Profil

Nathan Young
Chercheur post-doctoral
Département de géologie et génie géologique
Université Laval
nathan-lee.young.1@ulaval.ca

Supervision par :

Jean-Michel Lemieux (Membre régulier)

Co-supervision par :

René Therrien (Membre collaborateur)

Description du projet de recherche

Modélisation intégrée du cycle de l'eau terrestre dans des environnements en dégradation du pergélisol

Introduction: Les changements climatiques font en sorte que les températures dans les régions arctiques et subarctiques augmentent plus rapidement que la moyenne mondiale. Au Nord, cette augmentation de la température modifie le cycle de l’eau d’une manière qui n’est pas encore bien comprise. Des travaux antérieurs menés dans le nord du Canada suggèrent que la hausse des températures provoque une transition dans le cycle de l’eau, soit de systèmes dominés par les eaux de surface vers les systèmes dominés par les eaux souterraines (p. ex. Lamontagne-Hallé 2018). Comprendre comment la hausse des températures modifiera le cycle de l'eau dans le Nord devient de plus en plus important, étant donné que de nombreuses communautés du Nunavik dépendant de l'eau de surface pour leur approvisionnement en eau potable. Objectifs: Les objectifs de ce projet sont: Mieux comprendre et décrire comment le passage des systèmes dominés par les eaux de surface aux systèmes dominés par les eaux souterraines s’inscrit dans la réorganisation plus globale du cycle de l’eau dans le Nord. Étudier les sources et la dynamique de la recharge des eaux souterraines dans les environnements de pergélisol discontinu. Évaluer et prévoir la performance du système aquifère de la vallée de Tasiapik pour le développement des ressources en eau dans un climat en mutation. Sites d'études: Ce projet vise à étudier la dynamique du cycle de l'eau dans la vallée de Tasiapik, près du village d'Umiujaq, au Nunavik (Canada), à l'aide du modèle couplé eau de surface et eau souterraine HydroGeoSphere. Nous avons choisi cet emplacement car il est bien documenté et contient déjà un vaste réseau d'instruments de surveillance de surface et souterrain pour lesquels sept années de données hydrométéorologiques sont déjà disponibles. La caractérisation antérieure de la vallée de Tasiapik a mis en évidence le rôle de l’eau souterraine sur la dynamique du pergélisol discontinu et la complexité des écoulements souterrains et de surface. Bien que ce site ait montré un potentiel pour le développement futur des ressources en eaux souterraines, on ne sait pas encore s'il est possible de pomper de manière durable de l'eau à partir de cet endroit. Matériel et méthodes: Ce projet utilisera le modèle couplé eau de surface / eau souterraine HydroGeoSphere (HGS) pour simuler les processus d'écoulement en surface et sous la surface, ainsi que les précipitations, le manteau neigeux et le flux de chaleur. La dynamique du pergélisol sera simulée avec le nouveau module de pergélisol pour HGS. Ce module nous permettra de prendre en compte les changements saisonniers dans la couche active du pergélisol discontinu dans la vallée de Tasiapik, ainsi que les changements dans l'étendue du pergélisol résultant du réchauffement climatique à long terme. Références Lamontagne-Hallé P, McKenzie JM, Kurylyk B, Zipper SC (2018). Changing groundwater discharge dynamics in permafrost regions. Environmental Research Letters.

Coordonnées des sites de recherche

Communications scientifiques

Fortier, P., Young, N., Lemieux, J.-M., Walvoord, M., Fortier, R., 2023. Long-term, high-resolution permafrost monitoring reveals coupled energy balance and hydrogeologic controls on talik dynamics near Umiujaq (Nunavik, Québec, Canada). <strong>Water Resources Research</strong>(59). DOI: <a href="http://dx.doi.org/https:// 10.1029/2022WR032456" target="_blank">https:// 10.1029/2022WR032456</a>.

Coulon, C., Lemieux, J.-M., Pryet, A., Bayer, P., Young, N., Molson, J., 2022. Pumping Optimization Under Uncertainty in an Island Freshwater Lens Using a Sharp‐Interface Seawater Intrusion Model. <strong>Water Resources Research</strong>, 58(8). DOI: <a href="http://dx.doi.org/10.1029/2021WR031793" target="_blank">10.1029/2021WR031793</a>.

Young, N., Lemieux, J.-M., Locat, P., Demers, D., Delottier, H., Mony, L., 2022. Bias in hydraulic head measurements from multilevel vibrating-wire piezometers with excessively permeable backfill. <strong>Hydrogeology Journal</strong>(published online 2022-04-22). DOI: <a href="http://dx.doi.org/10.1007/s10040-022-02480-x" target="_blank">10.1007/s10040-022-02480-x</a>.

Germain, A., Young, N., Lemieux, J.-M., Locat, A., Delottier, H., Fortier, P., Leroueil, S., Locat, P., Demers, D., Locat, J., Cloutier, C., 2021. Hydrogeology of a complex Champlain Sea deposit (Quebec, Canada): Implications for slope stability. <strong>Canadian Geotechnical Journal</strong>, 58(11): 1611-1626. DOI: <a href="http://dx.doi.org/10.1139/cgj-2020-0500" target="_blank">10.1139/cgj-2020-0500</a>.

Young, N., Lemieux, J.-M., Delottier, H., Fortier, R., Fortier, P., 2020. A conceptual model for anticipating the impact of landscape evolution on groundwater recharge in degrading permafrost environments. <strong>Geophysical Research Letters</strong>, 47(11), e2020GL087695. DOI: <a href="http://dx.doi.org/10.1029/2020GL087695" target="_blank">10.1029/2020GL087695</a>.

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