Plusieurs composantes du cycle du carbone sont encore mal connues. On connaît particulièrement mal les flux de carbone à l'échelle continentale. Dans la présente thèse, on aborde deux types de flux, ceux d'un fleuve, en l'occurence le Saint-Laurent, vers son estuaire et ceux à l'interface eau-air d'un plan d'eau (ici, le réservoir Robert-Bourassa). La thèse se présente donc en deux volets distincts mais avec une méthodologie commune, surtout basée sur des approches isotopiques. Pour le volet fluvial, le but de l'étude est de produire une estimation annuelle des flux et des sources des formes majeures du carbone, c'est-à-dire du carbone inorganique et organique dissous ainsi que de carbone organique particulaire (CID, COD et COP respectivement), du Saint-Laurent vers son estuaire; on porte ici une attention particulière aux variations saisonnières. Pour le volet "gaz à effet de serre" (GES), l'objectif principal est de quantifier les émissions annuelles de CO2 du réservoir hydroélectrique Robert-Bourassa. Les objectifs secondaires incluent la détermination des sources du CO2 émis et de son cycle saisonnier ainsi que le développement d'un modèle de calcul isotopique de flux de CO2 à l'interface eau-air. Afin d'atteindre les objectifs des deux volets, on a eu recours à des analyses isotopiques et élémentaires, ainsi qu'à la mesure de divers paramètres physico-chimiques. Le fleuve Saint-Laurent exporte vers son estuaire de 0,10 à 0,13-10n g de COP, environ 1,38-1012 g de COD et de 5,24 à 5,54-1012 g de CID. Le COP présent dans le fleuve est majoritairement d'origine aquatique et produit dans le fleuve même. Ce qui n'est pas nécessairement le cas pour le COP des tributaires. Tandis que le COP exporté par la rivière des Outaouais vers le fleuve Saint-Laurent, est majoritairement terrigène, celui de la rivière Mascouche est majoritairement d'origine aquatique en été et terrestre en hiver. En contrepartie, le COD, qui est dix fois plus abondant que le COP, semble être majoritairement terrigène toute l'année aussi bien dans le fleuve Saint-Laurent que dans ses tributaires. De plus, il est fortement oxydé dans le fleuve avant son export vers l'estuaire sauf durant l'hiver. Durant l'été et l'automne c'est jusqu'à 25% du COD qui entre dans le fleuve qui est oxydé. Annuellement, cette perte de COD représente près de 10% du COD exporté vers l'estuaire. Les sources et le cycle saisonnier du CID a été traité antérieurement. Quoi qu'il en soit, la présente étude démontre que les flux instantanés de carbone du fleuve Saint-Laurent vers son estuaire peuvent être estimés à partir de relations polynomials avec le débit à Québec. Dans le réservoir Robert-Bourassa, le CO2 émis à la surface est essentiellement issu de la dégradation et de l'oxydation de la matière organique dissoute (MOD), dans la colonne d'eau du réservoir. Cette MOD provient principalement du bassin de drainage du réservoir et est relativement "jeune". L'activité photosynthétique ne semble pas ici influencer de façon importante les signatures isotopiques du CID et du COD. Ainsi, les signatures isotopiques observées à un moment quelconque de la journée, sur l'ensemble du réservoir, sont-elles considérées représentatives de celles de l'ensemble de la journée. Les résultats de cet échantillonnage indiquent que la production de CO2 est faible sur la moitié de la surface du réservoir et forte pour l'autre moitié. L'hiver, la dégradation de la MOD paraît fortement réduite puis, au printemps, la MOD fraîche accumulée au cours de l'hiver semble fortement dégradé lors de la débâcle. On retiendra aussi, qu'en été, le réservoir Robert-Bourassa s'apparente aussi bien isotopiquement que physico-chimiquement à un lac profond du Moyen Nord québécois. Le modèle isotopique de calcul de flux de CO2 révèle un flux moyen de CO2 à l'interface eau-air du réservoir Robert-Bourassa de l,04±0,21-1011 g de CO2 en 2000 et de l,89±0,40-1011 g de CO2 en 2001. La perte annuelle de CO2 aux turbines a été estimée à 3,3±2,2 xl011 g de CO2 soit à 50 à 80% des émissions totales de CO2 qui s'élèverait annuellement à 4,64 à 5,79-1011 g de CO2. Les pertes de CO2 à la débâcle printanière semblent ici négligeables (5 à 10% des émissions totales annuelles).

Trois longues séquences sédimentaires ont été prélevées dans l'estuaire du St-Laurent (MD99-2220 et MD99-2221) et le fjord du Saguenay (MD99-2222) dans le cadre du programme international IMAGES {International Marine Past Global Change Study), en 1999, afin 1) de reconstuire les variations holocènes d'orientation et d'intensité du champ magnétique terrestre, 2) d'établir une chronostratigraphie holocène pour les séquences sédimentaires de l'est du Canada, 3) de déterminer la fréquence des événements accidentels tels que les crues et le séismes survenus au cours de l'Holocène dans le fjord du Saguenay et 4) de développer des traceurs sédimentologiques et/ou magnétiques des variations climatiques holocènes décennales à millénaires dans l'estuaire du St-Laurent. Les propriétés magnétiques des carottes MD99-2220 et MD99-2221 ainsi que 13 datations au 14C ont permis d'établir une chronostratigraphie pour les derniers 8 500 ans dans l'est du Canada. Les variations d'orientation du champ magnétique terrestre (inclinaison et déclinaison) enregistrées dans les sédiments de la carotte MD99-2220 peuvent être corrélées avec celles d'enregistrements lacustres nord-américains et indiquent que les décalages temporels observés entre les différents enregistrements sont probablement liés aux différentes chronologies plutôt qu'à la dérive de la composante non-dipolaire du champ magnétique terrestre. De façon similaire, les fluctuations séculaires à millénaires de l'intensité du champ magnétique terrestre enregistrées dans les sédiments de la carotte MD99-2220 peuvent être corrélées avec celles d'enregistrements lacustres nord-américains et européens. De plus, la corrélation entre les fluctuations de l'intensité du champ magnétique terrestre et le taux de production d'isotopes cosmogéniques tels le 14C et le 10Be, au cours de l'Holocène, confirme que l'intensité du champ magnétique terrestre module le taux de production de ces isotopes à des échelles de temps séculaire à millénaire. Les propriétés magnétiques, sédimentologiques et physiques de la carotte MD99-2222 ont permis de mettre en évidence la présence d'au moins 14 couches accidentelles mises en place au cours des derniers 7200 ans dans le fjord du Saguenay. Ces couches sont facilement identifiables par leur couleur gris pâle et par leurs bases sableuses qui diffèrent fortement des sédiments très foncés et « bioturbés » mis en place sous des conditions plus stables. Des analyses aux rayons-X et granulométriques, réalisées à maille serrée dans chacune des couches accidentelles, ont permis de déterminer leur mécanisme de dépôt. L'ensemble des données ainsi que la situation géologique et sédimentologique du fjord du Saguenay laissent croire que la grande majorité de ces couches auraient été déposées à la suite de séismes de magnitude élevée. Nos résultats illustrent ainsi que la fréquence des séismes majeurs dans le fjord du Saguenay aurait grandement diminué depuis -4000 ans, ce qui est en accord avec une modélisation numérique qui montre que la réactivation des failles, en raison de l'allégement glacio-isostatique post-glaciaire, aurait eu lieu principalement entre ~7000 et 4000 ans. Finalement, l'analyse à maille serrée de la granulométrie des sédiments de la carotte MD99-2220 et d'une carotte boîte, prélevée au même site dans l'estuaire du St-Laurent, a permis de développer un traceur du débit printanier du fleuve St-Laurent. Nos résultats indiquent qu'un débit printanier élevé accroît le transport et le dépôt de silts dans l'estuaire du St-Laurent. Ainsi, des fluctuations décennales du débit printanier et quelques événements exceptionnels ont-il été décelés à partir du pourcentage de silt au cours des derniers 800 ans. Des variations décennales des températures hivernales de l'eau de surface de l'estuaire du St-Laurent ont aussi été observées et indiquent une variabilité importante des conditions hivernales dans l'est du Canada au cours des derniers siècles. De plus, un changement concomitant des moyennes du pourcentage de silt et des températures de surface a été enregistré vers ~500 années cal. BP. La date de ce changement synchrone ainsi que la baisse subséquente des températures de surface marquent probablement le début du Petit Âge Glaciaire. Le pourcentage de silt est également corrélé à un indice de l'oscillation nord-atlantique de 1865 à 2000, ce qui laisse croire que les précipitations dans le bassin versant des Grands-Lacs/fleuve St-Laurent auraient pu être influencées par l'oscillation nord-atlantique au cours des derniers siècles. Par ailleurs, le pourcentage de silt met en évidence une augmentation importante de la fréquence des fortes crues printanières, depuis 1975.

Cette étude présente les travaux expérimentaux sur le comportement hydromécanique d'une fracture en cisaillement sous des conditions de contrainte normale constante qui ont permis de caractériser sa transmissivité hydraulique intrinsèque en fonction de l?anisotropie directionnelle de la morphologie de la rugosité des surfaces de la fracture. Les essais ont été réalisés sur des répliques en mortier d'une fracture naturelle de façon à maintenir la même morphologie des surfaces à chaque essai. Le programme d'essais comprenait le cisaillement des répliques de la fracture dans quatre directions et à quatre niveaux de contrainte normale. Chaque essai se composait de plusieurs pas de cisaillement entre lesquels des injections ont été effectuées à des débits différents. Les résultats de ces essais montrent que: ?pour l'ensemble des essais, la transmissivité intrinsèque globale est comprise dans une zone enveloppe d'environ un ordre de grandeur. Les courbes de transmissivité à l'intérieur de cette zone enveloppe ont la particularité d'augmenter d'environ deux ordres de grandeur durant le premier millimètre de déplacement tangentiel et, par la suite de se stabiliser rapidement; ?la dilatance la plus élevée ne correspond pas nécessairement à la transmissivité intrinsèque la plus élevée et, par conséquent, le comportement de la transmissivité intrinsèque n'est pas directement proportionnelle à la dilatance d'une fracture durant son cisaillement; ?après la résistance de cisaillement au pic, l'écart est de plus en plus marqué entre les courbes des transmissivités intrinsèques à différents débits; ?à partir de la résistance de cisaillement au pic et du début de la dégradation des aspérités, une anisotropie directionnelle de l'écoulement se développe démontrant la plus forte transmissivité orientée perpendiculairement à la direction du cisaillement; ?Panisotropie ne se développe pas également dans les deux sens de la direction perpendiculaire au cisaillement. Dans le but de caractériser la dynamique de l'écoulement dans la fracture, des analyses statistiques de la morphologie des surfaces et des moulages des vides ont été effectuées avant et après cisaillement. Une analyse statistique des hauteurs des aspérités, à l'échelle globale des surfaces de la fracture, a permis de caractériser la morphologie de la fracture et de mettre en évidence l'existence d'une structure morphologique de grandes dimensions à laquelle se superpose des aspérités plus petites de dimensions variables. Cette structure de grande dimension engendre un palier plus élevé occupant un peu plus de la moitié de la surface de la fracture. L'étude de la morphologie des surfaces de la fracture effectuée à l'aide des variogrammes moyens des hauteurs des aspérités par direction avant cisaillement, démontre la présence de deux familles de structures emboîtées (28 et 15 mm). Cette même étude effectuée après cisaillement démontre que la dégradation des aspérités est associée à la diminution de la transmissivité intrinsèque de la fracture. Finalement, le moulage des vides, lors des essais de cisaillement, a permis de vérifier l'évolution des contacts avec l'augmentation du déplacement en cisaillement et de visualiser la chenalisation de l'écoulement durant le cisaillement de la fracture.

Une grande partie du territoire québécois n'est pas couverte par la stratégie de détection des feux de forêt de la Société de protection des forêts contre le feu. L'utilisation d'images satellitaires permettrait d'avoir un portrait de la situation des feux sur l'ensemble du territoire. Une technique de détection et de suivi des feux de forêt pourrait être intéressante pour les secteurs éloignés situés dans la zone de protection restreinte au nord du 5iieme parallèle nord. L'objectif de cette étude est d'améliorer l'arsenal pour la lutte contre les feux de forêt. La méthode développée dans cette étude compare la luminance mesurée par les canaux 3 et 4 du capteur AVHRR au-dessus des feux de forêt. Pour vérifier la capacité et l'efficacité de ce traitement à détecter des feux de forêt, les images-résultats ont été comparées avec les cartes de localisation des feux de forêt tracées à partir des données fournies par la direction de la conservation des forêts du ministère des Ressources naturelles du Québec. Bien que les données brutes des canaux 3 et 4 fournissent des informations intéressantes sur la répartition des feux, le traitement des images développé au cours de cette étude permet de mieux mettre en évidence les feux par rapport au reste de l'image. En plus de la détection des feux, la méthode permet aussi d'évaluer leur intensité et leur direction. Le traitement des images satellitaires a permis de détecter 62 % des feux de plus de 10 ha qui n'étaient pas couverts par des nuages. Le plus petit feu de forêt détecté avec la méthode est un feu de 20 hectares. Même si la méthode n'a pas permis de détecter tous les feux présents, elle fournit néanmoins une information des plus précieuses puisque aucun autre moyen présentement disponible ne permet d'avoir un portrait de chaque kilomètre carré du territoire plusieurs fois par jour et ce, à un coût comparable à celui des images satellitaires.

Une série d'essais mécaniques en cisaillement sur des répliques en mortier d'une fracture rocheuse (Flamand, 2000) a permis de mettre en évidence l'influence de la morphologie sur le comportement mécanique en cisaillement. Partant de ces essais on se propose d'établir un modèle du comportement et de déterminer quels sont les paramètres ou facteurs morphologiques les plus influents sur le comportement. A cette fin une revue bibliographique dans le domaine du comportement mécanique des fractures rocheuses a été réalisée ; il en ressort que les modèles actuels ne permettent pas de modéliser en une seule fois, le comportement sur toute la gamme des déplacements horizontaux. Dans un premier temps, une simulation géostatistique de la surface des épontes rocheuses est effectuée pour calculer, quelle que soit la direction de déplacement relatif des épontes, les valeurs de facteurs morphologiques ; on en retient quatre RL, Z3, 62, Z4. Dans un deuxième temps, un plan d'expériences prenant en compte des facteurs mécaniques (contrainte normale et déplacement horizontal) et les facteurs morphologiques précédents est construit; les résultats qui en découlent sont analysés. Les résultats du plan permettent d'obtenir un modèle de simulation du comportement pour des contraintes normales comprises entre 0 % et 30 % de la résistance en compression du matériau utilisé pour les répliques, pour des déplacements tangentiels compris entre 0 mm et 5 mm, et pour toutes les directions de déplacements horizontaux. Le facteur morphologique Z3 se distingue des autres ; on montre que son influence sur le comportement est très faible. Les facteurs morphologiques (RL, Z4 et 82) influencent de façon significative le comportement mécanique en cisaillement, soit la dilatance, et la contrainte tangentielle. Tenant compte des résultats d'une étude des erreurs de prédiction, une nouvelle série d'essais est proposée respectant une répartition uniforme des niveaux du facteur morphologique 02.

Hydrothermal systems on active volcanoes can be studied through characterization of the emitted fluids and surface discharges using major element and isotopic compositions of fumaroles and thermal springs within the volcanic area. This thesis aims at understanding the geochemistry of the existing hydrothermal systems of Kanlaon, Biliran and Bulusan volcanoes in the Philippines and the contribution of magma degassing in the formation of fluids circulating within the hydrothermal system. This study also aims at improving the geochemical monitoring program of PHIVOLCS by suggesting parameters to use in evaluating the volcano’s activity and their evolution that may lead to volcanic unrest.Kanlaon volcano’s extensive hydrothermal system evolved into two distinct hydrothermal systems independent of each other. A mature hydrothermal system represented by Pataan thermal area is characterized by neutral Na + K chloride (bicarbonate) fluids and an immature system, represented by Hagdan is characterized by the presence of acid-sulfate waters. Chemical and isotopic analyses were performed on thermals waters to classify the samples that are linked to the existence of these two hydrothermal systems. Using Cl-SO4-HCO3 relative abundances, Kanlaon’s thermal waters are classified as acid sulfate, acid sulfate-chloride, neutral chloride, and neutral bicarbonate waters. The linear trend formed by Na + K and Cl of Pataan and Mambucal samples can be explained by groundwater/meteoric dilution. This is consistent with the light sulfur isotopic signatures between δ34S = -3.4 ‰ and +1.2 ‰ of the mature hydrothermal system. This implies that the origin of sulfur is linked to the surficial oxidation of H2S. In contrast, the immature hydrothermal system shows significantly heavier sulfur isotopic composition (δ34S = +8.2 ‰), which indicates that sulfur may have originated from the disproportionation of magmatic SO2 or from the fractionation between hydrothermal sulfate and sulfide (SO42-/H2S) pairs that have achieved isotopic equilibrium.On Biliran Volcano, the area of Vulcan thermal grounds exhibits the greatest thermal activity. Thermal waters of Biliran are classified into 6 types based on their geochemistry and location on the ground. Location 1 is composed of summit springs and location 2-6 are springs found along the periphery of the volcano with varying distances from the summit springs. Immature waters are discharging from the springs located at the summit. These are the acid sulfate-chloride waters. The high concentration of SO42- and Cl- is a clear indication of the presence of magmatic HCl, H2S, and SO2. The high δ34S (+14.7 ‰ to +26.6 ‰) values suggest that these fluids were formed from the disproportionation of magmatic SO2. The acidity of the summit springs is coming from the HCl which is a contribution from the degassed magma at depth. Mature neutral (SO42- - HCO3-) Cl springs are found away from the summit moving towards the margins of the neutralization zone. Neutral Cl fluids evolved from progressive neutralization of previously acidic fluid by water-rock interaction that migrated laterally and emerged as bicarbonate waters in the periphery of the volcano. Mt. Bulusan hydrothermal system is complex and tends to show the signature of a deep neutral Cl fluid. Based on Cl and SO42-, there are two groups of springs and these are found in two different locations. Type I springs are located on Mt. Bulusan close to the crater. The predominance of HCO3- and SO42- can be associated with shallow interactions and processes (i.e. boiling of hydrothermal fluids producing steam) that modify the fluid of meteoric in origin. Major gases such as CO2(g) and H2S(g) are incorporated in the groundwater via condensation. Type II springs are located on the periphery of the volcano, far from the location of Type I springs. These springs are characterized by the presence of Cl- and HCO3- ions at concentration levels greater than SO42- concentrations. The low solubility of CO2 allows the gas phase to be transported over long distances and converted to HCO3-. The origin of Type II fluids can either be through adsorption of CO2-bearing gases, or condensation of CO2-rich geothermal steam. The proximity of one Type II spring to sea level can have a bearing on the origin of Cl- in the fluids, but the fact that all Cl- composition of these springs are quite uniform, this means that the chloride must have come from one source and that it is highly unlikely to receive any contribution from seawater. This is also supported by the Cl/B and Cl/Li composition of Type II springs. Mt. Bulusan does not have ‘pure’ neutral chloride water signature but rather a mixture of neutral Cl waters and HCO3-rich waters. / Le travail de thèse est consacré à l’étude de systèmes hydrothermaux de volcans actifs qui ont été caractérisés grâce à l’étude géochimique (éléments majeurs et composition isotopique) des fluides hydrothermaux émis en surface de zones volcaniques. L’objectif principal de la thèse est l’interprétation de la composition géochimique des fluides hydrothermaux présents dans 3 systèmes actifs :les volcans Kanlaon, Biliran et Bulusan aux Philippines. Cette étude a également pour but d’améliorer le programme de monitoring de l’activité volcanique du PHIVOLCS (Philippine Institute of Volcanology and Seismology) en proposant des paramètres géochimiques utiles à l’évaluation de l’état d’activité d’un volcan et qui peuvent également fournir de signaux précurseurs d’une activité éruptive. Dans le cas du Volcan Kanlaon, la présence de deux systèmes hydrothermaux distincts a été mise en évidence grâce à l’analyse géochimique et isotopique des eaux thermales présentes dans le massif volcanique. Un système hydrothermal « mature » caractérisé par des fluides neutres chlorures (Na+K/Cl) est présent sous la zone hydrothermale de Pataan. Le deuxième système hydrothermal, situé dans la zone de Hagdan, présente au contraire des propriétés d’un système « immature » dominé par des fluides de type acide sulfate. En comparant les abondances relatives en Cl-SO4-HCO3, différents types de composition de sources thermales sont observées :acide sulfate, acide sulfate-chlorure, neutre chlorure et neutre bicarbonate. La corrélation linéaire qui existe entre les alcalins (Na+K) et les chlorures dans les échantillons de Pataan et de Mambucal suggère une origine identique et un processus de simple dilution par des eaux d’origine météoritique. D’autre part, la signature isotopique des sulfates à Mambucal avec une gamme de valeurs de δ34S entre -3.4 ‰ et +1.2 ‰ est typique de l’oxydation à proximité de la surface de l’H2S et tend à confirmer le caractère « mature » du système hydrothermal. La signature isotopique contrastée des sulfates de Hagdan avec un δ34S = +8.2 ‰ suggère que l’origine du soufre dans ce système « immature » pourrait être liée soit à la disproportionation du SO2 d’origine magmatique soit résulté d’un fractionnement isotopique à l’équilibre au niveau du sytème hydrothermal de la paire SO42-/H2S.Dans le cas du volcan Biliran, l’activité hydrothermal principale est située dans la zone sommitale de Vulcan. 6 types de composition géochimique différents ont été mis en évidence. Dans la zone sommitale de l’édifice volcanique, des eaux « immatures » de type acide sulfate-chlorure ont été identifiées. Les concentrations élevées en SO42- et Cl- suggèrent une contribution magmatique et la présence de HCl, H2S and SO2 émis par le dégazage d’une intrusion magmatique superficielle. Les valeurs élevées en δ34S (+14.7 ‰ à +26.6 ‰) suggèrent clairement que les sulfates proviennent de la réaction de disproportionation de SO2 d’origine magmatique. D’autre part, les valeurs d’acidité de ces sources sont nettement corrélées à l’abondance des chlorures et donc à la contribution d’HCl gazeux d’origine magmatique. En périphérie de la zone sommitale, les sources chaudes sont caractérisées par des eaux « matures » de type (SO42- - HCO3-) + Cl- dont l’acidité est largement neutralisée. Des fluides neutre chlorures provenant de la neutralisation progressive de fluides acides par interaction avec les roches encaissantes et enrichis en bicarbonates sont également présents dans les zones périphériques du volcan Biliran.Le système hydrothermal du Mt. Bulusan est complexe mais tend à révéler la présence d’un réservoir profond de composition neutre chlorure. Deux groupes de sources chaudes distincts sont présents dans deux zones distinctes de l’édifice volcanique. Sur base des compositions en Cl et SO42-, deux groupes distincts de sources chaudes ont été observées. Le type I, localisé à proximité du cratère du Bulusan, est caractérisé par la prédominance de HCO3- et SO42- et pourrait résulter de la condensation et dissolution de vapeurs (H20(g), CO2(g) et H2S(g)) essentiellement hydrothermales par des eaux superficielles d’origine météoritique. Le type II, observé beaucoup plus en périphérie de l’édifice volcanique, se distingue par l’abondance des ions Cl- et HCO3- qui dominent largement les concentrations en SO42-. L’origine des sources chaudes de type II est liée à la condensation/dissolution de vapeurs hydrothermales riches en gaz carbonique, le CO2 ayant, en raison de sa plus faible réactivité chimique, la faculté de diffuser latéralement sur de longue distance au sein d’un édifice volcanique. La proximité de certaines sources de type II avec la mer tend à suggérer une origine marine pour le chlore. Cependant, le même type II est également observé à grande distance de la mer où une contribution marine est difficilement envisageable. D’autre part, les compositions relatives en Cl/B and Cl/Li des sources de type II ne semblent pas compatibles avec une origine marine. Aucune composition de fluide « mature » de type neutre chlorure n’a été observée, l’origine des fluides de type II pourrait cependant résulter d’un mélange entre des eaux enrichies en HCO3- et des eaux neutres chlorures. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'évolution géochimique de la terre doit être abordée par l'étude de sections crustales et de réservoirs mantelliques de différentes compositions à différentes époques géologiques. Ce type de travail doit se concentrer sur révolution d'une suite de roches d'un âge particulier et la comparer ensuite avec des suites d'autres époques géologiques. Le travail présenté dans cette thèse de doctorat se focalise sur des séquences du Protérozoique inférieur (1.8 - 2.0 Ga). Cette époque représente une importante période d'accrétion et de croissance globale des boucliers continentaux. Les articles présentés dans cette thèse traitent de révolution magmatique, ainsi que de 1'accrétion crustale à l'intérieur de l'Orogène de l'Ungava (nord du Québec) d'âge Protérozoïque inférieur. Caractériser la composition de la croûte continentale est essentiel pour comprendre révolution géochimique de la terre. Cet aspect est l'objet du premier chapitre de la thèse, ce dernier décrivant la géologie et la géochimie du terrane de Narsajuaq. Ce terrane représente la racine d'un complexe magmatique d'arc du Protérozoïque inférieur soudé à la marge de la Province du Lac Supérieur vers 1.82 Ga. Le terrane de Narsajuaq est constitué de quatre suites plutoniques différentes couvrant à elles seules plus de 150 Ma d'activité magmatique. Les plutons les plus âgés du terrane de Narsajuaq se trouvent dans la suite "Cape Smith". Celle-là contient des intrusions représentant plus de 60 Ma d'activité plutonique, de 1898 à 1839 Ma. Les plutons de la suite "Cape Smith" sont de composition dioritique, tonalitique et granitique, d'affinités essentiellement calco-alcalines, avec quelques échantillons tholéiitiques. Des enrichissements faibles à modérés de LILE (les éléments hygromagmatophile) et de terres rares, ainsi que des anomalies négatives de Nb et Ti caractérisent ces plutons. La signature isotopique de cette suite est bien définie avec e^ inidal = +3.2 à +1.5 et un rapport 87Sr/86Sr, de 0.7020 - 0.7024. Les plutons de cette suite ont été formés par fractionnement d'une source mantellique légèrement enrichie en LILE et terres rares légères, accompagnée d'une faible composante de contamination crustale attribuée à la subduction de sédiments. Ces plutons recoupent surtout la croûte océanique mafique des Groupes de Watts, Parent et Spartan. La suite dominante du terrane de Narsajuaq, nommée "Older suite", est formée d'une séquence rubanée de dionte-tonalite-granite. Cette séquence présente des concentrations plus élevées et plus variables de LILE et de terres rares que la suite "Cape Smith". Les compositions isotopiques de la "Older suite" sont aussi plus variables que celles de la suite "Cape Smith", avec un e^ initial de +4.0 à -10.7 et un rapport 87Sr/86Sr, de 0.7025 - 0.7048. La "Older suite", mise en place de 1863 à 1844 Ma, est en partie contemporaine de la suite "Cape Smith", n’est postulé que la "Older suite" a été formée sur un fragment de croûte continentale archéene ayant interagi avec des magmas ascendants, produisant ainsi le large spectre de signatures géochimiques et isotopiques observé. Une série de plutons homogènes de tailles kilométriques recoupe la "Older suite" et constitue la suite nommée "Younger suite". Ces plutons ont été mis en place principalement de 1836 à 1821 Ma, avec une série plus jeune se présentant sous forme d'épanchements granitiques très étendus datant de 1803 -1800 Ma. La "Younger suite", composée de plutons de diorite, tonalité et granité, a une signature isotopique et géochimique similaire à la "Older suite". Cependant, les valeurs de e^ initial et de 87Sr/^ Sr, varient plus largement dans la "Younger suite". Ces deux suites de roches semblent avoir une une pétrogénèse et une évolution globalement similaire. Une série distincte de plutons de monzodiorite située presque exclusivement dans la "Younger suite", contient des concentrations très élevées de LILE et de terres rares légères, et a des patrons de terres rares très fractionnés. La fusion pardelle d'une source mantellique enrichie peut expliquer leur signature géochimique. Nous suggérons que la fusion partielle résulte de la délamination d'une plaque subductée, combinée à la remontée de manteau asthénosphénque. Ce dernier aurait été modifié par la subduction, après une0 vil inversion de la géométrie de la zone de subduction entre 1844 et 1836 Ma. Les plutons granitiques les plus jeunes de la "Younger suite" (IVUJ et CNF) contiennent de fortes concentrations de LILE et de terres rares légères. Ils ont des compositions isotopiques qui indiquent un apport significatif d'une composante cmstale (e^d = -4.9 à -6.2 (FVUJ) et -17.5 à -18.5 (CNF)). Ces granites furent mis en place durant les étapes tardives de l'accrétion de l'arc magmatique sur la marge de la Province du Lac Supérieur. Leur generation est attribuée à la fusion partielle de la croûte, causée par l'épaississement tectonique et par l'inïïux de fluides au métamorphisme rétrograde subi par la croûte. La suite nommée "Late suite" se compose d'une série de dykes de syénogranite pegmatitique non-métamorphisés et non-déformés. Ceux-ci recoupent toutes les unités de l'orogène ainsi que de rares plutons granitiques situé essentiellement dans le terrane de Narsajuaq. Cependant, il est à noter que seul un pluton granitique recoupe toute les unités tectono-stratigraphiques. Les dykes de pegmatite ont été mis en place il y a 1758 Ma, alors que les plutons granitiques semblent légèrement plus jeunes, un pluton ayant été daté à 1742 Ma. Une étude géochronologique détaillée de ce pluton (pluton du Lac Duquel) est l'objet du chapitre 4. Cette étude, effectuée à l'aide de la technique de l'abladon par laser ICP-MS, a permis l'identification de zircons hérités, ayant des âges de 1.7 à 3.2 Ga. Plus de 80% de ces âges correspondent à ceux des roches environnantes. Cette étude géochronologique illustre le potentiel de la méthode d'analyse de l'ablation par laser ICP-MS pour déterminer l'histoire crustale d'un pluton granitique. Les données géochimiques, isotopiques et géochronologiques des plutons de la "Late suite" indiquent que l'anatexie crustale est le principal mécanisme ayant produit ces plutons. J Une section crustale composite de 15-20 km d'épaisseur du terrane de Narsajuaq est présenté. Les roches platoniques et sédimentaires de Narsajuaq représentent une section de profondeur intermédiaire d'une croûte d'arc magmatique du Protérozoique inférieur. La parde supérieure de la section crustale est manquante. Cependant, les roches volcaniques du Groupe de Parent pourraient représenter cette dernière. Les métasédiments du Groupe de Sugluk, ainsi que les grandes intrusions granitiques, sont plus abondants vers le sommet de la section crustale, alors que les plutons mafiques sont plus communs vers la base de la section. La détermination de la composition géochimique composite du terrane de Narsajuaq est en cours. Le but est de comparer la composition globale de cette croûte du Protérozoïque inférieur avec des sections de croûtes archéennes et phanérozoïques, afin d'évaluer les variations géochimiques séculaires, au cours du Précambrien principalement, et un particulier à la transition Archéen-Protérozoïque. Une décroissance du rapport (La/Yb)n et un appauvrissement global des terres rares lourdes documentées dans les roches post-Archéennes sont corroborées par les données de la présente étude. Ces variations résulteraient d'un changement fondamental du processus de génération magmatique, allant de la fusion de plaques subductées jusqu'à la fusion du manteau sus-jacent, conséquences du refroidissement séculaire de la terre. Nous désirons poursuivre l'investigation de ces variations géochimiques temporelles pour pouvoir, entre autres, évaluer la signification de la transition Protérozoïque-Archéen. <J Une évaluation des réservoirs mantelliques présents durant la formation des roches de l'Orogène de l'Ungava est l'objet du chapitre 3. Le rifting du socle de la Province du Lac Supérieur, vers 2.04 Ga, a conduit au développement d'une séquence de marge de rift volcanique et d'un bassin océanique caractérisés par de volumineux épanchements magmatiques. Quatre suites distinctes de roches volcaniques furent mises en places durant plus de 100 Ma, reliées à la présence de différents manteaux et réservoirs crustaux (manteau appauvri, manteau enrichi et croûte continentale). Les suites associées avec le rifting continental et le développement d'une marge volcanique incluent: (l) les basaltes continentaux contaminés par la croûte de la Formation Eskimo et du Groupe de Povungnituk occidental et central; (2) les laves mafiques de la Formation de Flaherty, du Groupe de Povungnituk oriental et certaines laves du Groupe de Watts qui ont une signature géochimique et isotopique légèrement enrichie; et (3) les laves alcalines de Povungnituk, hautement enrichies. Durant le développement d'un bassin océanique, un quatrième groupe a été mis en place, comprenant des basaltes magnésiens et des basaltes komatiitiques du Groupe de Chukotat, Des d'Ottawa et quelques échantillons du Groupe de Watts qui ont des compositions géochimiques et isotopiques similaires aux N-MORB. La gamme de compositions magmadques des roches mises en place durant l'événement de rifting et de génération du bassin océanique, procure une fenêtre du manteau à 2.0 Ga et nous permet de définir les compositions des réservoirs mantelliques: pour le manteau appauvri (e^ = +4.5 à +5.5); et pour le manteau enrichi (e^ = +2.5 à +3.5). Le rifting continental peut être associé, ou être contemporain, à l'arrivée d'un diapù- mantellique ayant donné naissance au Groupe de Povungnituk ainsi qu'aux formations d'Eskimo et de Flaherty. La fusion à l'intérieur du diapir mantellique pourrait avoir produit la signature de manteau enrichi des roches, avec contamination crustale superposée à la formation d'Eskimo et au Groupe de Povungnituk occidental. La rupture complète de la croûte a abouti à l'ouverture d'un bassin océanique, dans lequel les Groupes de Watts, de Chukotat et les Iles Ottawa ont été déposés. La plupart de ces roches ont été dérivées du réservoir mantellique appauvri. Cependant le Groupe de Watts contient des laves ayant des caractéristiques de manteau appauvri et enrichi, indiquant l'existence synchrone de ces réservoirs. Un réservoir additionnel qui a servi de source au magmatisme de type arc a aussi été documenté, sur la base des compositions géochimiques et isotopiques des magmas les plus primitifs du terrane de Narsajuaq. Ce réservoir a une composition isotopique de Nd similaire au manteau appauvri. L'étude plus approfondie des différents magmas du terrane de Narsajuaq, présentée au chapitre 2, suggère qu'un réservoirs mantellique enrichi a aussi été impliqué dans la génération des magmas de type arc, c'est à dire dans la formation des monzodiorites de la "Younger suite". Cependant, il est postulé que cet enrichissement était de nature locale, directement relié aux processus de subduction actifs en ce temps. Les similarités chimiques et isotopiques entre les magmas protérozoïques étudiés ici et les magmas contemporains suggèrent que l'interaction entre manteau appauvri, manteau OIB et manteau sub-continental pendant le Protérozoïque est semblable à la situation actuelle. Les processus magmatiques sont donc continus au cours du temps. L'existence de ces réservoirs mantelliques il y a 2.0 Ga, indique de plus que les processus tectoniques et géochimiques responsables de leur origine existaient déjà en ce temps. Le recyclage manteau-croûte aurait donc été actif il y a plus de 2.0 Ga.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Dans le cadre de ce mémoire, deux volcans nicaraguayens ont été étudiés. Tous deux sont situés dans la chaîne volcanique d'Amérique Centrale, dans la partie ouest du Nicaragua, proche de l'Océan Pacifique. Telica est un stratovolcan situé à 12.603° N and 86.845° W dans le sud-ouest du Nicaragua. Il fait partie d'un complexe volcanique composé de plusieurs édifices (Santa Clara, Cerro Aguero et San Jacinto) situés dans la chaîne des Marabios. Le cône volcanique est pentu et contient un cratère de 700 m de diamètre et d'environs 120 m de profondeur. Les roches du complexe volcanique de Telica consistent en un chevauchement de coulées de lave, de tephras, de dépôts alluvionnaires et de lahars. L'activité volcanique à Telica depuis la conquête espagnole consiste en des périodes allongées d'émission de soufre et de nombreuses petites éruptions stromboliennes et phréatiques. Une augmentation de l'activité sismique est présentement en cours depuis 1996, le nombre d'événements étant passé de 100/jour à 220/jour entre le mois de décembre 1996 et le mois de juin 1997. Le dégazage du volcan reste très faible pendant cette période. Le volcan Masaya est situé à 11.984° N et 86.161° W, 25 km au sud-ouest de Managua, capital du Nicaragua. Il fait partie de la caldeira de Masaya qui a des dimensions de 11.5 km par 6 km allongée selon une direction nord-ouest et sud-est, parallèlement à la chaîne volcanique. Dans la caldeira, une série d'évents en forme semi-circulaire se sont développés après la formation de la caldeira; ce sont les cônes de Masaya, de Nindiri, de Comalito, de Cerro Montosa et d'Arenal. Des cratères d'effondrement se sont formés dans les deux cônes principaux (Masaya et Nindiri): Santiago, Masaya, Nindiri et San Pedro. Santiago est présentement en phase de dégazage intense depuis 1993, il rejette dans l'atmosphère plusieurs centaines à quelques milliers de tonnes de S02 par jour. Durant les 150 dernières années, Masaya a connu plusieurs épisodes de dégazage semblable de façon cyclique. Deux coulées de lave se sont produites dans la caldeira: en 1670, d'un débordement du lac de lave de Nindiri au nord, et en 1772, d'une fissure sur le flanc nord-est du cône de Masaya.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / La calcification du tissu de Spheciospongia vesparium (Lamarck, 1815) est associée à la croissance de cristaux d'aragonite authigène dans un tissage de fibrilles de collagène créé par la dégradation générale du tissu dans les premiers centimètres à l'intérieur du sédiment. Cette calcification se développe préférentiellement aux endroits où la matrice intercellulaire est la plus dense, c'est-à-dire au niveau de l'ectosome, de l'endosome et autour des composantes à l'intérieur du tissu (spicules, particules sédimentaires, etc.). Une comparaison de l'éponge calcifiante avec d'autres spécimens de demosponges modernes (Ircinia, ? Aplysina, P. simplex) a montré que la calcification n'est pas attribuée au type de collagène de l'éponge, mais serait plutôt le résultat de la combinaison de deux facteurs principaux, soit 1) la présence d'un substrat organique nano-poreux dans 2) un milieu réduit en oxygène. Ces conditions permettraient au processus de calcification d'imprégner le tissu avant que celui-ci ne soit complètement oxydé, comme en témoignent les exemples d'éponges siliceuses calcifiées du Pléistocène de Floride, du Jurassique du Maroc et du Silurien du Québec.

Le gisement aurifère de Canadian Malartic est le résultat d’un système hydrothermal qui a altéré les roches métasédimentaires du Groupe de Pontiac, les roches métavolcaniques du Groupe de Piché, les intrusions porphyriques, de même que des dykes mafiques tardifs. La minéralisation en or s’est mise en place par la circulation des fluides hydrothermaux et est responsable des réactions d’échange isotopiques de l’oxygène et de l’hydrogène. Ces réactions sont reflétées dans les valeurs en δ18O and δ2H qui peuvent être utilisées pour cartographier l’empreinte isotopique du système minéralisé. L’empreinte isotopique des grauwackes du Groupe de Pontiac est marquée par une augmentation des valeurs de δ2H de -91‰ jusqu’aux valeurs du bruit de fond d’environ -59‰ à mesure qu’on s’éloigne de la minéralisation. Les valeurs de δ18O sont quant à elles relativement constantes à près de 10‰. Les dykes mafiques du secteur enregistrent eux aussi une empreinte isotopique marquée par une augmentation des valeurs de δ2H de 84‰ près de la minéralisation jusqu’aux valeurs du bruit de fond d’environ -73‰, et une décroissance des valeurs en δ18O de 9.8‰ jusqu’à 8.3‰ à mesure qu’on s’éloigne de la minéralisation. La composition isotopique du fluide métamorphique en équilibre avec le grauwacke moyen en dehors de l’empreinte, à la température estimée de la minéralisation (~475°C), est de δ18O = 7.6‰ et δ2H = -12‰. Ceci est très près des compositions des fluides minéralisateurs du gisement aurifère de Canadian Malartic reportées dans les études précédentes. Le krigeage des variations régionales des compositions isotopiques en oxygène et hydrogène dans les roches encaissantes du gisement de Canadian Malartic permet de cartographier l’empreinte isotopique. Dans les grauwackes, l’isoplèthe de δ2H = 59‰ encercle le domaine minéralisé et montre un allongement nord-ouest – sud-est, tandis que l’isoplèthe de δ18O = 9.9‰ semble aussi contenir le domaine minéralisé bien que très près des valeurs de fond. Dans les dykes mafiques, l’isoplèthe de δ2H = -73‰ contient la minéralisation de même qu’un large secteur au sud-sud-est, tandis que l’isoplèthe δ18O = 8.3‰ contient le centre du domaine minéralisé et s’étend vers le sud-est. La géochimie isotopique de l’oxygène et de l’hydrogène des roches encaissantes permet donc de définir une empreinte d'altération cryptique jusqu'à 2,5 km à l'extérieur du gisement de Canadian Malartic. / The Canadian Malartic gold deposit is the result of a hydrothermal system that altered the host metasedimentary rocks of the Pontiac Group, metavolcanic rocks of the Piché Group, porphyritic dykes and sills, and mafic dykes. Gold mineralization formed by hydrothermal fluids flowing through these rocks and resulted in exchange reactions of oxygen and hydrogen isotopes. These reactions are reflected in whole-rock δ18O and δ2H values of the rocks that can be used to map the isotopic footprint of the mineralized system. The isotopic footprint in Pontiac greywackes is marked by an increase in δ2H values away from mineralization from -91‰ to background values of ca. -59‰, whereas δ18O values remain relatively constant near 10‰. Mafic dykes in the area also record a footprint marked by an increase in δ2H values from 84‰ near mineralization to background values ca. -73‰ and a decrease in δ18O values away from mineralization from 9.8‰ to background values of ca. 8.3‰. The isotopic composition of the metamorphic fluid in equilibrium with the average least altered greywacke at upper greenschist to amphibolite conditions of ca. 475°C is approximately δ18O = 7.6‰ and δ2H = -12‰. This is very near the compositions of the mineralizing fluid at the Canadian Malartic deposit reported by previous studies. Kriging of regional variations in oxygen and hydrogen isotopic compositions in host rocks to the Canadian Malartic deposit enables the mapping of the isotopic footprint. In greywackes, the 59‰ δ2H isopleth encircles the mineralized domain and is elongated towards the northwest and southeast, while the 9.9‰ δ18O isopleth appears to encircle the mineralized domain, but, remains very close to the background values. In mafic dykes, the -73‰ δ2H isopleth encircles the mineralized domain as well as a large area to the south and southeast while the 8.3‰ δ18O isopleth encircles the centre of the mineralized domain and extends over an area towards the southeast. Host rock oxygen and hydrogen isotope compositions thus permit the identification of a cryptic alteration footprint up to 2.5 km outside of the Canadian Malartic.