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Pour les besoins de l'étude, la région est divisée en cinq domaines physiographiques: la plaine, le piedmont, les contre- forts, les crêtes des Notre-Dame et le secteur au sud des crêtes. Ces domaines forment des bandes de terrain parallèles d'orientation sud-ouest - nord-est. Dans cette recherche, plusieurs types de données ont fait l'objet d'une étude attentive; les indices glaciaires relevés et les méthodes utilisées comprennent: - Les indices d'écoulements glaciaires (nervures, stries); - L'arrangement de la moraine de fond; - La lithologie des galets ramassés dans les dépôts; - La morphométrie des galets de certains matériaux; - Les formes empruntées par les dépôts et leur organisation; - L'inclinaison des lits dans les matériaux fluvio-glaciaires; - Les analyses granulométriques des divers types de sédiments. Tous ces indices ont permis en faisant des recoupements de différencier l'action de deux glaciers sur la région étudiée. Le premier, le glacier laurentien (l'inlandsis), après s'être avancé vers le sud-sud-est, retraita sur la façade septentrionale des Appalaches en y abandonnant des masses de glace dont une sur les crêtes et les contreforts de la région. Cette scission de l'inlandsis d'un bloc appalachien s'effectua sur le piedmont dans une zone de 5 km entre St-Néré et St-Néré-Station. Ce glacier, avant de libérer complètement la rive sud du fleuve, réavança sur le piedmont et recula de nouveau en y déposant des nappes de matériaux de types fluvio-glaciaire très grossiers et très mal triés. Ces nappes s'alignent entre elles et marquent une première position d'arrêt du front glaciaire sur le piedmont. Puis le glacier laurentien retraita d'environ 4 km vers le nord- ouest pour y déposer une 2e moraine terminale laquelle est constituée de bourrelets qui renferment des matériaux fluvio-glaciaires grossiers, mal stratifiés comme dans le 1er front, ainsi que des matériaux typiquement morainiques. Ce dernier alignement de formes se trouve dans le prolongement de la moraine de St-Antonin mise en place vers 12720 i 170 BP. Subséquemment à ce retrait du glacier laurentien, la mer de Goldthwait envahit la plaine jusque dans le bas piedmont à 203m d'altitude. Elle remania en surface les matériaux de la moraine frontale (St-Antonin) en les façonnant sous forme de plages, de cordons littoraux et d'anses, aplatissant ainsi des sections de bourrelets morainiques composés de matériaux fluvio-glaciaires. Puis, elle déposa ailleurs dans les dépressions, par-dessus la moraine de fond, des sédiments limoneux et argileux. C'est dans cette mer, à une étape de son retrait, que la Rivière du Sud ériga le delta de St-Raphaël, à la limite du piedmont et de la plaine. Le glacier appalachien, masse glaciaire née de la scission de l'inlandsis laurentien évolua différemment selon trois (3) milieux: les contreforts du côté nord des Notre-Dame, dans les crêtes elles-mêmes, et du côté sud des Notre-Dame.Dans les contreforts, la fonte sur place aurait été achevée vers 12640 (plus ou moins) 190 ans BP. Cette décrépitude des glaces résulta en de nombreux dépôts fluvio-glaciaires ou apparentés, lesquels sont bien triés, bien stratifiés, surtout sableux et gravelleux, se présentant en particulier sous forme d'eskers dont la disposition est nettement contrôlée par la topographie régionale et locale. Les glaces demeurées dans les crêtes fondirent en reculant vers les plus hauts sommets laissant des eskers dans les vallées et sur les flancs des montagnes. Ainsi, ce n'est que vers 11,100 ans i 180 BP que les crêtes furent presqu'entièrement libérées des glaces. Enfin, les glaciers appalachiens plus au sud s'avancèrent vers le nord, mais ils furent vraisemblablement bloqués par les crêtes de la région et dévièrent vers le nord-nord-est, épargnant ainsi le versant septentrional des Notre-Dame.

Cette recherche s'intéresse aux témoins glaciaires des Chablais dans quatre de leurs dimensions : géopatrimoine, connaissance objective, inventaire de géosites et valorisation. Elle est organisée sur le canevas d'un processus de patrimonialisation auquel elle participe et qu'elle interroge à la fois. En 2009, débutait le projet 123 Chablais, pour une durée de quatre ans. Il concernait l'ensemble du territoire chablaisien, réparti sur deux pays (France et Suisse) et trois entités administratives (département de la Haute-Savoie, cantons de Vaud et du Valais). Ce projet, élaboré dans le cadre du programme Interreg IV France-Suisse, avait pour but de dynamiser le développement économique local en s'appuyant sur les patrimoines régionaux. Le géopatrimoine, identifié comme une de ces ressources, faisait donc l'objet de plusieurs actions, dont cette recherche. En parallèle, le Chablais haut-savoyard préparait sa candidature pour rejoindre l'European Geopark Network (EGN). Son intégration, effective dès 2012, a fait de ce territoire le cinquième géoparc français du réseau. Le Geopark Chablais fonde son identité géologique sur l'eau et la glace, deux thématiques intimement liées aux témoins glaciaires. Dans ce contexte d'intérêt pour le géopatrimoine local et en particulier pour le patrimoine glaciaire, plusieurs missions ont été assignées à cette recherche qui devait à la fois améliorer la connaissance objective des témoins glaciaires, inventorier les géosites glaciaires et valoriser le patrimoine glaciaire.Le premier objectif de ce travail était d'acquérir une vision synthétique des témoins glaciaires. Il a nécessité une étape de synthèse bibliographique ainsi que sa spatialisation, afin d'identifier les lacunes de connaissance et la façon dont ce travail pouvait contribuer à les combler. Sur cette base, plusieurs méthodes ont été mises en œuvre : cartographie géomorphologique, reconstitution des lignes d'équilibre glaciaires et datations de blocs erratiques à l'aide des isotopes cosmogéniques produits in situ. Les cartes géomorphologiques ont été élaborées en particulier dans les cirques et vallons glaciaires. Les datations cosmogéniques ont été concentrées sur deux stades du glacier du Rhône : le Last Local Glacial Maximum (LLGM) et le stade de Monthey. Au terme de cette étape, les spécificités du patrimoine glaciaire régional se sont révélées être 1) une grande diversité de formes et des liens étroits avec différents autres processus géomorphologiques ; 2) une appartenance des témoins glaciaires à dix grandes étapes de la déglaciation du bassin lémanique.Le second objectif était centré sur le processus d'inventaire des géosites glaciaires. Nous avons mis l'accent sur la sélection du géopatrimoine en développant une approche basée sur deux axes (temps et espace) identifiés dans le volet précédent et avons ainsi réalisé un inventaire à thèmes, composé de 32 géosites. La structure de l'inventaire a également été explorée de façon à intégrer des critères d'usage de ces géosites. Cette démarche, soutenue par une réflexion sur les valeurs attribuées au géopatrimoine et sur la façon d'évaluer ces valeurs, nous a permis de mettre en évidence le point de vue anthropo- et scientifico-centré qui prévaut nettement dans la recherche européenne sur le géopatrimoine. L'analyse des résultats de l'inventaire a fait apparaître quelques caractéristiques du patrimoine glaciaire chablaisien, discret, diversifié, et comportant deux spécificités exploitables dans le cadre d'une médiation scientifique : son statut de « berceau de la théorie glaciaire » et ses liens étroits avec des activités de la vie quotidienne, en tant que matière première, support de loisir ou facteur de risque. Cette recherche a débouché sur l'élaboration d'une exposition itinérante sur le patrimoine glaciaire des Chablais. Ce produit de valorisation géotouristique a été conçu pour sensibiliser la population locale à l'impact des glaciers sur son territoire. / This research focuses on glacial witnesses in the Chablais area according to four dimensions: geoheritage, objective knowledge, inventory and promotion of geosites. It is organized on the model of an heritage's process which it participates and that it questions both. In 2009, the project 123 Chablais started for a period of four years. It covered the entire chablaisien territory spread over two countries and three administrative entities (département of Haute-Savoie, canton of Vaud, canton of Valais). This project, developed in the framework of the Interreg IV France-Switzerland program, aimed to boost the local development through regional heritage. The geoheritage identified as one of these resources, was therefore the subject of several actions, including this research. In parallel, the French Chablais was preparing its application to join the European Geopark Network (EGN). Its integration, effective since 2012, made of this area the fifth French Geopark of the network. The Chablais Geopark geological identity was based on water and ice, two themes closely linked to the glacial witnesses. In this context of interest for the regional geoheritage and especially for the glacial heritage, several missions have been assigned to this research which should improve objective knowledge of glacial witnesses, inventory and assess glacial geosites. The objective knowledge's component was to acquire a synthetic vision of the glacial witnesses. It required a first bibliography synthesis step in order to identify gaps in knowledge and how this work could help to fill them. On this basis, several methods have been implemented: geomorphological mapping, reconstruction of the equilibrium-line altitude and dating of glacial erratic blocks using cosmogenic isotopes produced in situ. Geomorphological maps have been developed especially in glacial cirques and valleys. Cosmogenic datings were concentrated on two stages of the Rhone glacier: the Last Local Glacial Maximum (LLGM) and "the stage of Monthey". After this step, the specificities of the regional glacial heritage have emerged to us as 1) a wide variety of forms and links to various other geomorphological processes; 2) belonging of glacial witnesses to ten major glacial stages of Léman Lake's deglaciation.In the inventory of glacial geosites component we focused on the selection of geoheritage. We developed an approach based on two axes (time and space) identified in the preceding components. We obtained a thematic inventory, consisting of 32 geosites. The structure of the inventory was also explored in the aim to integrate use criteria of geosites. This approach, supported by a thought on the values attributed to the geoheritage and how to assess these values allowed us to highlight the point of view much anthropological- and scientific-centered prevailing in the European research on geoheritage. The analysis of the inventory's results revealed some characteristics of chablaisien glacial heritage, discrete, diverse, and with two features exploitable in the context of a scientific mediation: its status as "cradle of the glacial theory" and its close links with activities of daily life, as raw material, leisure support and risk factor. This research leads to the development of a traveling exhibition on the glacial heritage of the Chablais area. It presents a series of seven glacial stage's cards, framed by the two themes mentioned above: “history of glacial knowledge” and “glacial witnesses and society”.

Entièrement sous les'"eaux des mers secondaires, l'emplacement du bassin du Drac commence à en émerger partiellement dès la fin du Crétacé ( Sénonien ). Un réseau hydrographique s'y forme à l'Eocène ( Lutétien,Priabonien). différent du réseau actuel. Ce n'est qu'à l'Oligocène que les cours d'eau s'établissent sur les tracés actuels. donc que 'sa morphologie générale se dégage peu à peu. Après diverses vicissitudes. le réseau est constitué dans ses grandes lignes dès la fin du Miocène. Pendant tout le Pliocène, le Villafranchien et le Quaternaire moyen-inférieur. c'est la lacune complète. Il est certain cependant que les vallées s'approfondissent puis que les hauts sommets, constitués lors des mouvements orogéniques " ponto-pliocènes". se couvrent de glaciers qui en descendent progressivement, façonnant peut~être les premiers surcreusements dans les hautes vallées. La morphologie du bassin du Drac est caractéristiquement glaciaire, notamment par les profils longitudinaux et transversaux des vallées. On y compte dix ttansfluences et diffluences principales, de profonds ombilics précédés ou non d'étroits verrous, de nombreuses vallées suspendues, des cirques et hauts vallons glaciaires plus nombreux encore, d'innombrables formes mineures. Une étude critique des vallées montre l'inexistence, dans la région, d'auges emboitées ou successives attribuables à des périodes ou phases glaciaires différentes, non plus que de calibrage glaciaire. Deux catégories de transfluences sont répertoriées, selon qu'elles 'sont d'origine préglaciaire ( sections de vallées fluviatiles anciennes ) ou uniquement glaciaire ( aménagement de cols ), leur genèse expliquée en fonction de la dynamique des glaciers et une chronologie, au moins relative, proposée. Les verrous sont systématiquement situés dans les zones relativement les plus résistantes, les ombilics dans les plus fragiles. La création et l'évolution de ces formes se comprend en fonction de la structure régionale et de la dynamique de la glace. Il en est de même pour les vallées suspendues, dont la valeur de l'étagement est aussi fonction inverse de la puissance de leurs glaciers. On propose une définition génétique plus précise des cirques et hauts vallons glaciaires aveugles. En somme, l'érosion glaciaire est ramenée à la forme la plus poussée de la banale érosion différentielle. L'histoire quaternaire déchiffrable débute à l'interglaciaire Mindel~Riss par le creusement du premier réseau fossile du Drac. Les glaces envahissent ensuite tout le bassin ( Riss 1 ? ), diffluant par le col de la Croix-Haute, établissant une grande transfluence de la Durance vers l'Isère. Après le retrait, accidenté de phénomènes d'obturation, se constitue une haute nappe alluviale continue, passant en amont à des glacis d'accumulation, sous climat périglaciaire ( Riss II). Puis les glaciers avancent une seconde fois, recouvrant partiellement les dépôts précédents. L'extension Riss III a donc une ampleur moindre, les glaces ne diffluant plus par le col de la Croix-Haute, Pendant l'Interglaciaire Riss-Würm. le Drac creuse un second réseau fossile, épigénique , aussi profond ou presque que le premier. C'est une nappe alluviale continue qui se dépose, au début du Wurm, dans les talwegs interglaciaires ( WlirmI), Aussitôt après, les glaciers arrivent pour atteindre leur maximum d'extension ,à cette époque ( Würm II ), mais n'ont qu'un développement mineur dans le bassin du Drac. Ce sont des appareils de vallée qui ne sortent pas du cadre des hauts massifs, sauf en Champsaur. Le phénomène principal' est une énorme, obturation glacio-lacustre pratiquée, par le glacier de l'Isère, occupant le Trièves et le Beaumont libres de glace. Il s'y dépose d'épaisses argiles litées, des sables, puis alluvions deltaïques noyant toutes les formations antérieures. L'Interstade Würm II -III, long et bien marqué, provoque les retraits des glaciers loin en amont dans les hautes vallées. Une nouvelle crue glaciaire se produit au WUrm lII, sur les dépÔts précédents, d'ampleur à peine moindre Aucune diffluence ne fonctionne alors, mais une dernière obturation glacio~lacustre a lieu dans la cuvette de Grenoble. Enfin les glaciers se retirent définitivement et les cours actuels du Drac et de ses affluents, fixés dès le début du retrait du Würm II, s'enfoncent épigéniquement jusqu'à leur niveau actuel.

La région de Saint-Michel-des-Saints est située en Haute-Matawinie dans Lanaudière, à l'intérieur de la province géologique de Grenville du Bouclier canadien. Les formations rocheuses, toutes d'âge précambrien, sont constituées des roches des séries de Grenville et de Morin. Le secteur à l'étude se situe à l'intérieur des bassins versants des rivières Saint-Maurice, Rouge, l'Assomption et Maskinongé. Le principal plan d'eau est le réservoir Taureau, lequel est alimenté par la rivière Matawin. La région se présente comme un bas plateau disséqué par de nombreuses vallées fluviales larges et à fond plat. Le drainage s'effectue généralement vers le nord. Les relevés de l'orientation des marques d'érosion et d'accumulation (stries, roches moutonnées, drumlins, traînées morainiques derrière abri) indiquent un écoulement glaciaire principal vers le SSE. Les unités lithostratigraphiques quaternaires reposent en discordance sur le socle rocheux. Cinq unités ont été identifiées: les dépôts glaciaires, fluvioglaciaires, glaciolacustres, fluviatiles et organiques. Les dépôts glaciaires se présentent en deux faciès: le till de fond et le till d'ablation. Le till de fond a été mis en place sous forme de couverture discontinue ou de formes fuselées durant la dernière glaciation (Inlandsis laurentidien). Il s'agit d'un till sableux possédant un très faible contenu en particules fines, ce qui est typique des tills du Bouclier canadien. Le till d'ablation a été mis en place lors de la récession de l'inlandsis. Il se distingue par sa texture plus grossière et par son contenu plus riche en blocs. Les dépôts fluvioglaciaires comprennent le faciès de contact et le faciès proglaciaire. On les retrouve principalement sous forme d'eskers, dans les fonds de vallées, le long des lacs et des rivières et parfois sur les flancs de collines. Les dépôts glaciolacustres présentent trois faciès: littoral-sublittoral, deltaïque et profond. La déglaciation du secteur étudié aurait débuté un peu avant 10 250 ans ¹⁴C BP, alors que le front de l'inlandsis se situait, selon un axe ENE-OSO, près de l'actuelle ligne de partage des eaux qui sépare le bassin versant de la rivière Saint-Maurice au nord, de ceux des rivières Rouge, l'Assomption et Maskinongé, au sud (Dyke et al., 2003). L'écoulement des eaux s'effectuant vers le nord à partir de ce point, l'eau de fonte commença à s'accumuler au front de la marge glaciaire pour former les premiers bassins de rétention lacustres de ce secteur. Les sédiments glaciolacustres seraient donc associés au développement de lacs d'obturation glaciaire dans le bassin versant de la rivière Saint-Maurice. Le lac glaciaire Taureau est le nom proposé pour identifier la phase lacustre la plus étendue et possiblement la plus longue ayant submergé la région de Saint-Michel-des-Saints vers la fin du Pléistocène (phase 3, 400 m). Cette phase principale a été précédée par deux autres phases de plus faibles étendues mais de plus hautes altitudes (500 m, 460 m, 440 m), soit les phases Forbes/McLaren-Sauvage (phase 1) et Matawin-Pin Rouge (phase 2). L'élévation de ces paléolacs fut contrôlée par la déglaciation, en direction du nord, de différents exutoires successifs: rivière Noire (500 m), ruisseau Saint-Pierre/rivière Mastigouche (460 m), lac du Trèfle/ruisseau à l'Eau Morte/rivière l'Assomption (460 m), rivière l'Assomption (440 m), ruisseau Anodin/ rivière l'Assomption (400 m), rivière Matawin/rivière Saint-Maurice (350 m). Des deltas et des plages associés à ce lac proglaciaire (phase 3) ont pu être corrélés entre eux sur la base de leur altitude. Deux isobases sont proposées: 410 et 420 m. La distance qui sépare ces isobases permet de proposer un taux de gauchissement isostatique de 0,9 m/km en direction du NNO (345°). Leur orientation, associée à la position des eskers et des moraines, ont permis d'estimer que le front de la marge glaciaire suivait un axe ENE-OSO lors de la déglaciation de la région de Saint-Michel-des-Saints. Dans le secteur du lac Kaiagamac, une séquence de 3,8 m de rythmites présentant des caractéristiques sédimentologiques de varves (104 couplets) a été observée. La diminution de l'épaisseur des couplets vers le haut est interprétée comme étant un indice du recul de la marge glaciaire. Les rythmites s'apparentant à des varves sont constituées d'une part importante d'argile (36% pour les lits argileux (hiver) et 13,8% pour les lits silteux (été)). Une analyse pollinique effectuée sur 5 couplets successifs démontre que les lits argileux possèdent une concentration pollinique moyenne de 138 grains/g, tandis que les lits silteux ont une concentration moyenne de 300 grains/g. Les concentrations poliiniques seraient donc deux fois plus élevées dans les lits silteux que dans les lits argileux. Cette analyse s'appuie sur l'idée que si la rythmicité d'un sédiment glaciolacustre est annuelle, chaque lit devrait contenir le pollen dispersé pendant la période saisonnière à l'intérieure de laquelle le lit s'est mis en place. Ainsi, le lit sédimenté pendant l'hiver devrait posséder une concentration pollinique plus faible que l'été, période de floraison active. Ces données semblent indiquer que les rythmites analysées représentent bel et bien une sédimentation annuelle. Cependant, plusieurs détails nous obligent à nuancer cette conclusion. Par exemple, le nombre de pollens dénombrés et les concentrations polliniques sont très faibles autant dans les lits argileux que dans les lits silteux. De plus, les échantillons analysés présentent un grand nombre de taxons indéterminés. Si l'on considère l'hypothèse que les rythmites analysées sont des varves, on peut estimer, en tenant compte que cette séquence glaciolacustre compte 104 couplets, qu'elle se poursuit sur 2,2 mètres supplémentaires en profondeur et que l'épaisseur moyenne des couplets est de 6 cm à la base, que la durée maximale de la phase principale du lac proglaciaire Taureau (phase 3 : 400 m) serait inférieure à 141 ans. De plus, en considérant cette durée maximale d'existence et la distance de 20 kilomètres séparant le site de formation des varves et l'exutoire qui mit fin à l'épisode du lac proglaciaire Taureau, nous estimons le taux de retrait de la marge glaciaire à environ 142 m/an. Dans la vallée du lac Lusignan, des accumulations de matériaux fluvioglaciaires seraient responsables de l'existence d'un lac glaciaire indépendant du lac glaciaire Taureau. Quelques plages et un delta nous indiquent que le niveau du lac était de 10 mètres supérieur à aujourd'hui, soit à 445 mètres d'altitude. La déglaciation du secteur au nord du cours inférieur de la rivière Matawin (exutoire de 350 m) et le relèvement isostatique ont mis fin à l'épisode glaciolacustre de la région de Saint-Michel-des-Saints. Le développement d'un système fluviatile dominé par la rivière Matawin a contribué, par la suite, à l'érosion des dépôts meubles antérieurs et au développement d'une vaste plaine alluviale, telle qu'on la connaît aujourd'hui. Vers 10 100 ans ¹⁴C BP, la région étudiée était complètement déglacée puisque la marge glaciaire se situait à environ 50 km au nord de Saint-Michel-des-Saints (Occhietti et al., 2004). Le territoire était colonisé par une toundra forestière (Dyke, 2005) et la matière organique commença à s'accumuler dans les dépressions mal drainées. Vers 2 ka, le refroidissement climatique du Néoglaciaire favorisa l'entourbement des milieux marécageux, notamment au sommet d'une colline située à l'est du lac Lusignan, où la datation ¹⁴C de la base de la séquence organique a livré un âge de 2135 ± 20 ¹⁴C BP (2151-2065 cal BP). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Géomorphologie glaciaire, Paléogéographie, Lac glaciaire, Rythmites, Varves, Analyse pollinique, Sédimentologie, Stratigraphie, Saint-Michel-des-Saints.

La présente étude s'inscrit dans le cadre d'un projet multidisciplinaire visant à comprendre la dynamique du carbone organique et inorganique suite à la mise en eau d'un réservoir hydroélectrique. Dans un premier temps, ces travaux avaient pour objectif de décrire et de cartographier à l'échelle du 1: 50 000 les dépôts superficiels (nature, étendue, sédimentologie et stratigraphie) afin de reconstituer les principaux évènements quaternaires de la région dans le but de définir, entre-autre, le contexte de mise en place des tourbières étudiées dans le volet paléoécologique du projet. Dans un deuxième temps, ces travaux visaient à estimer la teneur en carbone inorganique (CO₃) dans les sédiments meubles, à partir de la mesure des carbonates (CaCO₃) afin d'évaluer son impact potentiel dans l'équation du bilan global du carbone du réservoir créé. Ces travaux de caractérisation des dépôts meubles ont été réalisés dans le secteur affecté par le réservoir Eastmain-I, durant les étés de 2005 et 2006. La photo-interprétation, la campagne de validation sur le terrain et la compilation cartographique ont permis d'évaluer la répartition spatiale et l'épaisseur maximale des principaux types de dépôts quaternaires dans la zone maintenant ennoyée par le réservoir: till (superficie couverte 30 %; épaisseur maximale 6 m), fluvioglaciaire de contact (< 1 %; 10 m), proglaciaire (12 %; 4 m), marin (30 %; 11 m) et organique (18 %; 5 m). Les relevés des microformes et mésoformes d'érosion glaciaire suggèrent également qu'il y a eu quatre phases d'écoulement soit de la plus ancienne à la plus récente: NNE-SSO (006°-186°) à NNO-SSE (350°-170°), NO (310°) à ONO (290°), OSO (240°; mouvement dominant responsable de l'orientation des formes fuselées) et finalement SO (220°). De plus, lors de la déglaciation, il a été établi que la Mer de Tyrrell a envahi le territoire jusqu'à une altitude d'environ 274 m (900 pi). Cette limite marine est indiquée par des deltas, des limites de délavage dans le till et quelques accumulations littorales. C'est à l'intérieur de la zone couverte initialement par la Mer de Tyrrell que les plus vastes tourbières se sont développées. Les datations au radiocarbone de la base de six de ces tourbières indiquent qu'à 6640 ± 40 ¹⁴C BP (7 510 cal BP), le niveau de la mer était situé sous l'altitude de 246 m. Enfin, les teneurs en CaCO₃ mesurées dans les sédiments superficiels sont relativement faibles, soit inférieures à 2,45 %. Ces résultats sont en accord avec la géologie du substratum rocheux, principalement formé de roches cristallines. Les valeurs moyennes les plus élevées se trouvent dans les sédiments marins (1,77 %). Les faibles valeurs en carbonates mesurées dans les tills (1,32 %) semblent démontrer que ce secteur n'a pas été affecté de façon importante par le transport glaciaire qui aurait pu provenir d'autres sources connues de roches carbonatées (régions du lac Mistassini et de la Baie James). À l'intérieur de la portion cartographiée du réservoir EM-1, la quantité approximative de moles de CaCO₃ est de 6,16 x 10¹², soit 9,25 x 10⁰⁸ tonnes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Eastmain-l, Cartographie, Paléogéographie quaternaire, Écoulements glaciaires, Mer de Tyrrell, Teneur en carbone inorganique.

L'analyse combinée d'imageries topographiques LiDAR et bathymétriques multifaisceaux à haute résolution ainsi que des âges au radiocarbone fournit de nouvelles informations qui permettent de proposer des étapes de la déglaciation ainsi que les patrons de retrait de la marge de l'Inlandsis laurentidien (IL) dans le fjord du Saguenay. L'analyse spatiale de la distribution de moraines, la présence de dépôts glacio-lacustres perchés et la géométrie des épandages fluvioglaciaires de contact permettent de mettre en évidence l'existence antérieure d'une langue de glace dans le fjord du Saguenay, s'étendant, au cours de ses différentes phases de retrait, de l'embouchure du fjord jusqu'au nord-est de la Baie des Ha! Ha!. Cette langue de glace avait des incursions dans les principales baies du fjord (Baie Sainte-Marguerite et Anse-Saint-Jean). Lors du retrait, trois seuils bathymétriques ont agi comme points d'ancrage où la marge de la langue de glace s'est stabilisée, soit à (1) l'embouchure du fjord sur le Fleuve Saint-Laurent, (2) au niveau du village Sacré-Cœur et (3) au niveau de la Baie-Sainte-Marguerite. Cette stagnation de la marge a permis l'accumulation de sédiments glaciomarins au front du glacier et dans les principales vallées adjacentes, c'est-à-dire Tadoussac, Sacré-Cœur et Baie-Sainte-Marguerite. À l'ouest du seuil de Baie-Sainte-Marguerite, la marge de l'IL s'est retirée rapidement vers la Baie des Ha! Ha! et plus graduellement vers le nord-ouest et le Lac-Saint-Jean. La topographie et la bathymétrie du fjord sont les principaux facteurs influençant la dynamique de retrait des marges glaciaires avec la largeur du fjord et les seuils bathymétriques contrôlant les phases de stabilisation et de retrait de la glace. Au fur et à mesure du retrait de la marge de l'IL, des lacs proglaciaires se sont formés près de Baie-Sainte-Marguerite et de l'Anse-Saint-Jean, où se trouvent la plupart des terrasses de lacs proglaciaires. Ces lacs proglaciaires se sont probablement formés pendant la stabilisation de la marge au seuil de Baie-Sainte-Marguerite. / The combined analyses of LiDAR terrestrial topographic data, high-resolution multibeam bathymetric data and radiocarbon dating provide new information that allow estimating the deglacial sequence and retreat patterns of the Laurentide Ice Sheet (LIS) margin in the Saguenay Fjord. The spatial analysis of the moraine distribution, the presence of perched glacio-lacustrine deposits and the geometry of fluvioglacial outwash highlight the former existence of an ice tongue in the Saguenay Fjord, extending, during its different retreat phases, from the mouth of the fjord to the northeast of Baie des Ha! Ha! with incursions in the fjord's main bays (Baie-Sainte-Marguerite and Anse-Saint-Jean). During retreat, three bathymetric sills, i.e., at (1) the fjord mouth on the Saint Lawrence River, (2) near the Sacré-Cœur village and (3) near the Baie-Sainte-Marguerite Bay, acted as anchor points where the ice tongue margin stabilized. These standstills led to the accumulation of glaciomarine sediments at the glacier front and in the adjacent main valleys: Tadoussac, Sacré-Cœur and Baie-Sainte-Marguerite. After the third bathymetric sill, the LIS margin retreated rapidly towards Baie des Ha! Ha! and retreated more gradually towards Saguenay Lac-Saint-Jean, i.e. northwest. Fjord topography and bathymetry seem to have been the main factors influencing retreating ice dynamics, with fjord width and bathymetric sills controlling ice retreat. As the LIS margin retreated, proglacial lakes developed near Baie-Sainte-Marguerite and Anse-Saint-Jean where most proglacial lake terraces occur with three perched proglacial lakes near Baie-Éternité. These proglacial lakes likely developed during the Baie-Sainte-Marguerite standstill.

Il est habituellement supposé que les dépôts d'argile marine postglaciaires du Québec sont généralement intacts sous une croûte fracturée (3 à 5 m de profondeur). Cependant, les données de 210 piézomètres ont démontré des variations grandes et rapides des charges hydrauliques à de grandes profondeurs, et un synchronisme entre les piézomètres dans le même nid. Ces comportements ne sont pas compatibles avec les propriétés hydrauliques des argiles intactes, mais sont plutôt les indicateurs de la présence de fractures profondes hydrauliquement actives. Afin de tester l'hypothèse de la présence de fractures, trois indicateurs ont été analysés dans tous les piézomètres du réseau de surveillance du MTQ : 1) une grande variation de la charge hydraulique, 2) une forte corrélation et 3) de faibles décalages temporels. En outre, l'impact potentiel de ces fractures sur l'écoulement des eaux souterraines et la stabilité des pentes est exploré. Pour ce faire, les données de terrain sont comparées à des modèles transitoires et permanents qui présentent et non des fractures. Deux géométries de pente et différents scénarios de fractures ont été considérés. Par la suite, les résultats de la modélisation hydrogéologique ont été importés dans un modèle de stabilité des pentes pour définir l'impact des changements de charge hydraulique causés par les fractures sur la stabilité des pentes. L'analyse des données mettent en évidence des fractures hydrauliquement actives jusqu'à 17 m de profondeur. Les résultats de la simulation démontrent quant à eux que les scénarios avec des fractures représentent mieux les données de terrain. Les fractures augmentent la charge hydraulique quand l'eau pénètre dans les sols à travers les fractures et se diffuse ensuite dans la matrice du sol. De plus, la charge hydraulique est réduite quand l'eau s'écoule à travers les fractures dans la face de la pente. D'un point de vue hydrogéologique, les fractures peuvent par conséquent améliorer ou réduire la stabilité des pentes dépendant du système d'écoulement. Notons que l'impact mécanique des fractures n'a pas été pris en compte. / To date it is usually assumed that post-glacial marine clay deposits of Quebec are generally intact below a fractured crust (3 to 5 m depth). However, data from 210 piezometers have shown large and rapid variations in hydraulic heads at great depths, and synchronism between the piezometers at different depths in the same nest. This behavior is not compatible with the hydraulic properties of intact clays, but rather are signs of the presence of deep hydraulically active fractures. To test the hypothesis of presence of fractures, three signs of hydraulically active fractures were analysed in all piezometers nest of the MTQ monitoring network: 1) large variation in the hydraulic head, 2) high correlation and 3) small time lags. In addition, the potential impact of these fractures on groundwater flow dynamics and slope stability are explored by comparing field data with transient and steady-state groundwater models with and without fractures. Two slope geometries that exhibit contrasting groundwater flows and different fracture scenarios were considered. Then, results of the hydrogeological modelling were imported into a slope stability model to delineate the impact of the hydraulic head changes due to the fractures on slope stability. Analysis of the MTQ monitoring network data shows evidence of hydraulically active fractures below the crust up to 17 m depth. The simulation results show that the scenarios with fractures better represent the field data. Fractures increase the hydraulic head when water enters the soils through the fractures which then dissipates by hydraulic diffusion into the soil matrix, and is reduced when water flows out through the fractures at the slope face. Therefore, depending on the groundwater flow system, from a hydrogeological perspective, fractures could improve or reduce the slope stability. It should be noted that the mechanical impact of the fractures are not considered.

L’environnement périglaciaire en général et les régions de permafrost en particulier, connus pour être très sensibles au changement climatique actuel, sont le sujet de beaucoup d’études sur les émissions de gaz à effet de serre. En effet, le dégel de ces milieux engendre la mobilisation d’une quantité importante de matière organique, précédemment piégée par le froid, favorisant les émissions de dioxyde de carbone et/ou de méthane. L’objectif premier, du présent travail, est de contribuer à l’étude des gaz enfermés dans certains types de glace de ces régions afin de mieux quantifier leur impact potentiel sur le climat.<p>Dans un premier temps, une analyse multiparamétrique a été menée sur deux coins de glace du nord de la Sibérie dans la cadre d’une collaboration avec l’Alfred Wegener Institut (Allemagne). Cette première approche a révélé que l’analyse conjointe de la cristallographie, de l’orientation des axes optiques, du contenu en gaz total et de la composition en gaz des coins de glace est un outil puissant, complémentaire aux analyses des isotopes stables, pour comprendre les conditions paléo-climatiques qui ont régi la construction des coins de glace. Cette étude soutient également l’hypothèse de variations spatiales importantes de l’origine des masses d’air durant les variations climatiques du Pléistocène.<p>Dans un deuxième temps, une analyse des caractéristiques de la glace annuelle de 4 lacs du nord de la Suède a été réalisée afin d’étudier le rôle de la couverture de glace sur les émissions de gaz à effet de serre. En effet, les lacs de ces régions contribuent fortement aux émissions de méthane durant la période d’eau libre et très peu d’études ont analysé la quantité de méthane emprisonnée dans la glace hivernale et relâchée au printemps. Ce projet nous a amené à établir une nouvelle classification des bulles dans la glace de lac basée sur leur contenu en méthane, leur origine, leur forme et leur densité. Il nous a également permis de montrer que plusieurs facteurs interviennent sur le contenu en gaz dans la couverture de glace :le système hydrologique, la variation de la pression atmosphérique, la variabilité des émissions et potentiellement la proximité des sédiments sont autant de facteurs qui déterminent le contenu en gaz. L’analyse de la composition des gaz a révélé que la composition observée dans la glace est sensiblement différente de celle observée durant les périodes d’eau libre. Nous avons également, pour la première fois, établit un budget des émissions de méthane relâchées par la fonte de la couverture de glace au niveau mondial.<p>Cette étude a été complétée par l’analyse des isotopes 13C des gaz des différents types de bulles de notre classification en collaboration avec l’Université d’Utrecht. Nous avons alors mis en évidence que la couverture de glace influence l’équilibre biogéochimique dans l’eau en favorisant l’oxydation du méthane en dioxyde de carbone.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished