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Potentiel d'adaptation des modèles de fonte de glaciers tempérés aux spécificités des glaciers tropicaux

Zéphir, Dorian (2015). Potentiel d'adaptation des modèles de fonte de glaciers tempérés aux spécificités des glaciers tropicaux. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Au Pérou, l’approvisionnement en eau douce de plus de 200 millions de personnes est relié à la fonte des glaciers tropicaux. Ces glaciers ont montré une grande sensibilité aux changements climatiques ces dernières années perdant 30% de leur surface en 30 ans. Malgré l’ampleur potentielle des conséquences futures de ce retrait, les projections de l’évolution des ressources en eau dans les bassins versants alimentés par les glaciers tropicaux restent limitées en nombre et en précision. Une des raisons de cette situation est le faible choix actuel d’outils de modélisation adaptés aux spécificités des glaciers tropicaux. En effet, la majorité des modèles existants ont été conçus pour des glaciers tempérés et sont potentiellement inadaptés aux spécificités du climat tropical qui se distingue notamment par la puissance et la stabilité temporelle du rayonnement solaire incident.

L’objectif de cette étude est d’explorer des axes d’améliorations d’un modèle hydrologique « traditionnel » à base physique en intégrant tour à tour trois modules adaptés aux spécificités des glaciers tropicaux : un module d’ombre du relief avoisinant sur le glacier, un module multicouche de calcul de la température de glace et un module de sublimation permettant de prendre en compte la compétition entre la fonte et la sublimation. L’étude a été réalisée pour le glacier péruvien du Cuchillacocha situé à 20 km de Huaraz (Ancash) sur la cordillère Blanche sur des séries de données collectées en 2013 et 2014.

Les trois modules proposés ont tous eu pour effet de réduire le volume de fonte simulé par rapport au modèle traditionnel. Les résultats montrent également que les modules de température de glace et d’ombre ont des effets comparables et modérés sur l’estimation des volumes de fonte alors que le module de sublimation a un effet prononcé et variable entre les deux années de simulation.

Cette étude montre que chacun des modules proposés représente un axe potentiel d’amélioration en modélisation hydrologique des bassins versants alimentés par des glaciers tropicaux. Ces modules nécessiteront cependant des efforts de développement supplémentaires avant de pouvoir être intégrés de manière optimale dans des modèles existants.

Résumé anglais

In Peru, fresh water supply of over 200 million people is bounded to the melting of tropical glaciers. Those glaciers have shown a great sensitivity to climate change in the past few years, losing 30% in surface in 30 years. Existing models are designed for temperate glaciers and are, most certainly, not suitable for an accurate surveillance of tropical glaciers bounded to climatic specificities such as the temporal stability and the power of incoming solar radiations.

The absence of a dedicated model for the evaluation of this retreat may generate severe consequences on water resources projections of watersheds supplied by tropical glaciers. The goal of this study is to improve a « traditional » physically based hydrologic model by alternately integrating three modules adapted to tropical glaciers’ specificities: a shadow module of the surroundings of the glacier, a multilayer ice temperature module and a sublimation module that will take into account the competition between melting and sublimation. The study has been done on the Peruvian glacier of Cuchillacocha located at 20 km of Huaraz (Ancash) on the cordillera Blanca on datasets collected in 2013 and 2014.

All the modules presented in this study have reduced the melting volume simulated in comparison of the traditional model. Results also show that ice temperature and shadow modules have a comparable and moderate effect on the estimation of melting volumes whereas the sublimation module has a pronounced and variable effect on the two years of simulation.

This study shows that each module embodies a potential improvement for hydrologic modelling of watersheds supplied by tropical glaciers. Nonetheless those modules need further improvement and assessment in order to contribute to the creation of a model suitable for a better vigilance of tropical glaciers.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Bibliographie : pages 125-130.
Mots-clés libres: Glaciers Pérou Blanca, Cordillera Modèles mathématiques. Modèles hydrologiques Pérou Blanca, Cordillera. Hydrologie des bassins hydrographiques Pérou. Glaciers Facteurs climatiques. Eau Approvisionnement Pérou. fonte, glacier, tempéré, tropical, glaciers tropicaux, modélisation hydrologique, ombre, profil de température, sublimation
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Baraër, Michel
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 17 sept. 2015 14:09
Dernière modification: 17 sept. 2015 14:09
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1507

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