Introduction aux rivières et cours d'eau
escente en eau vive du fleuve Fraser en Colombie-Britannique (powerofforever, iStockphoto)
escente en eau vive du fleuve Fraser en Colombie-Britannique (powerofforever, iStockphoto)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Découvre la géologie, la chimie et l’écologie des cours d’eau.
La Terre est composée de nombreux écosystèmes différents. Ces écosystèmes peuvent être classés en deux groupes. Les écosystèmes terrestres sont à la surface de la terre. Les écosystèmes aquatiques sont dans l’eau. Les deux principaux types d’écosystèmes aquatiques sont les écosystèmes d’eau douce et les écosystèmes marins.
Les écosystèmes d’eau douce peuvent aussi être répartis entre les écosystèmes lentiques et les écosystèmes lotiques. Ce document d’information porte sur les écosystèmes lotiques.
Écosystèmes lotiques
Les écosystèmes lotiques se trouvent dans des masses d’eau douce courante. Le mot lotique vient du latin lotus qui signifie « laver ». Les écosystèmes lotiques englobent les touts petits ruisseaux, les rivières et les fleuves de plusieurs kilomètres de large.
Peu importe leur taille, les cours d’eau lotiques ont une chose en commun. Ils vont tous dans la même direction. L’eau coule toujours d’amont, qui est l’emplacement de la source, en aval, l’endroit où se termine le cours d’eau.
Le savais-tu?
Scientifiquement parlant, toutes les masses d’eau en mouvement sont des cours d’eau. Même le grand fleuve Mackenzie est juste un grand cours d’eau.
Géographie
Les fleuves, rivières et ruisseaux sont des cours d’eau naturels. Ils circulent à la surface du sol dans leur lit. Ils drainent aussi certaines zones de terre. L’emplacement, la taille et la rapidité d’un cours d’eau sont déterminés par plusieurs facteurs. Par exemple, le volume d’eau, la taille du lit et l’inclinaison du terrain. C’est pour cela que le terme cours d’eau comprend les minuscules ruisseaux jusqu’au fleuve Mackenzie. Le fleuve Mackenzie est le dixième fleuve le plus long du monde!
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Deux photographies couleur de cours d’eau de taille différente.
L’image de gauche montre le tournant d’un cours d’eau, d’un ou deux mètres de large environ, traversant un parc. Il est assez peu profond pour que les roches dans le lit du ruisseau soient visibles. L’image de droite montre un petit avion avec des flotteurs en dessous, attaché à un quai dans un fleuve. Le fleuve est calme et sa surface est plane, et il est si large qu’il s’étire presque jusqu’à la ligne d’horizon.
Les rivières façonnent le paysage autour d’elles. Ce sont le volume et le débit de l’eau qui coule qui déterminent comment elles y parviennent.
Un courant rapide peut éroder les roches, le sol et la matière organique. Parfois, une rivière peut creuser de profondes vallées dans la roche. C’est souvent le cas près des eaux en amont.
Un faible courant peut déposer des matériaux, comme du limon et des plantes mortes. C’est souvent le cas en aval, près de l’embouchure d’un cours d’eau. L’embouchure est l’endroit où une rivière se jette dans un lac ou l’océan. Un delta peut parfois s’y former. Un delta est une accumulation de dépôts dans l’embouchure d’un cours d’eau.
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Photographie couleur aérienne de sédiments à l’embouchure d’une rivière qui se répandent dans l’océan en formant un éventail.
Une bande verte, bordée de beige, trace la forme d’un S à partir du bas de l’image, en traversant un territoire de couleur verte. Elle est étiquetée « Rivière Horton ». Elle se déverse dans une immense masse d’eau bleu foncé à la droite de l’image. Celle-ci est étiquetée « Baie Franklin ». Il y a un large demi-cercle beige à l’embouchure de la rivière qui se répand dans la baie. Le dessus de cet amoncellement est beige pâle. Plus ils se rapprochent de l’eau, plus les sédiments sont foncés. La bordure extérieure est brun foncé. Sous la surface de l’eau, une épaisse bande irrégulière turquoise indique que les sédiments se sont accumulés ici aussi. Cette zone est étiquetée « Delta fluvial ».
La pluie, la neige fondante et l’eau souterraine ont toutes une influence sur la quantité d’eau qui s’écoule dans un cours d’eau. Le débit d’une rivière peut varier selon les saisons et les années. Au Canada, c’est au printemps que le niveau des cours d’eau est à son plus haut. Les inondations sont alors plus fréquentes. La neige fond, mais le sol est encore gelé. Il ne peut donc pas absorber l’eau excédentaire. Les fortes pluies peuvent aussi augmenter le niveau d’eau et causer un débordement de petits cours d’eau.
Au Canada, les rivières ont souvent un bas niveau et un faible débit à la fin de l’été. Cela arrive lorsque les précipitations sont faibles. Pendant l’été, l’eau s’évapore aussi plus facilement et les usines utilisent plus d’eau. Le niveau des rivières est aussi souvent peu élevé en hiver. Celles-ci sont couvertes de glace, et les précipitations tombent sous forme de neige, et non de pluie.
Réseau hydrographique
Le territoire qui alimente en eau une rivière est appelé un bassin versant ou un bassin hydrographique. La pluie, la neige, la glace fondante ou l’eau souterraine peuvent en être la source. Le bassin versant d’une rivière est séparé de ceux des rivières avoisinantes par de hautes terres, appelées la ligne de partage des eaux ou ligne de dispersion hydrographique.
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Carte couleur avec des lignes bleues sinueuses, entourées de zones jaunes, traversant le Manitoba, la Saskatchewan et l’Alberta.
La ligne commence au Manitoba, à partir d’une large forme bleu pâle étiquetée « Lac Winnipeg ». Elle est bordée de jaune pâle avec une bordure irrégulière. La zone jaune est plutôt étroite et suit la rivière tandis que celle-ci trace son chemin à travers les lacs des environs. Juste avant la frontière avec la Saskatchewan, la zone jaune devient beaucoup plus large. À cet endroit, la ligne bleue est étiquetée « Saskatchewan ».
Rapidement, la ligne bleue se divise en deux lignes plus minces. La ligne du haut se dirige vers le nord. Elle est étiquetée « Saskatchewan Nord ». La ligne du bas trace des courbes en se dirigeant vers le sud et traverse un point rouge étiqueté « Saskatoon ». Cette ligne est étiquetée « Saskatchewan Sud ». Maintenant, la zone jaune englobe tout le territoire entre les deux rivières.
Tandis que la rivière Saskatchewan Nord monte vers le nord, une ligne bleue encore plus mince s’en dégage et traverse la zone jaune en dessous. Elle est étiquetée « Battle ». Quand la rivière Saskatchewan Sud traverse la frontière avec l’Alberta, une ligne bleue encore plus mince s’en dégage et traverse la zone jaune au-dessus. Elle est étiquetée « Red Deer ». Plus loin, une autre ligne mince étiquetée « Bow » se rend jusqu’à un point rouge étiqueté « Calgary ». Ici, la ligne plus épaisse de la rivière Saskatchewan Sud s’amincit. Ce passage est étiqueté « Oldman » et traverse un point rouge étiqueté « Lethbridge ». Toutes les lignes bleues se terminent avant la frontière irrégulière avec la Colombie-Britannique. La zone jaune se termine aussi à la frontière.
Les petits bassins hydrographiques alimentent en eau les ruisseaux. Souvent, les bassins hydrographiques de plusieurs ruisseaux forment ensemble le bassin hydrographique d’une rivière. Les bassins hydrographiques de plusieurs rivières forment ensemble des bassins versants régionaux. Ces derniers joignent d’autres bassins versants régionaux pour former les bassins versants continentaux. On les appelle aussi bassins versants océaniques.
Au Canada, les rivières appartiennent à cinq bassins versants continentaux. Les rivières de chaque bassin versant continental se déversent dans un océan différent, ou une autre étendue d’eau salée. Les rivières au Canada se jettent dans l’océan Pacifique, l’océan Arctique, l’océan Atlantique, la baie d’Hudson ou le golfe du Mexique.
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Carte du Canada avec des zones de différentes couleurs divisées par des lignes blanches. Une légende en dessous indique que chaque couleur représente l’étendue d’eau dans laquelle les eaux de ces régions se déversent. Les multiples teintes de chaque couleur représentent les bassins versants régionaux.
En partant de la gauche, la majeure partie du Yukon et de la Colombie-Britannique est dans les tons de rouge. Les eaux de ces zones se déversent dans l’océan Pacifique.
Les tons d’orange couvrent le nord-est de la Colombie-Britannique, l’est du Yukon, la majorité des Territoires du Nord-Ouest et le nord du Nunavut. Les eaux de ces régions se déversent dans l’océan Arctique.
Une petite partie dans le sud de l’Alberta et de la Saskatchewan, juste au-dessus de la frontière américaine, est jaune. Les eaux de cette zone se déversent dans le golfe du Mexique.
Les tons de bleu couvrent le reste du sud de l’Alberta et de la Saskatchewan, tout le Manitoba, le sud du Nunavut, l’est des Territoires du Nord-Ouest ainsi que le nord de l’Ontario et du Québec. Les eaux de ces zones se déversent dans la baie d’Hudson.
Les tons de vert couvrent le sud de l’Ontario et du Québec ainsi que toutes les provinces de l’Atlantique. Les eaux de ces zones se déversent dans l’océan Atlantique.
Le savais-tu?
La division du drainage entre deux bassins versants continentaux est aussi appelée la ligne continentale de partage des eaux. Celles-ci sont souvent marquées par des panneaux routiers. En as-tu déjà vu un?
Mesurer le débit d’une rivière
Tu entends peut-être chaque printemps des nouvelles comme « la rivière Rouge a atteint un niveau maximal de 7 mètres aujourd’hui. » Ce niveau de 7 mètres est appelé la hauteur d’eau.
La hauteur d’eau correspond à la hauteur de la surface d’eau au-dessus d’un point déterminé qui correspond à zéro. Le niveau zéro est souvent situé près du fond. La hauteur d’eau peut être mesurée avec un outil appelé fluviomètre. On peut aussi l’enregistrer par voie électronique avec des capteurs placés dans le cours d’eau. Ces capteurs envoient l’information sur la hauteur d’eau à un centre de données.
La hauteur d’eau est importante, car elle sert à calculer l’écoulement ou le débit. Le débit correspond au volume d’eau qui passe par un certain point dans un cours d’eau pendant une période donnée. Il est souvent mesuré en mètres cubes par seconde (m³/s).
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Photographie couleur d’une règle blanche placée à la verticale dans un ruisseau. La règle est marquée de 0 à 9. Le niveau de l’eau est à la marque du 1. Le ruisseau est étroit et bordé d’herbes vertes. Des roches brunes sont visibles sous la surface de l’eau claire qui coule doucement.
Le débit et le niveau d’eau sont des mesures importantes. Les scientifiques s’en servent pour bien gérer les ressources en eau. Voici quelques-unes des façons dont les scientifiques utilisent cette information :
- Pour réduire les dégâts causés par les inondations. Les scientifiques peuvent cartographier les plaines inondables. Les plaines inondables sont les zones près des rivières qui sont souvent inondées. Ils et elles peuvent aussi aménager des canaux pour faire en sorte que les eaux des crues contournent des zones qu’on souhaite protéger.
- Pour concevoir et bâtir des structures près des rivières, comme les ponts, les routes et les ponceaux. Un ponceau est un tunnel qui sert à faire passer l’eau sous une route.
- Pour planifier et réaliser des programmes environnementaux. Ces programmes peuvent porter sur la qualité de l’eau, la pêche et l’habitat faunique.
- Pour développer les ressources en eau au Canada tout en préservant et protégeant l’environnement.
Chimie
Toutes les rivières contiennent des minéraux dissous. L’eau contient des minéraux, comme le sodium, le chlorure, le calcium, le magnésium et le potassium. Comment ces minéraux se retrouvent-ils dans les rivières?
La poussière, les gaz volcaniques et les gaz, comme le dioxyde de carbone, l’oxygène et l’azote, peuvent se mélanger à l’eau de pluie. Lorsqu’une matière toxique, comme le dioxyde de soufre et le plomb, est présente dans l’air, elle se mêle à la pluie. L’eau de pluie tombe au sol et s’infiltre dans le sol et entre les roches. C’est le ruissellement de surface.
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Photographie couleur d’une personne à côté d’une rivière, tenant une éprouvette et un ordinateur portable.
La personne porte une combinaison de protection blanche, des bottes de caoutchouc vertes, des gants de latex et des lunettes de sécurité. Elle est agenouillée au sol, en tenant en équilibre un ordinateur portable argenté sur son genou, à l’aide d’une main. Dans son autre main, elle tient une éprouvette transparente contenant un liquide gris. Le lit de la rivière autour de la personne est gris pâle et rocailleux.
Le ruissellement de surface qui s’écoule peut dissoudre les matières et les déplacer. Si le sol renferme du calcaire, le ruissellement de surface contiendra beaucoup de carbonate de calcium. C’est parce que le calcaire est composé de carbonate de calcium. Et le carbonate de calcium se dissout dans l’eau.
De grandes sections du Bouclier canadien n’ont presque pas de sol. L’eau de ces zones contient donc peu de minéraux dissous. Ainsi, les rivières et les lacs dans ces régions n’ont qu’une très faible quantité de minéraux.
Écologie
Bon nombre de plantes et d’animaux vivent dans les rivières ou aux alentours. On ne retrouve certaines espèces que dans des habitats lotiques. Certains insectes ont développé des adaptations pour lutter contre les forts courants.
C’est le cas des mouches noires. La larve de la mouche noire se fixe aux roches dans le lit d’une rivière. Leurs pièces buccales ont la forme d’un éventail. Elles utilisent leur pièce buccale pour capturer des plantes et des animaux microscopiques présents dans le courant afin de se nourrir.
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Photographie couleur d’une personne à peine visible dans un paysage gorgé d’insectes.
La photographie entière est couverte de points flous. Ils semblent beiges dans la lumière du soleil, contre une colline verte en arrière-plan. Ils semblent noirs contre le ciel bleu clair au-dessus. À la gauche de l’image, la silhouette d’une personne dans une combinaison de protection est à peine visible au travers de tous les points flous. Le reflet d’un cours d’eau bleu trace des courbes derrière ses épaules.
Tu as peut-être déjà vu un saumon remonter une rivière. Cela se produit pendant la période de frai au moment de la reproduction. Le saumon passe presque toute sa vie dans l’océan. Mais il retourne toujours dans la rivière qui l’a vu naître. Il est donc important de conserver les rivières pour assurer la survie du saumon. Parfois, lorsqu’une rivière est bloquée par un barrage, les gens construisent des passes à poisson pour permettre au saumon de franchir l’obstacle.
Les scientifiques utilisent toutes sortes d’organismes pour mesurer la qualité de l’eau, comme les invertébrés, les algues, le zooplancton, les poissons et les macrophytes aquatiques. Les cours d’eau en bonne santé contiennent des populations saine et variée de ces organismes. S’il n’y a pas assez d’organismes, ou insuffisamment de variété, les scientifiques commencent à s’inquiéter.
Les invertébrés benthiques sont des animaux aquatiques de fond qui n’ont pas de colonne vertébrale. Ils vivent toute leur vie, ou la majeure partie, dans la même masse d’eau. Et certains d’entre eux peuvent s’adapter à la pollution. Donc, si les scientifiques découvrent qu’un cours d’eau ne contient que des invertébrés qui se sont adaptés à la pollution, cela pourrait être un signe qu’il n’est pas en bonne santé.
Les macrophytes aquatiques sont de grandes plantes qui poussent dans l’eau ou tout près. Il s’agit des quenouilles, des nénuphars et des potamots. Si les scientifiques découvrent qu’il n’y a pas assez de macrophytes dans un cours d’eau, cela peut être un signe de la mauvaise qualité de l’eau. Si les macrophytes sont trop nombreux, cela pourrait indiquer qu’il y a trop de nutriments dans l’eau.
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Photographie couleur d’une personne debout dans une rivière avec un filet.
La personne est penchée vers l’avant et tient un manche en bois au bout duquel se trouve un filet. À l’aide de ses deux mains, elle plonge le filet dans l’eau qui coule autour de ses pieds. La personne porte des bottes de caoutchouc et un imperméable vert. Le niveau de l’eau lui arrive aux chevilles. Des roches brunes sont visibles à travers l’eau claire et des feuillus verts sur la rive sont penchés au-dessus de l’eau.
En savoir plus
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Sources d'eau : les cours d'eau
Cette page du Gouvernement du Canada contient beaucoup d’information sur les cours d’eau.
Références
Gouvernement du Canada. (n. d.) Étendue des milieux humides au Canada.
Gouvernement du Canada. (n. d.) L'eau et l'environnement.
Gouvernement du Canada. (n. d.) Qualité de l'eau des cours d'eau canadiens.