Conseil international du lac Ontario et le fleuve Saint-Laurent

Section 2: Effets de la régularisation sur les niveaux d’eau et sur les débits

2.1 Quel était le but de la construction de la Voie maritime et du barrage hydroélectrique?
2.2 Quels étaient les facteurs à l’origine des changements de niveau dans le lac Ontario avant la régularisation, et quels sont ces facteurs depuis la régularisation?
2.3 Quel était le cycle annuel « naturel » des niveaux d’eau dans le lac Ontario avant la régularisation, par rapport au cycle après la régularisation?
2.4 Pourquoi les niveaux d’eau du lac Ontario étaient-ils plus bas avant la régularisation qu’après la régularisation?
2.5 Depuis la régularisation, qu’est-ce qui a causé les modifications du niveau d’eau dans le fleuve Saint-Laurent?
2.6 Quels étaient les niveaux « naturels » dans le fleuve Saint-Laurent, en aval de Cornwall et Massena, avant la régularisation?
2.7 De quelle façon calcule-t-on le niveau moyen à long terme du lac Ontario?
2.8 De quelle façon le niveau prescrit par le plan diffère-t-il du niveau réel du lac Ontario?
2.9 Pourquoi le niveau du lac Ontario ne peut-il pas être maintenu au niveau moyen durant toute l’année?
2.10 Quelles mesures prend le Conseil international de contrôle du fleuve Saint-Laurent pour gérer les glaces dans le Saint-Laurent au cours de l’hiver?
2.11 Pourquoi le niveau du lac St. Lawrence est-il bas lorsque les débits sont élevés? Quels sont les avantages et/ou les problèmes d’une telle situation?
2.12 Pourquoi le niveau d’eau du fleuve Saint-Laurent est-il si variable à l’ouest du barrage Moses-Saunders, et si peu élevé l’hiver de 2015? De telles conditions peuvent-elles nuire aux poissons?
2.13 De quelle façon la régularisation du lac Ontario réduit-elle les inondations dans la région de Montréal?

 

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2.1 Quel était le but de la construction de la Voie maritime et du barrage hydroélectrique? [retour au début]

Les principaux objectifs des aménagements de la Voie maritime et du barrage hydroélectrique sur le fleuve Saint-Laurent étaient d’assurer un apport d’eau constant pour la production d’hydroélectricité, des niveaux et des débits suffisants pour la navigation et la réduction des inondations en amont et en aval des installations. Ces objectifs sont reflétés dans l’ensemble des critères et des exigences contenus dans l’ordonnance d’approbation de la CMI permettant la construction et l’exploitation de cet aménagement.

2.2 Quels étaient les facteurs à l’origine des changements de niveau dans le lac Ontario avant la régularisation, et quels sont ces facteurs depuis la régularisation? [retour au début]

Les facteurs naturels qui influaient sur les niveaux d’eau du lac avant la régularisation sont restés les mêmes après la régularisation. Ces facteurs naturels comprennent les débits en provenance du lac Érié et les régimes climatiques (précipitations, vent et températures) qui, ensemble, influent sur le réseau hydrologique. Les modifications de courte durée des débits du lac Ontario ont très peu d’effet sur le niveau d’eau du lac en comparaison aux facteurs naturels.

2.3 Quel était le cycle annuel « naturel » des niveaux d’eau dans le lac Ontario avant la régularisation, par rapport au cycle après la régularisation? [retour au début]

Au fil des ans, les niveaux de pointe se sont produits au début de l’été et les niveaux d’étiage se sont produits au début de l’hiver, en moyenne, et ce avant comme après la régularisation. Les variations annuelles du cycle hydrologique peuvent modifier la période de ces niveaux de pointe et de ces niveaux d’étiage. L’intervalle de fluctuation moyen entre les niveaux d’étiage hivernaux et les niveaux de pointe estivaux sont semblables : avant la régularisation, il était d’environ 0,49 m (1,6 pi), et depuis le début de la régularisation en 1960, il est en moyenne de 0,50 m (1,6 pi). De plus, depuis le début de la régularisation, le passage du niveau de pointe estival au niveau d’étiage hivernal se fait un peu plus rapidement, en moyenne.

2.4 Pourquoi les niveaux d’eau du lac Ontario étaient-ils plus bas avant la régularisation qu’après la régularisation? [retour au début]

Les niveaux d’eau du lac Ontario étaient plus bas, en moyenne, avant la régularisation, car la quantité des apports d’eau était, en moyenne, moins élevée. Sans la régularisation, le lac Ontario aurait atteint de nouveaux records de hauts niveaux d’eau plusieurs fois depuis 1960. Même si la régularisation a réduit les impacts des apports élevés, elle ne les a pas complètement éliminés.

À titre d’exemple, durant la période humide du milieu des années 1980, le niveau du lac a dépassé 75,3 m (247,05 pi) avec la régularisation. Si les ouvrages et les procédures de régularisation n’avaient pas été en place, le niveau aurait atteint environ 76,0 m (249,34 pi), soit environ 70 cm (plus de 2 pi) de plus qu’avec la régularisation (voir figure plus bas). À titre de comparaison, durant la période sèche du milieu des années 1960, le niveau du lac Ontario aurait été d’environ 60 cm (2 pi) inférieur à ce qu’il aurait été avec la régularisation, tel qu’indiqué dans le graphique ci-dessous.

Même si les exemples ci-dessus indiquent que les résultats de la régularisation durant les conditions extrêmes d’apport en eau peuvent être significatifs, en général, durant les périodes plus normales d’apport en eau, la régularisation ne modifie le niveau d’eau du lac Ontario que de quelques centimètres/pouces, ce qui n’est pas significatif.

2.5 Depuis la régularisation, qu’est-ce qui a causé les modifications du niveau d’eau dans le fleuve Saint-Laurent? [retour au début]

Le fleuve Saint-Laurent commence à l’embouchure du lac Ontario et il se jette dans le golfe du Saint- Laurent, puis dans l’océan Atlantique. Les effets de la régularisation du lac Ontario se font sentir jusqu’à Trois-Rivières (Québec), en aval, où les effets des marées deviennent plus dominants. La frontière internationale entre le Canada et les États-Unis se trouve entre les rives du fleuve jusqu’au barrage Moses Saunders à Cornwall, en Ontario et à Massena, dans l’État de New York. À environ 10 km (6 milles) en aval de ce point, le fleuve est entièrement à l’intérieur du Canada, quoique le bassin versant se prolonge aussi jusqu’aux États-Unis.

Les facteurs naturels comme les précipitations, le ruissellement et les ondes de tempêtes causées par les vents forts ont continué, après la régularisation, à influer sur les niveaux d’eau du fleuve Saint- Laurent et de ses affluents. L’affluent le plus important est la rivière des Outaouais, qui a une grande influence sur les niveaux et les débits du fleuve Saint-Laurent, en aval de sa jonction avec le fleuve, au niveau du lac Saint-Louis. Avec la régularisation, les débits du lac Ontario peuvent être contrôlés davantage lorsque le débit de la rivière des Outaouais est élevé.

Comme avec tous les grands barrages, les niveaux en amont du barrage, dans le lac St. Lawrence, sont principalement déterminés par le débit du barrage. Ainsi, des débits élevés font baisser le niveau du lac et des débits faibles font monter le niveau du lac. En plus d’être influencés par les débits du fleuve, les niveaux sont modifiés lorsque des vents forts soufflent à la surface de l’eau, ce qui peut causer des ondes de tempête n’importe où sur le fleuve.

2.6 Quels étaient les niveaux « naturels » dans le fleuve Saint-Laurent, en aval de Cornwall et Massena, avant la régularisation? [retour au début]

Avant la régularisation, le tronçon du fleuve Saint-Laurent situé en aval de Cornwall, en Ontario, et de Massena, N.Y., subissait des fluctuations extrêmes de niveaux et de débit, et ces fluctuations correspondaient aux fluctuations du niveau d’eau dans le lac Ontario. Ces fluctuations étaient modérées dans une certaine mesure par les rapides qui étaient situées dans le fleuve. Pour les secteurs en aval du lac Saint-François, les débits du fleuve Saint-Laurent étaient aussi influencés par les fluctuations du débit de la rivière des Outaouais. Les fluctuations les plus extrêmes, toutefois, étaient causées par les embâcles dans le fleuve. La capacité de régularisation du barrage Moses- Saunders et l’exploitation par Hydro-Québec du complexe Beauharnois ont essentiellement éliminé le risque d’inondation par des embâcles. Comme le barrage peut réduire les débits du lac Ontario pour compenser les débits élevés dans la rivière des Outaouais, les inondations en aval de sa confluence avec le fleuve Saint-Laurent, près de Montréal, ont aussi été réduites.

Le niveau du lac St. Lawrence, situé juste en amont du barrage à Cornwall et Massena, baisse lorsque les débits du barrage sont augmentés, puisque le débit du lac Ontario est ainsi augmenté. La hauteur de chute plus basse qui en résulte, c’est-à-dire la différence de niveau d’eau entre les deux côtés du barrage, peut réduire la quantité d’électricité produite si elle n’est pas compensée par une augmentation du débit. Dans ce cas, les niveaux d’eau plus faibles, combinés à un courant plus fort du fait de l’augmentation du débit, rendent la navigation de plaisance plus dangereuse. Ce phénomène se produit dans les lacs d’amont, situés en amont de barrages de régularisation des eaux, et il faut en tenir compte lors de la sélection de l’emplacement des quais, des installations de mises à l’eau et des marinas.

2.7 De quelle façon calcule-t-on le niveau moyen à long terme du lac Ontario?[retour au début]

Le niveau d’eau moyen à long terme du lac Ontario est calculé à partir des niveaux d’eau mesurés par un réseau coordonné de stations hydrométriques, placées de façon stratégique aux abords des rives du lac Ontario (lien hypertexte vers carte des stations), de façon à compenser les répercussions à court terme des vents et de la pression barométrique. La période d’enregistrement de la moyenne à long terme pour le lac Ontario a commencé en 1918, elle inclut donc les niveaux existants avant et après la construction du barrage Moses–Saunders. Comme le niveau du lac varie naturellement avec les saisons, le niveau moyen du lac est calculé pour diverses périodes durant l’année (p. ex., niveau mensuel, niveau par quart de mois, niveau pour le début du mois).

2.8 De quelle façon le niveau prescrit par le plan diffère-t-il du niveau réel du lac Ontario?[retour au début]

Le niveau du lac Ontario prescrit par le plan est le niveau qui serait mesuré dans le lac Ontario si le Conseil avait fixé les débits conformément au plan de régularisation (Plan 1958-D). Le niveau prévu au plan est calculé d’après la différence entre le niveau réellement mesuré dans le lac Ontario et l’effet des écarts de débits cumulés (c’est-à-dire les différences entre les débits réels et les débits prévus au plan). En cas de réduction des débits (c’est-à-dire lorsque le Conseil a approuvé des débits inférieurs à ceux précisés dans le plan de régularisation 1958-D), de l’eau est emmagasinée dans le lac, et le niveau réel est alors supérieur au niveau prévu au Plan; tandis qu’en cas d’augmentation des débits (c’est-à-dire lorsque le Conseil a approuvé des débits supérieurs à ceux précisés dans le plan de régularisation 1958-D), de l’eau est évacuée du lac, et le niveau réel est alors inférieur au niveau prévu au Plan. Le niveau prévu au plan est égal au niveau réel du lac en l’absence d’écarts cumulés.

2.9 Pourquoi le niveau du lac Ontario ne peut-il pas être maintenu au niveau moyen durant toute l’année?[retour au début]

Un certain nombre de facteurs influent sur le niveau du lac Ontario. Les facteurs déterminants des fluctuations des niveaux d’eau sont principalement le débit en provenance du lac Érié (lequel dépend des apports d’eau reçus par ce lac ainsi que de ceux reçus par les lacs en amont) et, dans une moindre mesure, les apports d’eau nets au lac Ontario même (c’est-à-dire les effets nets des précipitations, du ruissellement, de l’évaporation et des eaux souterraines). Un facteur moins important est le débit du lac Ontario (expliqué ci-dessous). Pour maintenir en tout temps le niveau d’eau du lac Ontario au niveau moyen, le débit régularisé du lac devrait continuellement être révisé pour compenser les apports d’eau plus élevés et moins élevés que la moyenne : une tâche pratiquement impossible. Comme on ne peut pas mesurer les apports d’eau avec une certitude absolue, il y aurait un risque d’erreurs si on révisait les débits sortants pour tenir compte des variations d’apports d’eau. Ensuite, et c’est le plus important, les variations du débit ont un effet disproportionné sur le niveau d’eau du cours inférieur du fleuve Saint-Laurent par rapport au niveau du lac Ontario même, ce qui fait que des augmentations et des réductions importantes du débit peuvent causer des préjudices indus en aval, tout en n’ayant que peu d’impact sur le niveau d’eau du lac Ontario. De plus, le débit du lac est limité par la capacité physique du fleuve Saint-Laurent et par la capacité du barrage hydroélectrique Moses-Saunders. L’amplitude de la capacité est moins grande que l’amplitude des apports d’eau historiques reçus par le lac sur de courtes périodes de temps. Par exemple, les débits hebdomadaires ne pourraient pas être aussi élevés que les apports d’eau hebdomadaires les plus élevés qui ont été, et qui pourraient encore être, enregistrés. Dans de telles situations, le niveau du lac Ontario montera. De même, les débits hebdomadaires ne pourraient pas être aussi bas que les plus faibles apports d’eau enregistrés, dans ce cas, le niveau du lac Ontario baissera. Enfin, les fluctuations naturelles du niveau d’eau (niveaux élevés et bas) sont importantes pour la santé de l’écosystème. Les débits doivent être fixés en tenant compte de tous les intérêts, en amont et en aval, pour éviter de porter un préjudice indu à un intérêt au profit d’un autre intérêt. Le plan de régularisation du lac Ontario vise le maintien des niveaux d’eau entre une limite supérieure et une limite inférieure établies, au moyen de la révision des débits en fonction du niveau du lac Ontario et des apports d’eau reçus. Mais pour les raisons indiquées, l’impact des débits régularisés sur les niveaux d’eau est limité, et le niveau d’eau ne peut pas être maintenu au niveau moyen, ou près du niveau moyen, en tout temps. Par conséquent, durant les périodes d’apports d’eau relativement faibles, le niveau du lac Ontario sera inférieur à la moyenne à long terme, tandis que le niveau sera supérieur à la moyenne durant les périodes d’apports d’eau relativement élevés. Même si le niveau du lac Ontario peut être près de la moyenne à un moment donné (en général, durant les longues périodes d’apports d’eau relativement normaux), le niveau réel du lac est rarement égal au niveau moyen pendant une période donnée de l’année.

2.10 Quelles mesures prend le Conseil international de contrôle du fleuve Saint-Laurent pour gérer les glaces dans le Saint-Laurent au cours de l’hiver? [retour au début]

La régularisation du débit du lac Ontario a beaucoup réduit l’incidence des embâcles dans le fleuve Saint-Laurent, en amont et en aval du secteur de Cornwall et Massena. Avant la régularisation, les embâcles fréquents dans le fleuve étaient une grande cause des fluctuations extrêmes de niveau et de l’inondation des propriétés riverains.

En hiver, le Conseil, de concert avec son Groupe consultatif sur les opérations, surveille de près la formation des glaces dans le Saint-Laurent. Il peut augmenter ou diminuer les débits en provenance du lac Ontario, selon les conditions, aux fins de la gestion des glaces. Par exemple, il diminue parfois le débit du lac en deçà de ce que prévoit le plan de régularisation afin de réduire la vitesse du courant et de favoriser la formation d’une couverture de glace stable. Une couverture stable aide à empêcher que des morceaux de glace s’accumulent dans des secteurs plus étroits ou obstrués et qu’ils créent des embâcles qui provoquent des inondations. Une couverture de glace stable prévient aussi le colmatage, par de la glace non consolidée, des prises d’eau servant à la production d’hydroélectricité. Par contre, à d’autres moments, il augmente le débit pour aider à briser la glace non consolidée et à évacuer les morceaux qui sont restés pris ou dont la présence nuit à certains endroits. Après avoir consenti des écarts par rapport au plan, le Conseil réévalue le débit du lac dès que l’occasion se présente, pour redonner au lac le niveau qu’il aurait eu si le débit prévu avait été respecté.

Dans le Saint-Laurent, la couverture de glace commence habituellement à se former dans le cours inférieur du fleuve, juste en amont de la région de Montréal, dans le canal de Beauharnois, puis elle progresse en amont du barrage Moses-Saunders, dans le tronçon international. Quand la couverture est stable assez loin en amont dans le tronçon international, les vannes du barrage Iroquois peuvent être abaissées pour aider l’englacement en amont, vers le du lac Ontario. Des estacades sont aussi utilisées dans le fleuve pour aider la formation de la couverture de glace.

2.11 Pourquoi le niveau du lac St. Lawrence est-il bas lorsque les débits sont élevés? Quels sont les avantages et/ou les problèmes d’une telle situation? [retour au début]

Le niveau du lac St. Lawrence, situé juste en amont du barrage à Cornwall et Massena, baisse lorsque les débits du barrage sont augmentés, puisque le débit du lac Ontario est ainsi augmenté. La hauteur de chute plus basse qui en résulte, c’est-à-dire la différence de niveau d’eau entre les deux côtés du barrage, peut réduire la quantité d’électricité produite si elle n’est pas compensée par une augmentation du débit. Dans ce cas, les niveaux d’eau plus faibles, combinés à un courant plus fort du fait de l’augmentation du débit, rendent la navigation de plaisance plus dangereuse. Ce phénomène se produit dans les lacs d’amont, situés en amont de barrages de régularisation des eaux, et il faut en tenir compte lors de la sélection de l’emplacement des quais, des installations de mises à l’eau et des marinas.

2.12 Pourquoi le niveau d’eau du fleuve Saint-Laurent est-il si variable à l’ouest du barrage Moses-Saunders, et si peu élevé l’hiver de 2015? De telles conditions peuvent-elles nuire aux poissons?[retour au début]

Les fluctuations et conditions de faible niveau d’eau du fleuve Saint-Laurent qui ont été observé l’automne de 2015, ont des causes et des effets complexes. Le tronçon fluvial situé juste à l’ouest et en amont du barrage Moses-Saunders, à proximité des villages de Long Sault et d’Ingleside, est communément appelé « lac St. Lawrence ». Il s’agit d’un réservoir artificiel créé vers la fin des années 1950 par l’endiguement du fleuve et qui sert de bassin de retenue d’amont pour la centrale hydroélectrique Moses-Saunders. Mais d’abord, expliquons les causes des fluctuations, puis discutons de leurs impacts.

Le niveau du lac St. Lawrence suit normalement un cycle saisonnier où, chaque année, il atteint un maximum saisonnier au printemps avant de diminuer graduellement vers un minimum saisonnier en hiver. Malgré cela, en 2015 le niveau du lac s’est approché des planchers historiques enregistrés à la même période (début décembre) en 1996, et comparable à ceux observé au début d’octobre 2015. La dernière fois où le niveau d’eau était inférieur à celui de décembre 2015, fût au début de décembre en 1974.

Ailleurs sur notre site Web http://www.ijc.org/fr_/islrbc/home, sous l’onglet Multimédia, des modules d’apprentissage expliquent les causes de certaines des fluctuations touchant le niveau d’eau du lac St. Lawrence. Le module 2 explique l’effet exercé par le débit du lac Ontario (régulé au barrage) sur le niveau d’eau du lac St. Lawrence, et le module 6 décrit les effets du vent sur le niveau d’eau. On trouve ci-dessous des détails supplémentaires décrivant les graphiques du niveau d’eau du lac Ontario et du lac St. Lawrence, ainsi qu’un autre pour le débit du lac Ontario, pour mieux illustrer l’état et l’interdépendance des conditions qui règnent en 2015.

Le Conseil a la responsabilité d’établir le débit du lac Ontario en s’assurant qu’il soit conforme aux ordonnances de la Commission mixte internationale, comme l’explique la Foire aux questions de l’onglet « Nouvelles et informations » de notre site Web. En général, lorsque le débit du lac Ontario augmente, cela provoque la baisse du niveau d’eau du lac St. Lawrence. D’avril à juin 2015, le débit et le niveau du lac Ontario sont demeurés bas, et c’est pourquoi le lac St. Lawrence a conservé un niveau supérieur à la moyenne. À la suite des conditions généralement humides qui ont prévalue plus tard durant l’été, sur le bassin du lac Ontario et celui du lac Érié (d’où provient environ 80 % de l’apport total net en eau du lac Ontario), le Conseil a intensifié le débit. Depuis, celui-ci est demeuré relativement élevé, puisque les apports totaux nets dans le lac Ontario sont également demeurés relativement importants.

Outre les effets du débit et des apports d’eau, les vents font également fluctuer le niveau du lac St. Lawrence à court terme. Les vents du sud ouest poussent l’eau vers le barrage, tandis que les vents du nord-est éloignent l’eau du barrage. Il n’est donc pas inhabituel de voir le niveau d’eau subir des hausses et des baisses marquées lorsque les vents sont forts et soutenus, comme c’est souvent le cas à cette période de l’année. En fait, les grandes fluctuations observées en novembre sur le lac St. Lawrence sont en bonne partie imputables aux vents, comme en fait foi le niveau extrêmement bas causé par de forts vents du nord-est persistants qui sont venus se combiner au maintien du débit relativement élevé pour cette période de l’année. Typiquement parlant, le niveau d’eau du lac St. Lawrence diminue normalement plus tard en hiver, à un seuil passablement inférieur à ce qu’il est au début de décembre 2015.

En moyenne, le niveau d’eau du mois de février est plus bas que celui enregistré au début de décembre 2015. En fait, durant les deux (2) dernières années, les basses températures hivernales se sont traduites en février par un niveau extrêmement bas (principalement en raison de la glace). Bien que ce bas niveau puisse avoir un impact sur la pêche sportive, l’impact sur l’écosystème n’est pas aussi critique à cette période de l’année, où le niveau saisonnier est à son minimum. Le doré, la perchaude et le brochet – principales espèces du lac St. Lawrence – frayent tous au printemps, alors que le niveau est habituellement beaucoup plus élevé que présentement, et puis plus tard dans l’année, ces espèces tendent à se réfugier dans des eaux plus profondes.

Lorsque le Conseil détermine le débit, il doit prendre en considération les effets potentiels pour l’ensemble des intérêts du Système lac Ontario-fleuve Saint-Laurent. À titre d’exemple, le bas niveau d’eau du lac St. Lawrence en novembre 2015 a nui à la navigation commerciale dans cette portion de la Voie maritime du Saint-Laurent, et plus tôt cet automne là, ce sont les plaisanciers qui en ont subi les effets. Bien qu’une réduction du débit rehausserait le niveau du lac St. Lawrence, cela résulterait en une diminution du niveau d’eau en aval sur le fleuve Saint Laurent et pourrait avoir des impacts sur la navigation commerciale près de Montréal et faire monter le niveau d’eau du lac Ontario, ce qui augmenterait les risques au détriment des populations riveraines.

2.13 De quelle façon la régularisation du lac Ontario réduit-elle les inondations dans la région de Montréal? [retour au début]

Historiquement, la ville de Montréal était sujette aux inondations, car elle est située au confluent de la rivière des Outaouais et du fleuve Saint-Laurent. La régularisation des débits du lac Ontario a réduit l’occurrence des inondations printanières dans la région de Montréal. Les crues printanières dans le bassin de la rivière des Outaouais peuvent être très élevées; elles peuvent décupler en quelques heures. La régularisation en temps opportun du débit du lac Ontario a très souvent contribué à éviter de graves inondations dans les régions de Montréal et du lac Saint-Louis durant les crues de la rivière des Outaouais. D’ordinaire, la réduction de ce débit est compensée par des débits plus élevés avant ou peu après la crue de la rivière des Outaouais. De plus, tel qu’indiqué plus haut, la réduction des embâcles dans le fleuve, rendue possible par l’aménagement, a grandement réduit l’occurrence d’inondations causées par des embâcles.