Tuktoyaktuk est un petit village Inuvialuit, situé dans le Nord des Territoires du Nord-Ouest, sur le littoral arctique canadien. Comme on peut le distinguer sur l’image, il se situe sur le delta de la rivière Mackenzie. A 69°26’ Nord, c'est la communauté la plus septentrionale du Canada continental, à 137 km au nord d’Inuvik et plus de 1 100 km au nord-ouest de Yellowknife. Par sa position géographique, son histoire, mais aussi les spécificités du sol sur lequel il est bâti, le village est emblématique des grands enjeux environnementaux et humains posés par les changements climatiques.

Légende de l’image

Au bord l'océan Arctique, dans le Nord-Ouest du Canada, le hameau inuvialuit de Tuktoyaktuk, a été capturé par le satellite Sentinel-2B le 23 juin  février 2019. Il s'agit d'une image en couleur naturelle et la résolution est de 10m  

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Repères géographiques

Présentation de l’image globale

Tuktoyaktuk, un site directement menacé par les changements climatiques

C’est sans doute l’omniprésence de l’eau qui frappe en premier lieu en observant cette image. Les petites taches vertes qui parsèment le sol sont autant de lacs de thermokarst. Le delta de la rivière est aussi particulièrement visible, notamment grâce au panache sédimentaire (plume sédimentaire en anglais) – que l’on repère par une couleur différente et qui permet de presque visualiser les mouvements de l’eau. Si Tuktoyaktuk est aussi emblématique des changements à l’œuvre sur les territoires arctiques, c’est que la communauté est située dans une région touchée par deux grands enjeux : la montée du niveau de la mer d’une part, le dégel du pergélisol d’autre part. Au total, les 937 habitants de la communauté font face à une érosion côtière dévastatrice qui menace désormais l’existence même du village.

Le dégel du pergélisol : une menace directe pour la communauté

Penchons-nous dans un premier temps, sur la question du pergélisol. Ce terme correspond à une couche de sol qui demeure à une température inférieure ou égale à 0°C pendant au moins deux ans : en d’autres termes, c’est une couche du sol qui reste gelée en permanence, été comme hiver. En cela, elle se distingue de la couche active, c’est-à-dire la couche supérieure du sol, qui gèle en hiver et dégèle en été. Dans le Nord du Canada, le réchauffement moyen a déjà atteint +2°C, avec des étés plus chauds et plus longs : la couche active tend alors à devenir plus épaisse au détriment du pergélisol. La couche active peut, elle, devenir plus instable, favorisant l’occurrence de glissements de terrain.

Ces glissements exposent la glace contenue dans le pergélisol, accélérant encore son dégel et instabilité. Au total, ce sont de larges pans de sol qui peuvent s’effondrer dans l’océan d’un seul coup : les chercheurs d’Environnement Canada ont calculé que ce recul pouvait atteindre 10 à 15 m par an. À l’échelle de l’hémisphère nord, on estime que 10 % du sol gelé a disparu par rapport au début du XXe siècle et la tendance va en s’accélérant : d’ici à 2100, 40 % du pergélisol pourrait avoir disparu. Tuktoyaktuk est l’un des endroits de la planète les plus touchés par le phénomène.

Un peu plus loin des côtes, le dégel du pergélisol est aussi responsable de cette multitude de petits lacs que l’on aperçoit : alors que le pergélisol dégèle de plus en plus profondément, l’érosion des sols gorgés d’eau entraîne la formation d’étendues d’eau comme on peut en voir un peu partout sur l’image. Bien sûr, un dégel saisonnier est normal et attendu, mais avec l’accélération du dégel du pergélisol, l’érosion s’amplifie et ces lacs sont de plus en plus nombreux. Au total, une étude publiée en 2015 (I. Olthof, R.H. Fraser et alii) montre par exemple que la surface totale de ces lacs dans la région de Tuktoyaktuk avait augmenté de plus de 40 km2 entre 1985 et 2011.

Le dégel du pergélisol s’accompagne par ailleurs de plusieurs problèmes sur lesquels les chercheurs se penchent actuellement : dans cette couche de sol sont stockés des quantités très importantes de carbone, relâché dans l’atmosphère au moment du dégel. Des contaminants tels que le mercure, naturellement capturés dans cette couche de sol, sont aussi relâchés dans le sol et l’eau, avec des conséquences notamment pour les populations locales et la sécurité alimentaire.

L’érosion côtière, un problème de taille

Le dégel du pergélisol se conjugue à une montée rapide du niveau marin relatif et l’érosion se produit ici au rythme le plus élevé enregistré au Canada. Sur l’image, on peut distinguer plusieurs dispositifs visant à essayer de contenir cette érosion, mais les coûts associés à ce type de dispositifs sont colossaux. Le rythme de la montée des eaux est tel que, par ailleurs, ils sont voués à l’échec, à court ou moyen terme. Plusieurs facteurs expliquent cela – outre le dégel du pergélisol.

Le premier tient au site de Tuktoyaktuk, un site déjà sensible en raison du delta. Sur l’image, on peut noter l’importance des mouvements sédimentaires dans le delta du fleuve Mackenzie – l’un des principaux deltas du Canada. Le village se situe en effet dans une région qui se caractérise par des sédiments fins avec peu, voire pas de rocs : le terrain est donc déjà initialement meuble.

Les changements climatiques agissent alors comme amplificateurs de la dynamique naturelle de ce delta. D’abord, avec des hivers plus courts, la période d’eau libre de glace est plus longue chaque année : il y a plus de vagues, plus de tempêtes et plus de vent. En hiver, l’embâcle est plus tardif et parfois très fragile : la glace est moins épaisse et son rôle de barrière est donc moins efficace. Au printemps, la débâcle intervient aussi plus tôt, jusqu’à un mois d’avance selon les années – elle peut parfois s’accompagner d’inondations majeures dans le delta. Les vagues frappent alors les côtes sur une plus longue période. Le déclin de la banquise estivale en mer de Beaufort implique également plus de courant et des changements dans la circulation des masses d’air, provoquant des tempêtes plus fréquentes, qui viennent amplifier encore le phénomène.

Zooms d’étude

Les zooms d'études : sur cette image d'environ 7000 km²,  trois zooms d'études sont présentés.  Trois zooms supplémentaires montrent ce littoral au mois de juin.

Zoom 1 : Tuktoyaktuk : un village et une communauté

Posé sur une langue de terre à 6 m d’altitude en position d’abri au fond de la grande baie de Kugmallit, le village de Tuktoyaktuk se trouve en climat subarctique et en limite du climat de toundra. La présence de la banquise une large partie de l’année réduit le rôle atténuateur de l’influence maritime ; elle se traduit par des hivers froids et un sensible décalage des pointes de froids vers le printemps, en mars (- 25°C) et avril (- 15,7°C) en particulier. La température annuelle moyenne de -6,4°C masque en effet des contrastes saisonniers importants avec une moyenne de 15°C en juillet et de - 23°C en janvier. Il convient de souligner que du fait de la continentalité les quantités globales de précipitations sont faibles avec seulement 161 mm par an. Contrairement aux idées couramment admises, les précipitations de neige sont donc assez faibles - 10 à 13 cm entre novembre et février par exemple - même si la neige est présente de septembre/octobre à mai, selon les années.      

La communauté de Tuktoyaktuk compte 937 habitants d’après le dernier recensement de 2021. En 1928, un premier poste permanent de la Compagnie de la Baie d’Hudson y a été établi, notamment pour la traite de la fourrure. Cette activité se pratiquait déjà auparavant et plusieurs chasseurs et baleiniers américains ont notamment importé la grippe dans la région, décimant la population de la communauté au tournant du XXe siècle. Aujourd’hui, le village compte un peu moins de 1 000 habitants. Il est relié à Inuvik et au réseau routier canadien par une route que l’on aperçoit sur l’image : c’est la seule route d’Amérique du Nord qui relie le sud à l’Océan Arctique.

La communauté est aux avant-postes des changements climatiques et son existence est menacée à court terme tant le recul du trait de côte est rapide. Selon les estimations, une relocalisation de la communauté pourrait devenir inévitable d’ici à 2050. Les populations locales témoignent d’une disparition très rapide de la plage : l’eau monte désormais presque sous les fenêtres des habitations les plus avancées et plusieurs infrastructures ont déjà été englouties, à l’instar du terrain de curling qui se situe désormais sous le niveau de la mer. C’est donc aussi toute une histoire et un mode de vie qui sont mis en danger par l’érosion accélérée à l’œuvre dans la région.

D’abord, le dégel du pergélisol pose des problèmes majeurs en termes d’infrastructure : le sol est devenu instable, ce qui pose de vrais problèmes de durabilité pour les maisons dont les fondations sont ancrées dans un terrain désormais meuble. Le dégel du pergélisol pose aussi des problèmes majeurs pour l’entretien des routes. On peut distinguer une piste d’atterrissage sur l’image, dont la sécurité est remise en cause à court terme car la succession de périodes de gel puis de dégel nuisent à sa stabilité. Il en va de même pour la route. Toutes les infrastructures de transport – pourtant essentielles pour l’approvisionnement des communautés, mais aussi leur liaison vers des services essentiels de santé par exemple, sont mises en danger par les changements qui s’opèrent dans la région.

C’est un problème qui se mesure à l’échelle de l’ensemble de l’Arctique canadien. Les difficultés d’approvisionnement entraînent des prix exorbitants pour les denrées alimentaires importées, par ailleurs culturellement moins adaptées. La communauté demeure dépendante des activités traditionnelles de chasse et de pêche. Mais ces activités sont aussi remises en cause par les changements climatiques, qui modifient les routes migratoires des espèces consommées : les prises sont moins importantes qu’auparavant, mais aussi moins prévisibles. Parfois, la glace hivernale est trop fine pour permettre aux chasseurs de se déplacer comme ils en auraient besoin. Avec la mise en danger du territoire, c’est tout le mode de vie de la communauté, justement ancré dans ce territoire, qui est mis en danger.

Zoom 1

Zoom 2. Les bras du fleuve Mackenzie : le 2e delta arctique au monde

Sur l’image, les différences de couleurs témoignent des effets morphologiques du fleuve : à droite se trouvent les surfaces stables qui ne sont pas touchées et remaniées en permanence par les crues ; au centre et à gauche de l’image au contraire, comme l’illustre la présence des couleurs jaunes et vertes, cet espace est régulièrement remanié : nouveaux chenaux, nouvelles îles... Dans ces grands deltas, la forme des reliefs est en effet constamment remaniée par la puissance des eaux du fleuve et les processus d’érosion, de transport et d’accumulation. C’est d’ailleurs pourquoi le village de Tuktoyaktuk se trouve à l’extrême Est du delta, en position d’abri.

Le second fleuve arctique au monde : débit, régime, crues, dynamiques morphologiques

Couvrant 1,8 millions de km2, le bassin hydrographique du Mackenzie est le second bassin d’Amérique du Nord après celui du Mississippi en drainant 5 États fédérés ou territoires au nord-ouest du Canada : Saskatchewan, Alberta, Colombie britannique, Yukon et Territoires du Nord-Ouest. Il prend sa source au Grand Lac des Esclaves ; une toponymie révélatrice de l’histoire coloniale de la région occupée par les Dénés, ce peuple autochtone. Prenant sa source à seulement 156 m. d’altitude, le fleuve va parcourir 1.740 km vers le nord et se jeter dans la mer de Beaufort. Cette très faible pente oblige le fleuve serpenter dans une vaste plaine marécageuse, tout en traversant de nombreux lacs (mac Athabasca, Grand lac des Esclaves, Grand lac de l’Ours...).

Si son débit annuel moyen est de 9 700 m3/s., son régime nival - c’est-à-dire fondamentalement organisé par la fonte des neiges - explique un profil saisonnier bien différencié. A la station d’Artic Red River, située 300 km plus au sud de l’image à l’entrée du grand delta, les hautes eaux vont de mai à septembre avec l’arrivée du printemps puis de l’été alors que la période d’étiage, ou de basses eaux, s’étale de décembre à avril. Le choc est considérable : le débit du fleuve passe de 3 384 m3/s en avril à 21 413 m3/s en juin, ce qui signifie que sur l’image le volume des eaux charriées dans la vallée est multiplié par 6,3 en trois mois. Ces fortes variations mensuelles ne doivent pas masquer des valeurs extrêmes qui varient de 2 129 m3/s à 27 703 m2/S, soit un rapport de 1 à 13 entre 1972 et 1992. Le débit maximal enregistré à même atteint 35 000 m3/s. Cette image est prise le 6 septembre, une date à laquelle le puissant débit estival commence à sensiblement reculer. De grandes interrogations se posent concernant l’évolution des régimes fluviaux des fleuves arctiques et subarctiques sous les effets du changement climatique.    

Les pingos et le « site canadien des Pingos »

Comme le montre bien l’image, l’embouchure du fleuve Mackenzie est composée d’un vaste delta, largement marécageux et amphibie couvrant 13 500 km2 sur la plaine côtière. Cet immense delta est large de 50 à 80 km ouest/est et long de 210 km nord/sud. C’est le second delta arctique au monde après celui de la Léna en Sibérie. Le permafrost y occupe une place centrale et les pingos y sont particulièrement nombreux ; ce terme désigne des collines de glace en forme de cône dont les plus grandes peuvent atteindre 50 m de hauteur et 900 m de large. L’appellation pingo est une déformation du mot inuvialuktun pingu, qui signifie « mont ». Ils sont utilisés depuis longtemps par les populations locales, comme points de repères et observatoires, permettant de suivre l’état de la glace ou d’observer la faune à des fins de chasse.

Comprenant environ 1 350 unités, la région de Tuktoyaktuk est d’ailleurs un site morphologique iconique d’importance nationale qui a abouti à la création en 1978 du « site canadien des Pingos », ou « Pingo National Landmark », de 16 km2 administré par Parcs Canada juste au sud-ouest du village. On y trouve le pingo Ibyuk, haut de 49 m d’altitude, plus haut pingo du Canada et deuxième plus haut pingo du monde. Au total, la péninsule de Tuktoyaktuk regroupe le quart de tous les pingos du monde Ces héritages morphologiques sont aujourd’hui menacés par le changement climatique.

Zoom 2

Zoom 3. L’Inuvik-Tuktoyaktuk Highway : un désenclavement très récent

Désenclaver le Grand Nord : un enjeu majeur

Du fait de sa position littorale très au nord, la communauté de Tuktoyaktuk constitue un isolat humain soumis dans une zone désertique à de très fortes contraintes logistiques. Agglomération de 3 500 habitants jouant le rôle de la « capitale régionale » du delta du Mackenzie, Inuvik se trouve à seulement 124 km au sud à vol d’oiseau ; mais les difficultés pour y accéder y étaient considérables en termes de temps, d’effort, de dangers et prise de risques. Pendant longtemps en effet, les liaisons extérieures empruntaient soit la voie maritime, soit la voie aérienne, via un vol Tuktoyaktuk/Inuvik de seulement 30 minutes mais très cher, soit la voie terrestre hivernale mais qui restait bien sur difficile avec l’East Channel d’Inuvik à Tununuk puis la Winter Road qui empruntait la banquise gelée de la baie de Kugmallit.

Le désenclavement routier du Yukon et du Territoire du Nord-Ouest est au Canada historiquement récent et progressif du fait des investissements financiers considérables à réaliser. Plusieurs facteurs vont intervenir dans cette course au Grand Nord : volonté d’intégration nationale et régionale des marges arctiques, concurrence avec les États-Unis dans la course à la mer de Beaufort avec la mise en valeur des gisements de pétrole offshore du côté de l’Alaska, accélération des recherches minières et énergétiques dans ces marges canadiens nord-occidentales à partir de l’Alberta...  En 1979, Inuvik est ainsi enfin reliée au sud en 1979 par l’achèvement de la Dempster Highway grâce en particulier au franchissement de la Peel River à Fort McPherson.

L’Inuvik-Tuktoyaktuk Highway : un défi technique exceptionnel

A partir de là, la question de la réalisation du dernier segment routier vers Tuktoyaktuk va progressivement se poser.  Au final le projet de Inuvik-Tuktoyaktuk Highway est lancé en 2014 après de nombreuses années d’études et d’hésitations. Les défis techniques à relever étaient en effet considérables et au total ces 138 km ont coûté 300 millions de dollars canadiens, soit 2,17 millions de dollars par kilomètre, ce qui est fait une des routes les plus chères au monde. Après quatre ans de travaux, elle est ouverte en novembre 2017, reliant ainsi de manière pérenne - c’est-à-dire toute l’année, été comme hiver - Inuvik au réseau routier canadien. C’est une portion de cette route que l’on aperçoit serpenter sur l’image, deux carrières en blanc étant bien visibles à l’ouest de celle-ci.  

Si dans sa partie méridionale la route repose sur du socle, plus on monte vers le nord plus elle est construite sur du pergélisol. Ses fondations reposent sur un géotextile spécifique qui en stabilise les structures et elle passe au milieu des lacs, rivières et marais sur des remblais qui peuvent atteindre les quatre mètres d’épaisseur, d’où la construction de huit ponts. D’où le creusement de deux carrières chargées d’alimenter le chantier à l’ouest de la voie sur l’image. Du fait de la fonte estivale, les travaux menés par environ 600 salariés se déroulaient 24h/24 durant les sept à huit mois d’hiver avec des températures allant de -15°C à -57°C. Aujourd’hui, l’infrastructure est entretenue par une quarantaine de salariés.  

Zoom 3

Images complémentaires

Les milieux arctiques dans la région de Tuktoyaktuk

La côte de la Mer de Beaufort au nord-est avec sa longue flèche de sable

Au sud-ouest : les bras du delta se jetant dans la mer de Beaufort, une zone amphibie

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Les îles dans un des bras principaux du Mackenzie dans son delta

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Les milieux arctiques dans la région de Tuktoyaktuk

La côte de la Mer de Beaufort au nord-est avec sa longue flèche de sable
(zoom supplémentaire 1)
Code image : Tuktoyaktuk_S2B_20190623-Z3.jpg

Au sud-ouest : les bras du delta se jetant dans la mer de Beaufort, une zone amphibie
(zoom supplémentaire 2)
Code image : Tuktoyaktuk_S2A_20190906-Z6.jpg

Les îles dans un des bras principaux du Mackenzie dans son delta
(zoom supplémentaire 3)

Code image : Tuktoyaktuk_S2B_20190623-Z4.jpg

D’autres ressources

Sites spécialisés et étude

https://www.thearcticinstitute.org/meltdown-permafrost-arctic-together-…

https://projects.thestar.com/climate-change-canada/nunavut/

Ian Olthof, Robert H. Fraser, Carla Schmitt, Landsat-based mapping of thermokarst lake dynamics on the Tuktoyaktuk Coastal Plain, Northwest Territories, Canada since 1985, Remote Sensing of Environment, Volume 168, 2015, Pages 194-204, https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.07.001.

Les ressources de Géoimage sur le Grand Nord arctique

Amérique du Nord

Pauline Pic : Canada - Iqaluit (ᐃᖃᓗᐃᑦ) : au cœur de l’Arctique canadien, entre enjeux géopolitiques et changements climatiques
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Pauline Pic : Canada - Churchill : un isolat surbarctique sur les bords de la Baie d’Hudson
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Laurent Carroué : Alaska - Le delta du Yukon et le Yukon Delta National Wildlife Refuge, la mise sous cloche de la wilderness
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Laurent Carroué : Alaska : Prudhoe Bay, les hydrocarbures du Grand Nord entre épuisement, relance et développement durable
/etats-unis-alaska-prudhoe-bay-les-hydrocarbures-du-grand-nord-entre-epuisement-relance-et

Russie

Aude Monnet : Russie - Norilsk : la ville du nickel, un pilier arctique et sibérien de la puissance russe
/geoimage/russie-norilsk-la-ville-du-nickel-un-pilier-arctique-et-siberien-de-la-puissance-russe

Antoine Séjournée : Russie - Péninsule de Yamal : le dégel du pergélisol dû au réchauffement climatique et ses conséquences sur le climat
/geoimage/russie-peninsule-de-yamal-le-degel-du-pergelisol-du-au-rechauffement-climatique-et-ses

 Stéphane Dubois : Russie - Sibérie. Le delta de la Léna : un laboratoire des changements multiformes du Grand Nord Arctique
/geoimage/russie-siberie-le-delta-de-la-lena-un-laboratoire-des-changements-multiformes-du-grand-nord

Clara Loïzzo : Russie - Yamal : le front pionnier énergétique russe dans un espace extrême de l’Arctique sibérien
/geoimage/russie-yamal-le-front-pionnier-energetique-russe-dans-un-espace-extreme-de-larctique


Le site Géoconfluences de l’ENS de Lyon : les régions de l’Arctique
 http://geoconfluences.ens-lyon.fr/programmes/concours/arctique-ens-lyon…

Contributeur

Pauline Pic, agrégée de géographie, doctorante à l’Université Laval (Québec, Canada)
Antoine Boisson, PhD. Agent de recherche à l’Université du Québec à Rimouski (Québec, Canada).