Jérôme Lemelin et Daniel Bourgault

Si les fjords viennent teinter l’imaginaire de toute personne avide d’aventures par leurs falaises escarpées et montagnes côtières qui ceinturent ces bras de mer bleutés, il en est tout autant pour les scientifiques qui s’intéressent à ce qu’on y retrouve en profondeur. Les fjords sont les vestiges du déplacement de glaciers vers la mer qui ont occasionné la formation de profondes vallées dont leurs embouchures sont  généralement caractérisées par la présence d’une montagne sous-marine, aussi appelée seuil topographique.

Ces vallées glaciaires sont remplies d’eau de mer et la présence de ces montagnes sous-marines jouent un rôle primordial, mais encore mal compris, sur le fonctionnement hydrodynamique des fjords et sur les échanges d’eau profonde avec les mers connexes. Or, la manière dont cette circulation de l’eau profonde s’opère a des impacts considérables sur la biologie et la chimie marine. Par exemple, la présence de ces montagnes sous-marines peut rendre certains fjords anoxiques – c’est-à-dire privés d’oxygène dissous – étant donné la barrière que ces montagnes procurent en bloquant les échanges avec l’eau profonde bien oxygénées des mers connexes. Au contraire, dans d’autres fjords soumis à des fortes marées, la présence de ces montagnes sous-marines peuvent contribuer à oxygéner l’eau profonde par l’intense turbulence que génère ces montagnes en perturbant l’écoulement.

Le cas du fjord du Saguenay est particulièrement intéressant car il possède non pas qu’une seule montagne sous-marine, mais trois, telles qu’illustrées sur la figure ci-dessous (identifiées par Seuil 1, 2 et 3).

Les trois montagnes qui caractérisent le fjord du Saguenay ont des profondeurs différentes (20 m, 60 m et 120 m) et elles influencent donc chacune différemment l’écoulement. Les quatre vidéos suivantes montrent l’impact sur la circulation et sur la turbulence qu’apportent ces montagnes telles que simulées à l’aide d’équations de la mécanique des fluides géophysiques résolues par ordinateur à l’aide de techniques mathématiques dites « numériques ».

La première vidéo montre une vue d’ensemble de tout le fjord. On y voit comment les courants de marée en provenance de l’estuaire du Saint-Laurent (tout à droite) sont perturbés par chacune des trois montagnes et comment cela occasionne toutes sortes de mouvements des différentes couches d’eau qui caractérisent l’eau profonde du fjord. On y voit entre autres la génération et la propagation de vagues sous-marines.

Les trois vidéos suivantes montrent des zooms sur l’écoulement au dessus de chacune des trois montagnes sous-marines. On y perçoit beaucoup de tourbillons, ainsi que des vagues sous-marines.

La première vidéo montre l’écoulement au dessus du seuil peu profond (20 m) à l’entrée du Saguenay, près de Tadoussac.

La deuxième vidéo montre l’écoulement au dessus du seuil intermédiaire (60 m).

La troisième vidéo montre l’écoulement au dessus du seuil profond (120 m).

Bref, même par mer d’huile, ça brasse dans le Saguenay profond!

À propos des auteurs: Au monent où ce texte a été écrit Jérôme Lemelin était étudiant au baccalauréat en physique à l’Université Laval. Il a écrit ce texte et produit les vidéos dans le cadre d’un stage d’été qu’il a effectué au POLR sous la supervision de Daniel Bourgault, professeur-chercheur au POLR et membre de Québec-Océan.