Modélisation de la circulation dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent en réponse aux variations du débit d'eau douce et des vents
Résumé
Nous examinons des résultats récents issus d'observations et de simulations numériques de la circulation générale et du climat de l'estuaire moyen et du golfe du Saint-Laurent. Nous focalisons cette étude sur l'intensité de la circulation estuarienne. L'approche méthodologique est présentée avec une emphase sur l'intégration, à l'aide de simulations numériques, des processus clés tels que le mélange turbulent associé aux marées à la tête du chenal laurentien et les échanges atmosphère-océan dans l'ensemble de l'estuaire maritime et du golfe. Les simulations numériques permettent de suivre l'évolution de la circulation et du climat sur des périodes de quelques heures à plusieurs années. Nous examinons d'une part la variabilité tidale de la circulation à la tête du chenal Laurentien et dans l'estuaire moyen, illustrant l'importance des processus qui gouvernent largement la circulation estuarienne du Saint-Laurent. Ces principaux processus sont les instabilités dynamiques associées à l'étirement de marée et aux sauts hydrauliques internes aux abords des seuils. D'autre part, la contrainte du vent est dominante pour propulser les eaux douces vers l'océan Atlantique dans l'estuaire maritime et le golfe. À l'aide d'expériences de sensibilité, les effets sur la circulation de variations dans l'apport d'eau douce et dans l'intensité des vents sont isolés. Les résultats montrent que notre modèle du Saint-Laurent répond aux forçages externes à l'instar d'un estuaire classique à deux couches lors des périodes de forte stratification (printemps et été), c'est-à-dire lorsque l'apport en eau douce entraîne une intensification de la circulation de la couche intermédiaire froide du golfe vers le continent jusqu'à une profondeur d'environ 150m. D'autre part, lors des périodes de plus faible stratification (automne et hiver), la contrainte du vent gouverne la circulation des couches d'eau profondes (plus de 150m) vers le continent. Un excès dans l'apport d'eau douce inhibe partiellement leur ventilation, comme dans une mer marginale nordique. Ces résultats suggèrent qu'une diminution éventuelle de l'apport en eau douce du fleuve Saint-Laurent, associée au réchauffement climatique ou au développement, pourrait diminuer l'intensité de la circulation estuarienne au printemps et à l'été. Durant l'hiver, une diminution du débit pourrait favoriser l'apport en eaux profondes du chenal Laurentien.