Un concept de fluide : Modélisation de la relation complexe entre les eaux souterraines et les eaux de surface des Grands Lacs

Photo of Allison Voglesong Zejnati
Allison Voglesong Zejnati
IJC
14 juin 2022
groundwater flint tributary

Comme elle est, à toutes fins utiles, invisible, il est difficile d’imaginer que la nappe phréatique du bassin des Grands Lacs puisse représenter un volume d’eau à peu près équivalent à celui du lac Michigan. Elle est répartie dans de vastes réservoirs souterrains qui jouent un rôle important puisqu’ils relient les Grands Lacs aux terres environnantes, au réseau hydrographique de surface, aux milieux humides et aux habitants des sous-bassins de la région.

Cependant, selon un rapport de 2021 de la United States Geological Survey sur les connaissances scientifiques nécessaires au sujet des Grands Lacs, on ne ignore actuellement dans quelle mesure le volume et la qualité des eaux souterraines influent sur le régime hydrologique global du réseau des Grands Lacs.

De la demande croissante en eaux souterraines par les secteurs agricole, résidentiel et industriel à la diminution prévue de l’aquifère en été synonyme d’une diminution de l’alimentation de la nappe phréatique, il est plus important que jamais de mieux comprendre la relation complexe qui existe entre les eaux souterraines et les eaux de surface des Grands Lacs.  

Afin d’améliorer leurs connaissances sur l’interaction entre les eaux souterraines et les eaux de surface, les gestionnaires et les chercheurs doivent trouver une façon de combiner les données en un seul modèle intégré. Dans son dernier rapport, le Comité de coordination des recherches du Conseil consultatif scientifique des Grands Lacs de la Commission mixte internationale (CMI) décrit le cadre conceptuel d’un tel modèle numérique intégré des eaux souterraines et de surface des Grands Lacs.

Cela vous semble très technique? Vous ne vous trompez pas!

Des artistes comme Glenn Wolff nous aident à visualiser l’interaction entre les eaux souterraines et les eaux de surface de la région des Grands Lacs, comme le montre cette illustration commandée par FLOW for Water, un organisme sans but lucratif du Michigan.

flow groundwater surface water wolff

FLOW for Water a commandé à Glenn Wolff (artiste du Michigan) cette représentation de la connexion entre les eaux souterraines et les eaux de surface. Source : FLOW for Water

Aux yeux des chercheurs et des scientifiques, les modèles numériques sont une autre forme d’art qui leur permet de conceptualiser scientifiquement les nombreuses variables constituant les ressources hydriques souterraines ou de surface des Grands Lacs.

Pour Sandy Eberts, co-responsable du projet : « Le projet n’a pas consisté à élaborer un modèle numérique, mais plutôt les composantes essentielles d’un cadre conceptuel nécessaire à l’orientation du travail d’élaboration d’un tel modèle dans l’avenir ». M. Eberts est membre du Comité de coordination des recherches du Conseil consultatif scientifique. Il est hydrogéologue de profession et dirige la Earth Systems Processes Division pour la Water Resources Mission Area de l’US Geological Survey.

« Le projet a essentiellement consisté à déterminer comment élaborer des modèles de couplement des eaux souterraines et des eaux de surface qui soient véritablement axés sur le cycle hydrologique, et de partir ensuite des connaissances acquises sur le bilan hydrique pour simuler, comprendre et prévoir la qualité de l’eau », devait préciser M. Eberts.

Dans le cadre de son projet, le Conseil a sondé des experts et des parties prenantes afin d’appréhender les dimensions managériales, scientifiques et techniques du cadre conceptuel. Tout comme un artiste peut conceptualiser son produit final en le dessinant sur la toile avant de le peindre, le cadre conceptuel décrit les éléments nécessaires à la conception d’un modèle intégré, avant que les logiciels et les ensembles de données ne soient mis à contribution pour faire des calculs et produire des résultats. Il vise à orienter les efforts d’élaboration d’un modèle numérique intégré des eaux souterraines et des eaux de surface à l’échelle du bassin.

D’après les réactions recueillies relativement aux principaux résultats bénéfiques de l’élaboration d’un modèle numérique intégré des eaux souterraines et des eaux de surface, il a été établi que celui-ci : aiderait à mieux comprendre les débits de base des affluents; appuierait l’Entente sur les ressources en eaux durables du bassin des Grands Lacs et du fleuve Saint-Laurent; aiderait les gestionnaires régionaux et locaux des ressources hydriques à améliorer les modèles de qualité de l’eau, et pourrait servir à parfaire la représentation des Grands Lacs dans les modèles de changements climatiques.

Le rapport décrit les prochaines étapes que devront franchir les chercheurs, les organismes gouvernementaux et d’autres intervenants pour créer un modèle intégré. Le Conseil recommande que la CMI, la Commission des Grands Lacs et le sous-comité de l’annexe 8 (eaux souterraines) de l’Accord relatif à la qualité de l’eau dans les Grands Lacs travaillent ensemble et appuient une future entité binationale axée sur la création d’un modèle numérique intégré des eaux souterraines et de surface dans l’ensemble du bassin.

Selon le codirecteur du projet, Réjean Couture, « l’entité en question faciliterait l’échange d’informations entre les différentes disciplines et les administrations concernées, et tiendrait des listes de projets de soutien ainsi que d’experts du domaine, de représentants des principaux groupes de parties prenantes et de bailleurs de fonds potentiel ». M. Couture est membre du Comité de coordination des recherches du Conseil consultatif scientifique et directeur du bureau de Québec de la Commission géologique du Canada, à Ressources naturelles Canada.

Si vous souhaitez en savoir plus sur ce projet ou si vous êtes une des parties prenantes désireuses de participer à l’élaboration d’un modèle numérique intégré des eaux souterraines et des eaux de surface, communiquez avec Lizhu Wang à Lizhu.Wang@ijc.org.

Photo of Allison Voglesong Zejnati
Allison Voglesong Zejnati
IJC

Allison Voglesong Zejnati is public affairs specialist at the IJC’s Great Lakes Regional Office in Windsor, Ontario.