve, suite à des mesures d’optimisation de la qualité.La réalisation de ces objectifs ne peut certes s’effectuer sans l’établissement d’une politique globale gouvernementale qui appuiera les recommandations des rapports sectoriels et du rapport-synthèse.L’allusion à une politique globale se réfère à des décisions gouvernementales (fédérales et provinciales) ainsi qu’à des décisions interministérielles, car plusieurs ministères sont impliqués sous bien des aspects.Comme il s’agit de gestion de la qualité de l’eau, il va de soi que les Services de Protection de l’Environnement ont beaucoup à faire dans le domaine.Les juridictions toutefois sont partagées dépendant des usages que l’on fait du fleuve.À titre d'exemple, s’il s’agit d’usage de la voie navigable, la juridiction est fédérale.D'autre part, s’il s’agit de plages sur le Saint-Laurent, les responsabilités du provincial sont évidentes.Tous les cas ne sont pas aussi clairs ; dans certains, U peut y avoir des juridictions mixtes, comme c’est le cas pour l’utilisation des fonds marins, l’installation de marinas et d’ouvrages portuaires.Politiques Suivant les recommandations du comité d’études et l’identification des moyens à mettre en œuvre pour atteindre les objectifs précités, il sera approprié et même nécessaire d’établir des politiques et des programmes répondant aux recommandations du comité.Pensons au départ à une politique sur le traitement des eaux usées municipales, industrielles et agricoles, avec toute la réglementation qui en découle.Pensons également à des politiques en matière de régularisation des eaux, d’aménagement des rives et même du territoire qui peuvent influencer la qualité des eaux du Saint-Laurent.Ajoutons à ceci la création d’un organisme de surveillance ou d’exécution pour toute mesure susceptible d’affecter le Saint-Laurent.8 _ MARS-AVRIL 1976 L'INGÉNIEUR * Il va sans dire que de telles politiques devront également.affecter les tributaires, car certains comptent parmi les principales causes de pollution du Saint-Laurent.Enfin, un réseau d’échantillonnage ou de contrôle (monitoring) devra être établi pour suivre dans le temps l’évolution de la qualité du fleuve et apporter les correctifs nécessaires aux aménagements.Ce sont là autant d’éléments de gestion qui nécessiteront une coordination permanente au niveau des mesures prises par différents gouvernements.La création d’un organisme de coordination et de contrôle devient alors une nécessité pour suivre et mener à bien les politiques gouvernementales relatives à la restauration, la protection et l’amélioration du fleuve Saint-Laurent.Mesures en cours Même si on souhaitait une participation plus grande des gouvernements dans l’élaboration de ces politiques, il n’en demeure pas moins que plusieurs mesures sont déjà en cours pour réaliser les objectifs proposés.Au point de vue municipal, les villes de Montréal et de Québec mettent présentement en place des équipements qui amélioreront sensiblement la qualité de l’eau du fleuve.Des démarches sont également entreprises dans le bassin de la Yamaska pour améliorer la qualité de l'eau de la rivière.Il en est de même à Hull sur l’Outaouais, ce qui facilitera la dépollution de la rivière.Enfin, des équipements d’épuration à Laval devraient influencer de façon avantageuse la qualité de l’eau de la rivière des Prairies.Les bassins de la rivière du Nord et de la rivière Saint-François doivent également, d’ici quelques années, faire l’objet de mesures anti-pollution.À ceci, ajoutons tout le travail qui se fait sur les lacs dans le but de ramener l’eau à des conditions acceptables.Au-delà d’une centaine de lacs ont été récupérés jusqu’ici et beaucoup de ces lacs font partie des bassins qui se déversent dans le Saint-Laurent.Le procédé continue d’année en année.Au point de vue industriel et précisément en ce qui regarde les affluents, plusieurs réglementations sont en vigueur ou sur le point de l’être ; telles celles sur les pâtes et papiers, les raffineries de pétrole, les déversements industriels dans les réseaux d’égout municipaux, les laiteries, les porcheries, etc., bref, sur les eaux usées en général ; tout est orienté de manière à minimiser les apports polluants dans les cours d’eau.La mise en application de tous ces règlements avec normes appropriées contribuera grandement à la restauration et à l'amélioration de la qualité du fleuve Saint-Laurent dont le bassin comprend la grande majorité des industries québécoises.Organismes Dans le domaine de l’Environnement comme dans tout autre domaine, la planification et la réglementation doivent s’appuyer sur des cadres légaux et institutionnalisés.Tel que mentionné précédemment, des juridictions L’INGÉNIEUR MARS-AVRIL 1976 — 9 existent au niveau fédéral, provincial et dans certains cas municipal.À l’intérieur du cadre provincial, il y a lieu de tenir compte des prérogatives et des juridictions de différents ministères, d’où la nécessité d’une coordination et d’un ajustement des différents points de vue apportés.Il est certain que lorsque le dernier rapport du comité d’études sur le Saint-Laurent sera publié, il faudra alors se pencher sur la création d’un organisme permanent qui pourra donner suite aux recommandations du comité mixte fédéral-provincial, recommandations acceptées par les gouvernements respectifs.Nous sommes conscients qu'il y a beaucoup à protéger et à améliorer dans le Saint-Laurent, que ce soit dans le domaine de l’approvisionnement en eau, de l’esthétique et de la récréation, de la vie aquatique et faunique, des rives agricoles, urbaines et industrielles, etc.Le comité d'études sur le Saint-Laurent et les sous-comités qu’il a créés auront à se pencher sur les choix possibles, sur les priorités à donner au fleuve dans tel ou tel secteur, bref à faire des recommandations dont la décision finale sera prise par les pouvoirs politiques.Il faudra également développer les objectifs spécifiques de qualité d’eau pour les usages désirés et établir une méthodologie d'application pour leur réalisation.Les objectifs cependant ne peuvent faire cavalier seul.Les programmes d'épuration actuellement en cours devront être révisés de temps à autre pour répondre aux objectifs.En ce qui regarde les échéanciers, le comité d'études ne peut que suggérer car, compte tenu des priorités gouvernementales et des sommes importantes impliquées, les décisions relèvent des volontés politiques.Conclusion Au printemps 1977, les travaux du comité d'études seront terminés.Certes, il existera toujours des aspects à approfondir.Il n'en demeure pas moins que le travail exécuté par nos experts et spécialistes est remarquable comme en témoignent les rapports de haute valeur parus jusqu’ici et qui laissent prévoir la qualité de ceux encore à paraître.Toute cette littérature, toute cette vaste banque de connaissances compilées dans une quarantaine de volumes devra être réévaluée, digérée et synthétisée.La gestion adéquate de la qualité des eaux du Saint-Laurent ne peut exister sans la connaissance de ces données préalables.PaF la suite, l’effort collectif des gouvernements et des hommes préposés à la gestion pourra se manifester dans la compréhension et la solution des problèmes complexes du Saint-Laurent.Les mots restauration, prévention et amélioration qui sont actuellement notre objectif deviendront des réalités sur lesquelles nous fondons dès maintenant nos espoirs et nos aspirations.Si les poètes ont vanté les beautés et les grandeurs du Saint-Laurent, les scientifiques devraient le rendre encore plus attrayant et plus utile dans la lignée de son immense potentiel.¦ Comment augmenter l’efficacité dans votre salle à dessin.Même si vous pouvez compter sur les meilleurs dessinateurs du pays—et nous espérons que c’est le cas—il existe une façon d’accroître leur efficacité.Il suffit de leur donner plus de temps pour accomplir le travail pour lequel vous les avez embauchés.Mettez à leur disposition le pratique copieur industriel Bruning 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12 — MARS-AVRIL 1976 L 1 INGÉNIEUR ENVIRONNEMENT PHYSIQUE ET DYNAMIQUE DU FLEUVE SAINT-LAURENT par Marcel Frenette, D.Sc., ing., et Jean-Louis Verrette, Dr-lng., ing.* Sommaire Le présent article fait la synthèse des connaissances actuelles sur la physique et la dynamique du Saint-Laurent suite aux observations, aux relevés sur le terrain et aux recherches effectués au cours des dernières années dans le cadre d’un programme d’études réalisées par le Centre de Recherche sur l’Eau (CENTREAU) de l’Université Laval.L’hydrodynamique, le régime thermique, le mélange et la diffusion des affluents, le transport des sédiments, les zones d’érosion et de sédimentation sont particulièrement abordés dans cet article.« .immense canal creusé dans la pierre vive, artère ramifiée sur presquun continent, témoin des premiers jours, berceau de la vie, le Saint-Laurent.» Jacques Rousseau Introduction Les études entreprises sur le Saint-Laurent depuis quelques années ont permis de lever le voile et de saisir une première image des aspects physique et dynamique du fleuve Saint-Laurent et de leur interaction dans l’écosystème général.Aujourd’hui encore, on est loin de connaître toutes les facettes du fleuve.Par exemple, l’évolution saisonnière et annuelle du mouvement des masses — communément appelée la dynamique générale du milieu — * Les auteurs : M.Marcel Frenette, coordonnateur du présent numéro (voir notice biographique en page sommaire).M.Jean-Louis Verrette, professeur agrégé, Département de génie civil, Université Laval.Responsable du Laboratoire d’hydraulique et membre du bureau de direction du Centre de Recherche sur l’Eau (CENTREAU) de la même institution.LINGÉNIEUR dont dépend, en grande partie, le comportement de l’écosystème, le processus d’élimination des polluants, l'aménagement du territoire, la qualité des eaux en général, etc.demeure toujours une grande inconnue.Les connaissances sur le processus de mélange du fleuve avec ses affluents ou avec les eaux saumâtres, sur l’influence des dragages, sur le comportement des rives, etc.sont, d’autre part, encore élémentaires.On sait également que les différents régimes peuvent affecter la stabilité du chenal maritime, les installations portuaires, les prises d’eau d’approvisionnements industriels et urbains, les aires récréatives, etc.Ces quelques faits mettent bien en évidence l’importance de connaître le comportement physique et la dynamique du Saint-Laurent tant pour des fins d’aménagement que pour améliorer la qualité de l’environnement.Ce comportement et cette dynamique sont cependant soumis à plusieurs contraintes.La géologie, la géomorphologie, la géographie, la climatologie, la foresterie, l’agriculture, l’hydrologie, l’hydraulique, l’aménagement du territoire, etc.sont autant de sciences qui permettent d’évaluer les contraintes que subissent les différents régimes : hydrologique (débit, fréquence, durée.), hydrodynamique (vitesse, turbulence, diffusion, marée.), sédimentologique (érosion, transport et déposition des solides.), thermique (bilan, évolution), de glaces (embâcles, débâcles), de salinité et autres reliés plus spécifiquement à l’écosystème.11 serait certes difficile de vouloir élaborer ici tous ces aspects.Aussi, nous nous limiterons à dégager quelques grandes lignes de l’environnement physique et dynamique du Saint-Laurent.Caractère physiographique et système de drainage La physiographic d’un cours d’eau reflète toujours son histoire géologique.Le Saint-Laurent n’échappe pas à la règle puisqu’il occupe présentement la faille Logan qui est une des plus vieilles dépressions du monde.MARS-AVRIL 1976 — 13 Au cours de son histoire, le Saint-Laurent a subi quatre glaciations ; la dernière, soit celle du Wisconsin, date d’environ 70,000 ans.Au retrait de la dernière pointe glaciaire du fleuve, à la hauteur de l’île Verte, U y a environ 9,000 à 12,000 ans, le mélange des eaux salées et des eaux douces forma la mer Champlain qui envahit les terres intérieures.Les dépôts d’argile marine laissés par les eaux constituent aujourd’hui la majeure partie des basses terres de la vallée du Saint-Laurent.Le retrait de la mer Champlain vers l’Atlantique est survenu graduellement avec le départ du glacier et avec le soulèvement du sol qui avait fléchi sous son poids.Il s’ensuivit à chaque baisse d’eau une érosion du lit et des berges et la formation de terrasses en marches d’escalier que l’on découvre à plusieurs endroits dans la vallée du Saint-Laurent.Le fleuve n’a atteint son état actuel que depuis environ 5,000 ans après avoir façonné son chenal dans les dépôts argileux de la mer Champlain.Du point de vue géologique, le fleuve lui-même est donc relativement jeune alors que la vallée qu’il sillonne est très vieille.Les effets combinés des retraits et progressions des glaciers ont laissé derrière eux les Grands Lacs, les vallées fluvio-glaciaires et les nombreux plateaux parsemés de lacs.Les glaciers ont ainsi marqué l’ensemble du réseau hydrographique du fleuve en plus de former son profil actuel.Ce réseau se divise en trois grandes régions : les Grands Lacs, le fleuve proprement dit et la région maritime.I.La région des Grands Lacs Le bassin versant total qui alimente cette région est d’environ 765,000 km-, soit près de 70% de l’ensemble du système de drainage du Saint-Laurent (excluant le golfe).La superficie des Grands Lacs avec 250,000 km- occupe environ le tiers du bassin versant et les 42,500 km3 (10,200 milles cubes) d'eau accumulée dans ces lacs constituent la plus grande réserve d’eau douce au monde (le dixième des eaux douces du globe).II.Le fleuve proprement dit Outre le bassin de drainage des Grands Lacs, le fleuve proprement dit draine une superficie d’environ 350,-000 km-, soit près du tiers du bassin total de drainage.Entre le lac Ontario et le Saguenay, il court sur près de 750 km que l’on pourrait partager en deux tronçons principaux : l'un fluvial et l’autre estuarien *.11.J Le tronçon fluvial Ce tronçon s’étend de la sortie des Grands Lacs jusqu’à l’aval du lac Saint-Pierre et présente deux caractères distincts : * Pour fins administratives, le fleuve est souvent partagé en divisions géographiques telles celles de Montréal, de Trois-Rivières et de Québec que le lecteur pourra facilement retrouver dans la division hydrodynamique.a) D’une part, le secteur des rapides (de la sortie du Lac Ontario jusqu’à Montréal) présente 60 m de dénivelée sur un parcours de 250 km, ce qui explique que cette partie du fleuve est surtout connue pour ses rapides, tels les « rapides plats », les rapides du Long-Sault et les rapides de Lachine.On note également le lac Saint-François qui forme un élargissement important maintenu a l’élévation moyenne de 46.5 m par le barrage de Beauharnois.Aucun affluent d’importance ne rejoint le Saint-Laurent dans ce secteur.Toutefois, d’importants travaux hydroélectriques et l’aménagement de la voie maritime du Saint-Laurent (le premier canal de Beauharnois date de 1929) ont profondément modifié la physiographic originale de ce secteur.Ici, le fleuve doit autant à l'homme qu’à la nature.b) Le deuxième secteur de ce tronçon fluvial (de Montréal au lac Saint-Pierre) présente un caractère alluvial.On y rencontre de nombreuses îles, notamment à la hauteur de Longueuil, Boucherville, Varennes, Verchè-res.Contrecœur et Sorel.L’écoulement est plus lent et on observe aussi de nombreux élargissements, tels les lacs Saint-Louis (él : 21.3 m) et Saint-Pierre et le bassin de la Prairie.Près de 80% de la superficie des lacs ont une profondeur inférieure à 6 m, alors que leurs chenaux principaux présentent des profondeurs qui varient entre 12 et 18 m (conditions qui prévalent également pour le lac Saint-François).Les rives sont généralement très plates et favorisent la présence de régions marécageuses, herbeuses ou boisées.Plusieurs affluents rejoignent le Saint-Laurent le long de ce secteur.Le premier et le plus important est l’Outaouais qui à l’aval du barrage de Carillon s'élargit pour former le lac Des-Deux-Montagnes (él : 22 m).De là, il se dirige vers le fleuve par un réseau d’écoulement très complexe via quatre exutoires principaux : les rivières des Mille-Iles et des Prairies et les chenaux Vaudreuil et Sainte-Anne.Des tributaires de moindre importance, comme les rivières Assomption et Châteauguay, se déversent également au fleuve dans cette région.A la hauteur du lac Saint-Pierre, on trouve sur la rive sud les rivières Richelieu, Saint-François, Yamaska et Nicolet qui rejoignent le fleuve d'une façon plus régulière.H.2 Le tronçon estuarien Ce tronçon, qui s’étend de l’aval du lac Saint-Pierre jusqu’au Saguenay, subit l’influence de la marce à divers degrés.Il en résulte sur les parties riveraines une zone intertidale (estran) qui varie de quelques mètres à plus de 100 mètres selon les endroits.La figure 1 rapporte le spectre de la marée moyenne pour cette région.Ce tronçon peut à son tour être partagé selon les quatre secteurs suivants : a) L'estuaire fluvial supérieur.Celui-ci couvre la région comprise entre le lac Saint-Pierre et Deschambault.L’influence de la marée se traduit par un ralentissement des vitesses et une surélévation du plan d’eau.La bathymétrie présente de grandes profondeurs naturelles en certaines régions (près de Trois-Rivières et de Gron-dines) et quelques battures comme celle de Gentilly.14 — MARS-AVRIL 1976 L'INGENIEUR Dans ce secteur, on relève la présence d’un affluent majeur, le Saint-Maurice, et quelques affluents de moindre importance comme les rivières Champlain, Batis-can et Sainte-Anne sur la rive nord, et la rivière Bécancour sur la rive sud.L’amplitude moyenne des marées varie de 0.3 m à la hauteur de Trois-Rivières à 4 m à la hauteur de Deschambault.b) L’estuaire fluvial inférieur.La région comprise entre Portneuf et l’île d’Orléans subit très fortement l’influence de la marée qui peut atteindre des valeurs aussi élevées que 6.5 m (valeurs moyennes 4.9 m).Il en résulte un renversement total du courant sur toute la profondeur de l’écoulement même dans les grandes profondeurs (60 m) de la région de Québec.Ce secteur se termine à l’île d’Orléans qui partage l’écoulement en deux parties, dont le bras sud (90% du débit) sert de support à la navigation.11 n’existe aucun tributaire majeur dans ce secteur et, parmi ceux de second ordre, notons pour la rive nord les rivières Portneuf, Jacques-Cartier, Saint-Charles, Montmorency et Sainte-Anne-du-Nord et pour la rive sud, les rivières Chaudière et Etchemin.c) L’estuaire moyen supérieur.Ce secteur s’étend de l’île d’Orléans à l’île aux Coudres et il est caractérisé par la région de mélange entre les eaux douces et les eaux salées.C’est aussi dans ce secteur que la configuration du fleuve change rapidement.La largeur passe de quelques kilomètres à l’île d’Orléans à 20 kilomètres à la hauteur de l’île aux Coudres.De plus, la bathymétrie change radicalement ; la rive sud présente de nombreux hauts-fonds et elle est parsemée d’îles, alors que l’on observe du côté nord les profondeurs les plus grandes et le chenal principal.NATURE DES FONDS SOLIDES EN SUSPENSION ! i § MAREE REGIME HYDRODYNAMIQUE CORNWALL I80C____ MONTMAGNY 100 - PROFIL LONGITUDINAL TROIS- loc (2^3" 0 20 40 60 km Ç[O Figure 1 — Vue en plan.L'INGÉNIEUR MARS-AVRIL 1976 —15 d ) L’estuaire moyen inférieur.Ce dernier est caractérisé par l’absence de l’eau douce et par une grande largeur 25 km).D'une façon analogue au secteur précédent, le côté droit du fleuve (rive sud) est peu profond, alors que sur le côté gauche, on voit les profondeurs de l’eau augmenter, en l’espace de 15 km, de 25 à 365 m à l'approche du Saguenay.III.La région maritime Celle-ci comprend l’estuaire salin s'étendant du Saguenay à l’île d’Anticosti et le golfe Saint-Laurent qui ont un caractère exclusivement maritime.Les bassins qui s’y drainent sont en majeure partie localisés sur la Côte-Nord et couvrent une superficie d’environ 150,-000 km- jusqu’à l’île d'Anticosti.Les effets de marée prédominent nettement les apports fluviaux dans cette région.Hydrodynamique a) Vitesse La diversité des tronçons, soit lacustres, rapides fluviaux et maritimes, détermine une grande variation dans la nature des écoulements.La chute de Beauhar-nois, les rapides de Lachine, le chenal sud du tronçon Varennes-Sorel, les rapides de Deschambault et tout l’estuaire depuis Portneuf jusqu'à l’île d'Orléans constituent les zones des plus grandes vitesses.Comme le montre la figure 1, en dehors des secteurs lacustres et de quelques rapides, la vitesse d’écoulement dans le fleuve varie normalement entre 0.5 à 1.5 m/s, ce qui implique que le temps de parcours entre Cornwall et Portneuf (région non soumise au renversement du courant) est de deux à trois jours.À cause des effets de marée dans le haut estuaire, qui font plus que quintupler le débit fluvial et de la bathymétrie, la vitesse peut atteindre 2.75 m s dans la région de Québec.Les vitesses dans le chenal maritime (naturel ou dragué) sont, en général, deux à trois fois plus élevées que celles à l’extérieur du chenal, si bien qu'en considérant sa géométrie relativement prononcée (profondeur minimale 12 mètres, largeur minimale 250 mètres), un simple calcul montre qu’environ 50% des eaux du Saint-Laurent, en aval de Montréal, sont acheminées vers l’estuaire par ce couloir.Le pourcentage atteint 70% si l’on prend en considération les couloirs adjacents, de largeur inférieure à 100 mètres.À marée basse, dans la région de Québec, il arrive même que plus de 90% des eaux soient concentrées dans le chenal maritime (ex.: Cap-Santé).Le creusage du chenal maritime a donc modifié sensiblement la dynamique du milieu en concourant à augmenter le volume d’eau au centre du fleuve et à le réduire le long des rives.Les caractéristiques physiques et dynamiques en présence confèrent aux écoulements, du moins dans les secteurs autres que les rapides, un régime nettement * Valeurs obtenues auprès du ministère des Richesses Naturelles.fluvial, donc à écoulement lent, avec un nombre de Froude en général inférieur à 0.15 dans le chenal et de 0.05 en approchant des rives.Dans l’estuaire de mélange, la circulation des eaux est caractérisée par des courants de densité consécutifs à la rencontre des eaux douces et des eaux salées, qui entraînent une dissymétrie dans la répartition des courants de fond et de surface.Le maximum de vitesse peut être atteint pour le fond lors du flot et pour la surface lors du jusant.b) Débit Quant au débit liquide transporté par le Saint-Laurent et ses affluents, il est difficile de le définir par un seul cliché car il varie en fonction du temps et de l'espace.Il est quand même possible de résumer ses traits dominants en étudiant séparément sa variation temporelle et spatiale.L’analyse sur une base journalière des débits * du Saint-Laurent aux rapides de Lachine montre, qu’entre 1950 et 1974, les valeurs extrêmes observées sont respectivement de 13,600 m' s (en 1974) et de 5,120 m s (en 1965).De plus, pour cette même période, le rapport (sur une base annuelle) des débits de crue à l’étiage varie entre 1.37 à 2.03 pour une valeur moyenne de 1.67.C’est donc dire que les variations du débit du Saint-Laurent sont très faibles et que les Grands Lacs jouent un rôle important dans la régularisation.L'analyse des moyennes annuelles du débit du Saint-Laurent, toujours à la hauteur des rapides de Lachine, montre un comportement particulier.En effet, le débit moyen annuel du Saint-Laurent a diminué graduellement depuis 1950 (8,900 m3/s) pour atteindre une valeur minimale en 1964 (6,400 mVs).Depuis, le débit moyen n’a cessé d'augmenter pour atteindre une valeur de 10,200 m3/s en 1974.Les nombreux travaux exécutés à la sortie des Grands Lacs expliquent en partie ces variations.Les débits des principaux tributaires du Saint-Laurent sont beaucoup plus faibles mais, par contre, leurs variations relatives sont plus importantes.L’Outaouais est partiellement régularisé à environ 2,000 m3/s au barrage de Carillon.Les eaux atteignent le Saint-Laurent en se partageant comme suit : 25% par le chenal Sainte-Anne, 12% par le chenal Vau-dreuil, 50% par la rivière des Prairies et 12% par la rivière des Mille-Îles.Ces proportions peuvent varier en fonction du débit qui peut atteindre 8,500 m3/s en crues extrêmes.Le débit moyen du Saint-Maurice est de 670 m3/s et les valeurs (journalières) extrêmes ont atteint 115 et 3,900 m3/s.Au cours des années, de 1959 à 1971, le rapport du débit de crue au débit d’étiage a varié de 5.8 à 15.2 pour une moyenne de 9.6.L’apport du débit des affluents par rapport au Saint-Laurent est relativement faible.Par exemple, l’Outa-ouais représente environ 16% du débit total, alors que le Saint-Maurice ne représente en moyenne que 6%.À 16 — MARS-AVRIL 1976 L'INGÉNIEUR la hauteur de Québec, 1 apport des affluents atteint environ 30%.De plus, la période de crues des tributaires est échelonnée sur près de 2.5 mois, de sorte que les variations du débit du fleuve sur son ensemble sont toujours faibles.Même si les apports des affluents sont faibles sur le plan hydraulique, il n’en demeure pas moins qu’ils peuvent contribuer d’une façon beaucoup plus importante dans d'autres domaines comme, par exemple, au niveau des charges polluantes ou sédimentaires.La figure 1 rapporte la variation spatiale du débit moyen du Saint-Laurent sans tenir compte de la marée.Cette dernière, à la hauteur de Québec, entraîne une variation du débit qui peut facilement atteindre 51,000 m3/s à marée baissante.Mélange et diffusion des principaux affluents du fleuve Dès leur arrivée dans le Saint-Laurent, les affluents sont immédiatement rabattus contre les rives du fleuve étant donné la force d'inertie et les vitesses relativement grandes de ce dernier.De plus, ce phénomène est quelquefois favorisé par la bathymétrie à la hauteur des embouchures.Par la suite, les eaux des affluents longent les rives et chevauchent côte à côte celles du fleuve sur de très grandes distances avant d’atteindre un mélange homogène.L'interface est généralement verticale et constitue en fait la seule zone d’échange entre les deux eaux.Il existe bien sûr un certain degré de mélange causé par l'impact de la rencontre, mais ce dernier est généralement très faible pour les affluents étudiés.Une schématisation (figure 2) d'une vue en plan de l’arrivée d’un affluent dans le Saint-Laurent montre, à l'interface des deux cours d’eau, une ligne de démarcation très nette sur plusieurs kilomètres après l’intersection.Par la suite, une zone de mélange apparaît et elle va en s’élargissant avec la distance.À l'intérieur de cette zone, le mélange n'est pas uniforme ; il présente une allure Gaussienne allant d'un degré de mélange maximal sur la ligne médiane à une valeur nulle de chaque côté.Ainsi, les eaux qui occupent les parties externes peuvent parcourir de très grandes distances avant d’être affectées par le mélange.La mesure du mélange des affluents du Saint-Laurent avec ce dernier pose certaines difficultés.En effet, l’utilisation de traceurs classiques artificiels (colorants, matières radioactives.) ne peut être recommandée à cause des grandes dimensions du fleuve.Il faut donc utiliser des traceurs naturels, tels que la conductivité, la dureté totale ou la fluorescence.Cependant, plusieurs précautions essentielles doivent être prises avant de choisir un paramètre de référence.Citons, par exemple, l’uniformité de ce dernier dans chacun des cours d’eau avant le mélange, un écart suffisant entre les valeurs mesurées sur le Saint-Laurent et celles mesurées sur le tributaire afin d’assurer une précision des mesures, une valeur constante dans le temps et surtout une loi proportionnelle de mélange.Notons, par exemple, que plusieurs affluents de la rive sud ont une conductivité très voisine de celle du fleuve, de sorte que son utilisation peut conduire à de de m«lonq» du fleuve >nt module) a= 1.22 X 10“6 b=2.45 a=7.31xl0*« b= 1.99 a=2.96x 10-5 b= 1.95 a= 1.35 X 10-5 b= 1.85 a= 1.96x 10-4 b= 1.66 — Coefficient de corrélation 0.902 0.803 0.889 0.834 0.746 — CRUE Concentration maximale observée en mg/litre 1058 243 450 118 409 703 Débit solide maximal observé en tonnes/jour 20,444 10,990 14,944 3,504 6,184 54,000 Débits solides moyens en tonnes/jour 1782 477 1537 125 286 4466 ÉTIA- Moyenne des concentrations observée en mg/litre 75.5 18 41.5 6.5 18 45.6 GE Débits solides moyens en tonnes/jour 24 22 38.5 12.5 19 85.6 AN- NUEL- LE Moyenne des débits solides observés en tonnes/jour 1131 305 912 77 164 2356 * Qs : débit solide en tonnes par jour ; Qi : débit liquide en pieds cubes par seconde.Montréal et de 4.2 millions de tonnes à Québec en supposant pour ce dernier endroit une concentration équivalente à celle de Montréal.Or, les études précédentes ont bien mis en évidence le très fort volume de sédiments transportés en période de crue tant par les tributaires que par le Saint-Laurent lui-même (l’érosion du lit du Saint-Laurent contribue très peu à la charge solide en suspension).La rivière Châteauguay, par exemple, peut transporter plus de 5,000 tpj en période de crue malgré son très faible débit liquide par rapport au Saint-Laurent.On en conclut donc que les valeurs indiquées, par exemple, 4.2 millions de tonnes/an à Québec, constituent une sous-estimation de la valeur réelle et qu’il y a tout lieu de croire, en extrapolant à partir des tributaires, à des débits solides d’au moins 4 à 5 fois supérieurs, soit de l’ordre de 12 à 15 millions de tonnes/an à Montréal et de 20 à 25 millions de tonnes/an à Québec.Ces chiffres demeurent cependant faibles en comparaison de ceux obtenus pour d’autres fleuves comme l’Amazone : 400 millions tonnes/an, le Mississipi : 350 millions tonnes/an ; le Colorado : 150 millions tonnes/an.2) Caractéristiques physiques et mouvement de fond L’analyse sédimentologique ne saurait être complète sans la localisation des zones d’érosion, de transport solide et de déposition incluant le taux proprement dit du transport de fond dans le Saint-Laurent.Les études ont été développées en utilisant plusieurs critères d’érosion et des formules de charriage de sédiments (transport de fond) lesquels font intervenir plusieurs paramètres liés à l’écoulement et à la nature des fonds : vitesses moyenne et maximale, force tractrice, pente de la ligne d’énergie, dimensions caractéristiques des grains, densité, température, etc.L’étude des caractéristiques granulométriques a permis en particulier de déterminer les fractions en argile, en silt (limon), en sable et en gravier des sédiments et d’établir des cartes illustrant la nature des fonds entre Cornwall et Trois-Pistoles.La figure 1 montre en profil, à partir des diamètres moyens, l’évolution des dimensions caractéristiques de chacune des classes d’après leur position relative à l’intérieur et à l’extérieur du chenal maritime.22 — MARS-AVRIL 1976 LINGÉNIEUR L’examen des résultats appelle plusieurs commentaires.En particulier, on note que les matériaux formant les fonds du Saint-Laurent sont très diversifiés, même sur une seule section : roc, argile compacte, silt (limon), sables, graviers uniformes ou mélanges de toute sorte.Cependant, on peut quand même déceler trois grands tronçons où les sédiments hors chenal deviennent de plus en plus fins en allant d’amont vers l’aval.Il s’agit du tronçon Cornwall-Valleyfield (lac Saint-François), de la sortie du lac Saint-Louis à Va-rennes et finalement, de Varennes au lac Saint-Pierre.Dans ces tronçons on assisterait à une ségrégation naturelle des matériaux de fond causée par les courants.Aucune tendance similaire n’a pu être décelée en aval du lac Saint-Pierre, la diversité des fonds étant attribuable, en grande partie, au phénomène de marée.Les argiles compactes présentent un fond stable, tandis que, pour le Saint-Laurent, les graviers forment un pavage difficilement érodable qui protège ainsi les couches sous-jacentes.En conséquence, seuls les sables (transportés assez souvent sous forme de dunes) ou matériaux fins de déposition récente sont susceptibles d’être entraînés par les courants.La disponibilité en solide des fonds se trouve ainsi réduite.L’évaluation du taux de charriage s’avère d'autant plus difficile à déterminer que le Saint-Laurent présente une mosaïque de fond hétérogène et complexe reliée à la grande diversité des matériaux qui la forment.D'une façon générale, les résultats ont montré que le fleuve Saint-Laurent avait une capacité de charriage bien supérieure à la valeur estimée, soit entre 50 et 500 tpj en période d’étiage et il se contente ainsi de transporter la masse de solide qu’il reçoit.C’est là une caractéristique de jeunesse.Cette faible disponibilité apparente de sédiments peut être attribuable, en partie, au rabattement même des affluents le long des rives qui fait que les solides de fond en provenance des tributaires sont contraints de se mouvoir près des rives.Jusqu’ici les études n’ont pas couvert cette facette particulière du transport solide qui joue un rôle de premier plan dans tout aménagement de rive (zone récréative, prise d’eau, marina, ouvrages portuaires, etc.).Bien que faible cependant, le transport de fond dans le reste du fleuve joue un rôle majeur dans l’équilibre de chaque milieu : physique, écologique, etc.(L’impact écologique des sédiments du Saint-Laurent a été reconnu en ce sens qu’ils jouent dans la dynamique des relations entre la vie aquatique et le milieu qui la supporte et dans les échanges eaux-solides auxquels adhèrent les polluants.) 3) Quelques interprétations dynamiques par secteur Lac Saint-François : le fleuve, relativement rapide en amont du lac Saint-François, témoigne d’une très grande capacité érosive.Par ailleurs, le bilan de la charge sédimentaire est positif, ce qui implique qu’une partie des solides en suspension sédimente dans le lac.En somme, le lac Saint-François se comporte comme un grand réservoir de sédimentation, ce qui explique sans doute la fréquence des dragages d’entretien du chenal de navigation.Lac Saint-Louis - lac Des-Deux-Montagnes : il est probable qu'une partie des sédiments transportés par la rivière Châteauguay, se dépose en arrivant dans le lac Saint-Louis.Ce fait est confirmé par la nécessité des dragages d'entretien (sur fonds de sables et de graviers) du chenal maritime à cet endroit.Comme, d’autre part, le barrage de Carillon doit retenir les sédiments de fond de la rivière Outaouais, le même phénomène n’est pas pressenti à l’entrée du lac Des-Deux-Montagnes.Lachine-Varennes : cette partie du fleuve, possédant des fonds en grande partie graveleux ou rocheux et une fraction importante étant argileuse, peut être considérée comme une zone d’érosion ou de transport solide en équilibre (débit d’entrée = débit de sortie).Il est clair, au vu de l’intensité des écoulements qu’il ne peut se produire de déposition dans cette région, sauf aux points de singularités comme dans le port de Montréal, à proximité des îles, près de la rive sud, etc.Rivières des Prairies et Mille-Îles : d’une part, le bilan sédimentologique des deux rivières semble en équilibre, mais, d’autre part, l’hydrodynamique et la physiographic des lieux laissent présager la sédimentation dans la rivière des Mille-Îles et quelques activités érosives dans la rivière des Prairies.Varennes-Sorel : les vitesses supérieures à 0.7 m/s interdisent tout dépôt de particules fines dans la zone du chenal.Les berges de l’île de Verchères sont fortement érodées en bordure du chenal.Par contre, au voisinage des autres îles, les vitesses plus faibles permettent certaines dépositions, d’où les fréquents dragages dans la région de Contrecœur.Du côté nord de l’archipel, le lit, plus sablonneux, fait apparaître des mouvements de fond à plusieurs endroits.En allant vers l’aval, jusqu’aux îles de Sorel, l’aspect érosif ou de transport solide est en évidence.îles de Sorel : cette région constitue une vaste zone de déposition sauf à proximité immédiate du chenal maritime où les vitesses restent très élevées et supérieures à 1 mètre par seconde.On est en présence ici d’une formation deltaïque intérieure à l’entrée de l’estuaire d’eau douce.Les digues submergées, coupant la plupart des bras secondaires du delta, peuvent être une des causes, sinon la principale, de la forte déposition de particules en suspension dans ce secteur.Du point de vue morphologique, une surélévation du plan d’eau a pour effet de provoquer un rehaussement de lit, si bien que les chenaux secondaires sont devenus depuis des zones potentielles de sédimentation jusqu’à ce qu’un nouveau régime d’équilibre sédimentologique soit établi.La disparition de ces digues aurait un effet contraire, en ce sens qu’on noterait alors un entraînement rapide des fonds et une remise en suspension de la plupart des éléments fins déposés, ce qui serait sans doute très néfaste pour la qualité du fleuve en général.De l’autre côté, les vitesses sont plus fortes et associées au batillage causé par les bateaux, elles provoquent de fortes érosions notamment aux îles de Grâces, Lapierre et des Barques.À certains endroits, comme sur l’île des Barques, des reculs de berges aussi élevés que 20 m/an ont été enregistrés.Lac Saint-Pierre : il existe un certain potentiel de rétention des matériaux de fond à l’entrée du lac.Cependant, les vitesses sont, en général, suffisamment élevées pour maintenir en suspension la plupart des particules fines qui pénètrent avec les eaux.Il est probable qu’une L'INGÉNIEUR MARS-AVRIL 1976 — 23 partie des solides en suspension (ceux de plus grande taille) sédimentent progressivement dans le lac pour se mouvoir continuellement, ou de façon intermittente avec les crues, sur les fonds jusqu’à l’exutoire et être remis ensuite en suspension avec l’accélération des courants.Cette hypothèse pourrait expliquer l’augmenia-tion brusque des concentrations à la sortie du lac.Il semble bien que le lac Saint-Pierre a atteint son régime d'équilibre en ce sens que sur une base annuelle, le bilan sédimentologique (de fond et en suspension) devrait se balancer.En conséquence, il ne constituerait pas, comme on serait porté à le croire, un vaste réservoir de sédimentation.Cette stabilité est confirmée par le fait que le premier chenal dragué dans le lac Saint-Pierre (1840) est encore perceptible dans la physiographic des fonds.Trois-Rivières - Québec : en aval de Trois-Rivières, les eaux du Saint-Laurent ont en général suffisamment d’énergie pour transporter la masse sédimentaire (de fond et en suspension) sauf aux zones d’encombrement (battures, quais, baies, etc.).La seule exception existe aux environs de Sainte-Anne-de-la-Pérade où il y a densité de dragage d’entretien fréquent relié, semble-t-il, aux apports de fond des rivières Batiscan et Sainte-Anne.Québec - Saguenay : au point de vue hydrodynamique, le bras nord de l’Ile d’Orléans et le côté sud du fleuve en aval de l’île présentent des indices propices à la sédimentation.Par ailleurs, la zone la plus critique d’accumulation de matériaux grossiers dans le chenal se situe entre Cap Brûlé et File d'Orléans, du fait de l’instabilité de la zone créée par la présence du point nodal eaux douces - eaux salées.Cette déposition nécessite de coûteux dragages d’entretien.D’autre part, les vitesses observées dans le chenal en aval de l’île d’Orléans sont assez grandes pour produire un charriage de fond et même la formation de dunes.Il reste cependant que ce secteur du fleuve, plus particulièrement le tronçon entre File d'Orléans et l’île aux Coudres, constitue la grande zone de sédimentation des 20 à 25 millions de tonnes de solides transportés par le fleuve.Conclusion Comme nous l'avons vu, le fleuve Saint-Laurent comporte plusieurs régions et sous-régions.Dans chacune de celles-ci, il est possible d’identifier des fonctions (navigation, dragage, régulation des eaux usées, récréation, aménagements industriels, urbains, agricoles et portuaires, protection des berges, pêche, habitat faunique, etc.) et des processus (lacustre, fluvial, rapides, îles, etc.) qui, par interaction réciproque, sont des facteurs de contrôles physiques et dynamiques des différents régimes (hydrodynamique, sédimentologique, thermique, de glace, etc.).Au niveau des bassins de drainage, les pratiques sylvicoles et agricoles, de même que l’utilisation du territoire en général, influencent le cycle hydrologique et favorisent l’érosion : deux éléments de base relatifs à la dynamique d'un cours d’eau.La connaissance de ces facteurs en est encore à ses débuts.Les recherches futures devraient s’orienter vers l’évolution spacio-temporelle des différents paramètres hydrodynamiques et sédimentologiques.Notons, en particulier, les mécanismes de transport solide, le comportement et les processus d’échange dans les zones de mélange et dans les aires de sédimentation, notamment en période de crues (n’oublions pas que plus de 80% de la masse solide est en mouvement durant cette période), la datation des dépôts, etc.afin d’avoir une meilleure vue d'ensemble sur les activités morphologiques et dynamiques du Saint-Laurent.En somme, chaque processus physique ou régime dynamique devrait être identifié en fonction de critères spacio-temporels selon les caractères dominants de chaque région et sous-région, étant donné le portrait hétérogène du fleuve Saint-Laurent.¦ RÉFÉRENCES 1.ANGINO, E.E.et O BRIEN, W.J., (1968).Effects of suspended materials on water quality.Int.Assoc, of scientific Hydrology.Pub.No.8, 120-128.2.ANONYME (1974).Ontario Water Resources Commission and Quebec Water Board.Ottawa River Basin, Water Quality and its Control, Vol.1, 1974.3.ANONYME (1969).Report to the International Joint Commission on the Pollution of Lake Erier, Lake Ontario and the International Section of the St.Lawrence River, 1969.4.FRENETTE, M.et LARINIER, M.(1973).Some results of the Sediments Regime of the St.Lawrence River.Symposium on Fluvial Processes and Sedimentation, Edmonton, Alberta.5.FRENETTE, M.et HARVEY, B.(1969).Cours d’Hy-draulique fluviale, Presses de l’Université Laval, 156 p.6.FRENETTE, M.et LARINIER, M.(1972).Aspect sédimentologique du fleuve Saint-Laurent entre Cornwall et Varennes — rapport Centreau, Université Laval.7.FRENETTE, M.et LARINIER, M.(1974).Régime sédimentologique du fleuve Saint-Laurent entre Varennes et Montmagny, rapport Centreau, Université Laval.8.FRENETTE, M., SASSEVILLE, J.-Ls et SERODES, J.-B.(1974).Aspects physique, chimique et biologique des sédiments du fleuve Saint-Laurent, Colloque sur le Saint-Laurent, 110 p.9.FRENETTE, M., LLAMAS, J.et LARINIER, M.(1974).Modèle de simulation du transport solide des rivières Chaudière et Châteauguay.Centreau, rapport CRE 74/05, Université Laval.10.SOUCY, A., SERODES, J.-B.et BARBEAU, C.(1975).Etude de la qualité des sédiments en suspension du fleuve Saint-Laurent entre Québec et Trois-Rivières.Centreau, Université Laval.IL VERRETTE, J.-Ls (1971).Comparaison des effets de diffusion superficielle sur modèle réduit et dans le fleuve Saint-Laurent.Congrès de l’A.I.R.H., Paris.12.VERRETTE, J.-Ls et ROBITAILLE, S.(1973).Étude de la diffusion et des régimes hydrodynamique et thermique du fleuve Saint-Laurent entre Cornwall et Varennes.Rapport Centreau, Université Laval.13.VERRETTE, J.-Ls et CERCEAU, J.(1973).Étude expérimentale des conditions de bon mélange à l’intersection de deux écoulements à surface libre.Congrès de l’A.I.R.H., Istanbul.14.VERRETTE, J.-Ls et LEMIRE, F.(1974).Étude de la diffusion et des régimes hydrodynamique et thermique du fleuve Saint-Laurent entre Varennes et Montmagny.Rapport Centreau, Université Laval.15.VERRETTE, J.-Ls et ROBITAILLE, S.(1974).Étude du mélange des eaux du Saint-Maurice et du Saint-Laurent.Congrès de l'ACFAS, Annales de l’ACFAS, mai 1974, Québec.16.VERRETTE, J.-Ls et TRIBOULET, J.-P.(1975).Modèle mathématique du régime thermique des eaux du Saint-Laurent, rapport interne.24 — MARS-AVRIL 1 976 L'INGÉNIEUR Z*