Influence des perturbations fluvioglacielles sur la biogéomorphologie des rivières froides : analyse de la végétation riveraine et des ajustements géomorphologiques dans deux cours d'eau gaspésiens soumis aux embâcles de glace

Prugne, Matthieu (2026). Influence des perturbations fluvioglacielles sur la biogéomorphologie des rivières froides : analyse de la végétation riveraine et des ajustements géomorphologiques dans deux cours d'eau gaspésiens soumis aux embâcles de glace. Thèse. [Rimouski], Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 270 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : Depuis deux décennies, la biogéomorphologie fluviale émerge comme discipline clé afin de comprendre les ajustements spatiotemporels et l'évolution des rivières. En intégrant des outils d'analyse issus de l'hydrogéomorphologie et de l'écologie végétale, elle a permis de décrire les influences réciproques entre dynamiques végétales et processus hydrogéomorphologiques. Les nombreux modèles conceptuels, statistiques et numériques qui en ont émergé ont apporté un éclairage sur le rôle actif de la végétation dans l'évolution des cours d'eau. Toutefois, les bases fondamentales de cette science proviennent majoritairement d'études en milieux tempérés, où les crues représentent le principal régime de perturbations. Les rivières des régions froides ont fait l'objet de moins d'études, bien qu'elles subissent l'action d'une perturbation singulière, la glace, qui impose des contraintes mécaniques et physiologiques majeures. Les formes et processus fluvioglaciels, particulièrement les embâcles, peuvent augmenter les forces de cisaillement, moduler les dynamiques sédimentaires et exacerber les inondations. Comprendre l'influence de la glace sur les dynamiques biogéomorphologiques s'avère essentiel pour enrichir les fondements théoriques de la biogéomorphologie fluviale et les adapter à la diversité des contextes climatiques. Cette thèse définit le rôle des perturbations fluvioglacielles, notamment les embâcles, dans les dynamiques biogéomorphologiques des rivières froides. La réponse biogéomorphologique aux embâcles est d'abord examinée à différentes échelles spatio-temporelles : à l'échelle du corridor fluvial sur une période pluri-décennale (Chapitre 1), puis à l'échelle des communautés végétales riveraines d'un point de vue taxonomique (Chapitre 2) et fonctionnel (Chapitre 3). Ces analyses sont ensuite synthétisées dans une réflexion conceptuelle sur les implications biogéomorphologiques des processus fluvioglaciels dans les rivières froides (Chapitre 4). Nous avons combiné des analyses diachroniques de photographies aériennes pour quantifier les changements hydrogéomorphologiques et végétaux (1963-2016), et des analyses statistiques multivariées pour examiner la composition de la végétation. Des régimes d'embâcle ont été caractérisés à l'aide de données historiques et d'analyses dendrochronologiques, afin d'établir des relations entre le régime de perturbation et les réponses biogéomorphologiques. Afin d'explorer la variabilité des réponses selon le contexte hydrogéomorphologique, les chapitres présentent une comparaison entre une rivière confinée (Matapédia) et mobile (Petite-Cascapédia), toutes deux située en Gaspésie. Les résultats de cette thèse révèlent que les embâcles de glace constituent un régime de perturbations structurant pour les dynamiques biogéomorphologiques des rivières froides, bien que leurs effets varient selon le contexte hydrogéomorphologique. À l'échelle du corridor fluvial, les analyses diachroniques ont révélé que les embâcles affectent principalement la végétation en provoquant des renouvellements récurrents, alors que les ajustements morphologiques des chenaux demeurent principalement dictés par le régime de crue. À l'échelle des communautés riveraines, les analyses taxonomiques et fonctionnelles ont révélé que les caractéristiques hydrogéomorphologiques constituent les facteurs principaux qui structurent la végétation, sur lesquels se superposent les effets des embâcles. Le régime d'embâcle exerce néanmoins un filtrage écologique significatif en sélectionnant des traits fonctionnels spécifiques, tels que la propagation végétative et la flexibilité (associée aux perturbations mécaniques), ou la tolérance à la submersion (associée aux inondations). Alors que la rivière confinée (Matapédia) illustre une résistance plus importante aux glaces par la dominance d'espèces plus tolérantes à l'abrasion, la rivière non-confinée exhibe une résilience axée sur le réajustement spatial des mosaïques végétales et une dynamique de succession biogéomorphologique plus importante. Ces résultats suggèrent que les embâcles influencent indirectement les trajectoires biogéomorphologiques soit en modulant la composition fonctionnelle des communautés et, par conséquent, leur potentiel à agir comme ingénieurs d'écosystème, soit en contrôlant les cycles de renouvellements de la végétation. En somme, cette thèse suggère que les processus fluvioglaciels ne se limitent pas qu'à des agents d'érosion, mais constituent des facteurs structurants qui influencent l'organisation spatiale et temporelle des systèmes fluviaux. Elle marque un premier apport pour l'intégration explicite de la glace dans les cadres théoriques de la biogéomorphologie fluviale et ouvre des perspectives prometteuses pour de futures recherches. Dans un contexte de changements climatiques où les régimes fluvioglaciels sont appelés à se transformer, une compréhension approfondie de ces interactions devient d'autant plus pertinente pour anticiper les futures trajectoires d'évolution des cours d'eau avec plus de précision. -- Mot(s) clé(s) en français : biogéomorphologie fluviale, embâcles de glace, fluvioglaciel, traits fonctionnels, rivières froides, co-ajustement, régime de perturbation, trajectoires d'ajustement, ripisylve, composition. --
ABSTRACT : In the last two decades, fluvial biogeomorphology has emerged as a key discipline for understanding the spatiotemporal adjustments and evolution of rivers. By integrating analytical tools from hydrogeomorphology and plant ecology, it has enabled the description of reciprocal influences between vegetation dynamics and hydrogeomorphological processes. The numerous conceptual, statistical, and numerical models that have emerged from this approach have shed light on the active role of vegetation in river evolution. However, the fundamental bases of this science come mainly from studies in temperate environments, where floods represent the primary disturbance regime. Rivers in cold regions have been the subject of fewer studies, although they experience the action of a unique disturbance, which imposes major mechanical and physiological constraints: Ice. Fluvioglacial forms and processes, particularly ice jams, can increase shear forces, modulate sedimentary dynamics, and exacerbate flooding. Understanding the influence of ice on biogeomorphological dynamics is therefore essential to enrich the theoretical foundations of fluvial biogeomorphology and adapt them to the diversity of climatic contexts. This thesis defines the role of fluvioglacial disturbances, particularly ice jams, in the biogeomorphological dynamics of cold rivers. The biogeomorphological response to ice jams is first examined at different spatiotemporal scales: at the river corridor scale over a multi-decadal period (Chapter 1), then at the scale of riparian plant communities from a taxonomic (Chapter 2) and functional (Chapter 3) perspective. These analyses are then synthesized in a conceptual reflection on the biogeomorphological implications of fluvioglacial processes in cold rivers (Chapter 4). We combined diachronic analyses of aerial photographs to quantify hydrogeomorphological and vegetation changes (1963-2016), and multivariate statistical analyses to examine vegetation composition. Ice jam regimes were characterized using historical data and dendrochronological analyses to establish relationships between the disturbance regime and biogeomorphological responses. To explore the variability of responses according to hydrogeomorphological context, the chapters present a comparison between a confined river (Matapédia) and a mobile river (Petite-Cascapédia), both located in Gaspésie. The results of this thesis reveal that ice jams constitute a structuring disturbance regime for the biogeomorphological dynamics of cold rivers, although their effects vary according to hydrogeomorphological context. At the river corridor scale, diachronic analyses revealed that ice jams primarily affect vegetation by causing recurrent renewals, whereas morphological channel adjustments remain mainly dictated by the flood regime. At the riparian community scale, taxonomic and functional analyses revealed that hydrogeomorphological characteristics constitute the primary factors structuring vegetation, upon which the effects of ice jams are superimposed. The ice jam regime nevertheless exerts significant ecological filtering by selecting specific functional traits, such as vegetative propagation and flexibility (associated with mechanical disturbances), or submersion tolerance (associated with flooding). While the confined river (Matapédia) demonstrates greater resistance to ice through the dominance of species more tolerant to abrasion, the unconfined river exhibits resilience focused on spatial readjustment of vegetation mosaics and greater biogeomorphological succession dynamics. These results suggest that ice jams indirectly influence biogeomorphological trajectories either by modulating the functional composition of communities and, consequently, their potential to act as ecosystem engineers, or by controlling vegetation renewal cycles. In summary, this thesis suggests that fluvioglacial processes are not limited to erosion agents but constitute structuring factors that condition the spatial and temporal organization of fluvial systems. It represents a first co tribution toward the explicit integration of ice into the theoretical frameworks of fluvial biogeomorphology and opens promising perspectives for future research. In a context of climate change where fluvioglacial regimes are expected to transform, a thorough understanding of these interactions becomes all the more relevant to anticipate future trajectories of river evolution with greater precision. -- Mot(s) clé(s) en anglais : fluvial biogeomorphology, ice jams, ice processes, functional traits, cold rivers, co-adjustment, disturbance regime, adjustment trajectories, riparian, composition.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Buffin-Bélanger, Thomas
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Boivin, Maxime et Corenblit, Dov
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en sciences de l'environnement en vue de l'obtention du grade de philosophiae doctor (Ph.D.).
Mots-clés :	Flore ripicole - Effets de la glace sur - Québec (Province) - Matapédia, Rivière; Flore ripicole - Effets de la glace sur - Québec (Province) - Cascapédia, Rivière; Embâcles (Glace); Biogéomorphologie; Hydrogéomorphologie; Flore ripicole - Variation.
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie
Date de dépôt :	17 sept. 2026 15:27
Dernière modification :	17 sept. 2026 15:27
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/3631