Modélisation hydrodynamique des submersions côtières et rôle des aboiteaux dans l’adaptation des territoires du Kamouraska aux changements climatiques

Contexte global
Les marais côtiers ont façonné l’histoire et le développement du Kamouraska (Fig. 1, Quebec, Canada) depuis la fin du XVIIᵉ siècle. Les marais côtiers ont favorisé l’essor de l’agriculture au Kamouraska, avant que la construction des aboiteaux ne transforme durablement le territoire en protégeant les terres agricoles de l’intrusion des eaux salées et des inondations. Aujourd’hui, ce réseau de près de 35 km de digues en terre, unique au Québec, protège des infrastructures stratégiques (autoroute 20, route 132, municipalités de Saint-Denis et de Rivière-Ouelle), près de 15 km² de terres agricoles sous la cote centennale et plus de 40 km² de terres drainées.

Les changements climatiques — élévation du niveau marin, diminution de la couverture de glace, augmentation des surcotes et intensification des tempêtes — accentuent le risque de submersion au Kamouraska. La tempête du 6 décembre 2010 a révélé la vulnérabilité des aboiteaux, avec plusieurs franchissements, ruptures localisées et inondations, rappelant les conséquences parfois dramatiques des défaillances d’ouvrages côtiers observées lors de grandes tempêtes. Face à ces enjeux, la MRC de Kamouraska, l’Institut AdapT de l’ÉTS et l’Union des municipalités du Québec ont exprimé le besoin de disposer d’un outil scientifique pour anticiper les risques, évaluer la performance des aboiteaux et orienter les stratégies d’adaptation. Le projet s’appuie également sur l’expertise de l’UQAR en géologie marine et géomorphologie côtière afin de combiner mesures de terrain et modélisation numérique. ExistantAbairet al. (2026)LeMoueletal.(2025)En construction…Roulletet al. (202X)ProjetRivière-OuelleSaint-Denis

Objectifs de la recherche
L'objectif principal de cette thèse est de développer une méthodologie de modélisation hydrodynamique permettant d'évaluer le rôle des aboiteaux dans la protection des territoires côtiers face aux submersions marines actuelles et futures. Les travaux viseront à caractériser les forçages météo-maritimes extrêmes, à développer un modèle haute résolution reproduisant les mécanismes de franchissement des digues (débordement continu et franchissement par vagues), à simuler l'évolution spatio-temporelle des inondations en intégrant explicitement les aboiteaux dans les calculs. Enfin, différents scénarios d'adaptation, tels que le rehaussement des digues, la restauration des marais ou des solutions hybrides, seront évalués afin d'identifier les stratégies les plus efficaces pour renforcer la résilience du littoral face aux changements climatiques.
Méthodologie
La recherche reposera sur une approche intégrée combinant mesures de terrain, analyses géomatiques et modélisation numérique. Des données hydrodynamiques (marées, niveaux d’eau, vents, vagues), géomorphologiques (LiDAR, bathymétrie, évolution des marais) et géotechniques (propriétés des digues) seront acquises afin de caractériser les mécanismes de submersion et de calibrer le modèle.
Le coeur de la thèse consistera à développer un modèle hydrodynamique bidimensionnel sous TELEMAC-2D, intégrant une méthode récente de capture du front sec–mouillé développée par l’équipe de recherche. Le modèle sera validé sur des événements historiques, notamment la tempête du 6 décembre 2010, puis utilisé pour simuler des scénarios futurs intégrant l’élévation du niveau marin, les surcotes et les tempêtes extrêmes.
Enfin, différentes stratégies d’adaptation seront comparées selon une approche Source–Pathway–Receptor (SPR), incluant le rehaussement des aboiteaux, la restauration des marais et des solutions hybrides. Les résultats fourniront à la MRC de Kamouraska un outil opérationnel d’aide à la décision pour la gestion des risques de submersion. Ils constitueront également la base d’un futur modèle hydro-sédimentaire permettant d’anticiper l’érosion côtière et la salinisation des terres agricoles dans un contexte de changements climatiques.

References
S. Abair, J. Noman, S. Daniel, A. Hammouti, D. Pham Van Bang, 2025. Strengthening Coastal flood forecasting through event-based data capitalization: a case study from the December 2022 storm surge in Québec city. Natural Hazards, Vol. 122-30, https://doi.org/10.1007/s11069-025-07780-5
M. Le Mouel, P. Matte, A. Hammouti, D. Pham Van Bang, 2024. Investigation of 3D circulation and secondary flows study of the Saint-Lawrence fluvial estuary at a tidal junction, Estuary Cont. Shelf Sci. (in press), https://doi.org/10.1016/j.ecss.2024.109058
 

L’École de technologie supérieure a été fondée en 1974, et fait partie du réseau de l’Université du Québec. Sa mission première est le développement technologique et économique du Québec. Cette école d’ingénierie accueille 11 000 étudiantes et étudiants, en plus de former 25% des ingénieures et ingénieurs de la province. L’enseignement coopératif, la recherche appliquée, la collaboration, l’innovation et l’entrepreneuriat constituent ses principaux mots d’ordre.

Profil du candidat :
• Les candidats doivent être titulaires d’une maîtrise en génie mécanique, génie civil, génie océanique, mécanique des fluides, analyse numérique ou dans un domaine connexe.
• Une expérience en calcul scientifique ainsi qu’une pratique de l’anglais en environnement académique ou de recherche constitue un atout.
• Maîtrise des environnements Linux/Unix.
• Compétences en programmation scientifique : Python, Matlab et/ou Fortran90.