CH-10 Bilan hydrique au Québec

CHAPITRE
10
Bilan hydrique au Québec
10.1 INTRODUCTION
Au cours des millénaires, l’homme a surtout observé de l’eau les phénomènes de précipitation
et d’écoulement dans les cours d’eau, parce que la pluie lui tombait sur la tête et que l’eau des
cours d’eau pouvait lui être utile ou lui causer des problèmes d’inondation.
Le comportement de l’eau est décrit par le cycle hydrologique (figure 10.1) où interviennent
les précipitations, l’infiltration, le ruissellement, l’évapotranspiration, la percolation et
l’écoulement souterrain. L’énergie solaire et la gravité sont les moteurs du cycle.
Précipitation
Évapotranspiration
Évaporation
Infiltration
Percolation
Ruissellem e nt
Écoulement
souterrain
Mer
Figure 10.1 Le cycle hydrologique.

154 BILAN HYDRIQUE AU QUÉBEC
10.2 LE BILAN HYDROLOGIQUE OU HYDRIQUE
L’étude des problèmes de gestion de l’eau en agriculture (drainage ou irrigation) passe par la
compréhension du bilan hydrologique au niveau du sol (figure 10.2) appelé aussi bilan hydrique.
Le bilan débute avec les précipitations ou les irrigations dont une partie est interceptée par
les plantes. La partie qui atteint le sol essaie de s’infiltrer et lorsqu’elle n’y parvient pas, une
lame d’eau se forme à la surface du sol et elle ruisselle. La partie qui s’infiltre contribue à
humidifier le sol et à alimenter la nappe phréatique. De l’autre côté, la plante et la surface du sol
puisent l’eau dans le sol pour contribuer à l’évapotranspiration. La nappe contribue à l’écoulement
souterrain et à réalimenter le profil du sol et la plante (remontée capillaire).
Évapotranspiration
Précipitation
Évaporation
Ruissellement
Infiltration
Humidification
Alimentation
de la nappe
Remontée capillaire
Nappe phréatique
Écoulement souterrain
Figure 10.2 Bilan hydrologique au niveau de la parcelle.
Le bilan hydrique peut être décrit d’une façon simplifiée par les équations suivantes :
Precipitation − Interception = Infiltration + Ruissellement
[10.1]
Infiltration = Humidification + Alimentation nappe
[10.2]
Evapotranspiration = Infiltration − Ecoul. souterrain
+ Remontee capillaire − ∆Humidification
[10.3]

RÉGIME HYDRIQUE AU QUÉBEC
155
10.3 RÉGIME HYDRIQUE AU QUÉBEC
Le régime hydrique d’une région s’établit en réalisant le bilan hydrique au cours des différentes
saisons. À titre d’exemple, le régime hydrique de la plaine du Saint -Laurent est présenté à
la figure 10.3
À la fin de l’hiver (figure 10.3), le sol est en général gelé et recouvert d’une couche de neige.
Avec le réchauffement des températures, la fonte des neiges débute. Comme le sol est gelé,
l’eau s’infiltre peu et elle n’a pas d’autre choix que de ruisseler. Avec la fin de la fonte des neiges
débute la dégel du sol. Lorsque celui -ci se termine, l’eau accumulée à la surface du sol
dans les dépressions s’infiltre et rejoint la nappe pour la faire remonter près de la surface du sol.
En l’absence de drainage naturel ou autre, la nappe restera près de la surface du sol.
À la fin du printemps, la saison de végétation débute et l’évapotranspiration augmente progressivement.
Lorsque l’évapotranspiration dépasse les précipitations, le profil du sol s’assèche
et la nappe s’abaisse alors graduellement car la plante y puise l’eau qu’elle a besoin.
Avec la fin de l’été, l’évapotranspiration diminue et elle devient inférieure aux précipitations.
Le profil du sol recommence à s’humidifier, la nappe est éventuellement réalimentée et elle
remonte graduellement au cours de l’automne pour atteindre parfois la surface du sol.
Avec l’arrivé de l’hiver, le sol gèle, les précipitations sont principalement sous forme de neige
et elles s’accumulent à la surface du sol. Comme la nappe est peu alimentée, elle s’abaisse lentement
dépendant des conditions de drainage naturel.
La figure 10.4 présente un bilan hydrique typique de la plaine du Saint -Laurent. Le régime des
précipitations est relativement uniforme. L’évapotranspiration est généralement supérieure
aux précipitations pendant l’été, créant ainsi un déficit hydrique et expliquant les besoins en
irrigation de certaines cultures. Le ruissellement est important au moment de la fonte des neiges
et à l’automne. La nappe est élevée au printemps et à l’autommne, créant des problèmes
lors des semis et au moment des récoltes. Le même bilan réalisé lors d’une année humide montrerait
des nappes élevées au cours de la saison de croissance des plantes et des ruissellements
importants lors des orages.
La figure 10.5 montre l’évolution de la nappe dans un champ sous production de luzerne dans
la région de Saint -Clet (ouest de Montréal) pour les années 1976 et 1977.

156
Neige
Pte > Etr
Sol gelé
Sol gelé
PRINTEMPS
Etr > Pte
Etr > Pte
Pte > Etr
ÉTÉ
Pte > Etr
Pte >> Etr
Pte >> Etr
AUTOMNE
Neige
Neige
Neige
Sol gelé
Sol gelé
Sol gelé
HIVER
Figure 10.3 Évolution du régime hydrique dans la plaine du Saint -Laurent.

157
Hauteur d’eau
Neige
Evapotrans -
piration
Pluie
Precipitation
J F M A M J J A S O N D
Debit
Ruissellement
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
Profondeur
Nappe phréatique
Figure 10.4 Bilan hydrique moyen au Québec.

158
0
Surface du sol
20
40
60
Profondeur de la nappe (cm)
80
100
120
140
Niveau
des drains
1976
160
180
1977
200
210
220
Avril Mai Juin Juillet Aout Sept Oct
1 31 61 92 123 153 184
Période de croissance (jours)
Figure 10.5 Évolution de la nappe dans un champ sous production de luzerne dans la
région de Saint -Clet (ouest de Montréal) pour les années 1976 et 1977.