Dans le Haut-Boréal québécois, les tourbières minérotrophes structurées semblent affectées par une dégradation relativement récente de leur surface se manifestant par la formation et l'agrandissement de mares, ainsi que par une réduction du couvert arborescent. Nous avançons l'hypothèse que la hausse des précipitations depuis le milieu du XVIIIe siècle est à l'origine de ce phénomène désigné par le néologisme aqualyse. Plusieurs profils stratigraphiques échantillonnés le long de transects longitudinaux et transversaux ont permis de documenter le développement holocène de quatre tourbières minérotrophes structurées. La datation au radiocarbone effectuée sur près de la moitié de ces profils montre que les tourbières se sont installées entre 7400 et 6500 ans cal. BP, soit immédiatement après les retraits glaciaire et marin. Les tourbières étaient alors de type minérotrophe forestière. Des conditions climatiques plus humides depuis 3000 ans cal. BP ont entraîné une hausse de la nappe phréatique et du taux d'accumulation, de même qu'un déboisement généralisé des tourbières. La confection 4e courbes isochrones et la datation dendrochronologique des arbres morts trouvés dans les mares indiquent que celles-ci se sont formées pendant le dernier millénaire et que, depuis les derniers siècles, l' aqualyse a connu un essor sans précédent, ce qui appuie notre hypothèse de départ. L'accumulation de la tourbe dans les buttes et les platières des quatre tourbières a été analysée à l'aide des plantules de mélèze et d'épinette. Les taux d'accumulation récents varient grandement d'une plantule à l'autre, mais ils tendent à diminuer avec le temps en raison de la compaction et de la décomposition. Les taux d'accumulation récents des buttes sont supérieurs à ceux des platières, mais la différence est réduite d'environ 75 % après une cinquantaine d'années. Contrairement aux taux d'accumulation à long terme obtenus par la datation 14C, les taux d'accumulation récents des secteurs où les mares sont présentes sont plus faibles que ceux des secteurs terrestres. Ce renversement de tendance est associé à un excès d'eau depuis les derniers siècles. En l'absence d'une diminution significative et prolongée des précipitations, l' aqualyse se poursuivra et continuera de compromettre la capacité de stockage du carbone dans les tourbières minérotrophes.

Ce mémoire se composera donc de deux parties PREMIERE PARTIE : Etude géologique des bassins sédimentaires protéozoïques de la région du lac Tilly et de la rivière Laforge. Elle traite principalement de la stratigraphie et de la sédimentologie de la formation sédimentaire de Sakami, en mettant l'accent sur l'incidence de la fracturation sur la sédimentation à partir de l'exemple du bassin du lac Tilly. Une étude pétrographique sommaire sera entreprise sur les sédiments : la woodhouséite fera l'objet d'un paragraphe particulier. Les minéralisations uranifères seront décrites brièvement. DEUXIEME PARTIE : Etude et interprétation de la tectonique cassante. Le premier chapitre sera consacré à l ' étude structurale de la region du lac Tilly et de la rivière Laforge : un mécanisme de mise en place des bassins sédimentaires sera proposé. Le deuxième chapitre traitera de l'agencement structural du Territoire du Nouveau Québec: un modèle de décrochement dextre sera établi. Les bassins sédimentaires protérozoïques des formations de Sakami, de Chakopinau (région des lacs Cambrian et Castignon) et des groupes de Pachi et du Golfe de Richmond (région du Golfe de Richmond), seront replacés dans ce vaste contexte structural. Les relations des différents réseaux de dykes de diabase avec les systèmes majeurs de fracturation sont mises en évidence ; le rôle de la zone gneissique de Kapuskasing sera discuté.

À la limite écotonale de la toundra forestière et de la pessière à lichen, une hausse des conditions d'humidité enregistrée depuis le Petit Âge Glaciaire a causé un rehaussement de la nappe phréatique régionale. Dans les fens structurés de la région, cette hausse de la nappe phréatique a entraîné une dégradation progressive des buttes et des lanières qui séparent les mares permettant alors la fusion de ces dernières par coalescence. Il résulte de ce phénomène une augmentation de la superficie couverte par les mares au détriment des portions terrestres des tourbières favorisant le maintien de biotopes caractérisés par une nappe phréatique affleurante. Dans une tourbières de la région de Laforge (Abeille), nous avons mesuré les flux de méthane (CH4), dioxyde de carbone (C02) et carbone organique dissout (DOC) afin de déterminer l'influence d'une nappe phréatique affleurante et d'une importante proportion de mare sur le bilan annuel du carbone. 83% de la tourbière à l'étude est soit couverte par les mares (42%), les dépressions (28%) et lanières (13%) et présente une nappe phréatique en moyenne supérieure à 7 cm sous la surface. Les flux de CO2 et de CH4 ont été mesurés le long d'un gradient microtopographique durant les saisons de croissance de 2009 et 2010 et les flux de DOC ont été mesurés à l'exutoire de la tourbière en 2010. L'identification des contrôles environnementaux a permis la modélisation du budget annuel de carbone de la tourbière Abeille. La tourbière à l'étude a été une source de carbone durant les deux années échantillonnées. Trois variables permettent d'expliquer ce phénomène : la durée de la saison froide, les conditions météorologiques durant la saison de croissance et le ratio mare/portion terrestre. Les flux hivernaux sont de faible envergure et la photosynthèse est inhibée en sol gelé. Ainsi, la saison froide représente 210-214 jours d'émissions nettes de CO2 et de CH4 vers l'atmosphère et joue un rôle important dans le budget annuel. Durant la saison de croissance, nous avons observé que des conditions chaudes et sèches diminuent la capacité de la végétation à effectuer la photosynthèse tout en augmentant le taux de respiration qui contrebalance alors l'absorption de CO2. La tourbière peut toutefois représenter un puits de carbone en conditions humides et chaudes puisque la photosynthèse est plus importante que la respiration. Les portions aquatiques sont également une importante source de carbone. Elles émettent en moyenne 5 fois plus de méthane que les compartiments terrestres et représentent 80% du budget annuel de méthane extrapolé spatialement. La respiration mesurée dans les mares est similaire à celle mesurée en milieu terrestre mais les flux sont unidirectionnels. Ainsi, les flux en provenance des mares représentent 57-60% du budget annuel de CO2 extrapolé spatialement. Enfin, les tourbières aqualysées représentent une source de carbone dont la magnitude est déterminée par les conditions météorologiques durant la saison de croissance. Une projection du bilan futur de carbone pourra être effectuée à partir de scénarios climatiques issus du Modèle Régional Canadien du Climat (MRCC). ______________________________________________________________________________

Dans le secteur nord-est du bassin versant de La Grande Rivière (Québec subarctique, Canada), les tourbières structurées montrent les signes d'un ennoiement récent : expansion des mares et leur coalescence, mortalité des arbres et dégradation des lanières de végétation. Ces symptômes suggèrent l'occurrence d'un processus nommé « aqualyse », c'est-à-dire une détérioration physique du milieu par l'expansion des mares qui le composent, augmentant la surface aquatique et dégradant l'assise tourbeuse de l'écosystème. Quatre carottes de tourbe ont été récoltées dans les mares des tourbières de l'Aéroport (54°6'2"N, 72°30'59"W) et de l'Ours (54°2'56''N, 72°27'25"W), situées dans le secteur de Laforge-1. Dans le but d'étudier la relation potentielle entre le phénomène d'aqualyse et les fluctuations hydroclimatiques de l'Holocène, des analyses macrofossiles, de thécamoebiens (rhizopodes) et de perte au feu ont été réalisées sur les profils de tourbe. Trente-trois datations SMA au radiocarbone ont également été effectuées le long des quatre carottes étudiées afin d'élaborer la chronologie des événements hydrologiques. Les résultats démontrent que l'accumulation de la tourbe dans Aéroport et Ours a débuté respectivement vers 6700 et 6400 cal. BP alors que les deux sites amorçaient la transition d'un milieu aquatique à un écosystème tourbeux à la faveur de conditions climatiques sèches. Les zones topographiquement plus basses sont demeurées ennoyées et marécageuses plus longtemps et sont devenues terrestres (tourbière) vers 4600 et 5950 cal. BP dans les tourbières de l'Aéroport et de l'Ours respectivement. Les mares se sont développées à partir de dépressions humides qui se sont formées en réponse à des facteurs allogènes et autogènes vers 6000, 5000, 4000 et 2000 cal. BP pour les sites OursM4, OursM3, AeroM2 et AeroM4 respectivement. Par ailleurs, le manque d'indicateurs associés à l'occurrence de mares, la mauvaise préservation des sédiments et la possibilité de taux d' accumulation négatifs dans les mares ont limité la capacité des auteurs à détecter les phases d'aqualyse (développement de mares) au sein des profils de tourbe. Les résultats suggèrent que les mares OursM4, OursM3, AeroM2 et AeroM4 se sont développées à des âges maximaux de 4220, 4000, 3420 et 1480 cal. BP respectivement. La mise en place des mares s'est donc effectuée à la faveur d'une hausse générale des conditions d'humidité depuis l'épisode néoglaciaire il y a environ 4000 ans. L'initiation isolée de la mare AeroM4 suggère cependant que des processus autogènes peuvent suffire à déclencher le développement de mares. Les symptômes récents de dégradation du drainage observés à la surface des tourbières de l'Aéroport et de l'Ours, sont probablement le résultat d'une intensification récente du phénomène d'aqualyse à travers une expansion des mares. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Tourbières, mares, paléoécologie, thécamoebiens, macrofossiles végétaux.

Les sous-provinces de La Grande et d'Opinaca sont un couple comprenant un ensemble volcano-plutonique (La Grande) auquel est adjoint au sud une sous-province méta-sédimentaire de plus haut grade métamorphique (Opinaca). Il s'agit d'une association typique du Supérieur archéen, avec certaines particularités géométriques et métamorphiques. Alors que l'accrétion d'un prisme sédimentaire est une interprétation géodynamique favorisée, des environnements extensifs ont également été proposés. Des bandes méta-sédimentaires semblables de part et d'autres du contact permettent leur étude tectonométamorphique comparative par pétrographie, géochronologie et thermobarométrie. L'analyse de zircons détritiques révèle une déposition de sédiments simultanée (<2690-2700 Ma) d'une source dominante ca. 2720 Ma. La sédimentation est rapidement suivie d'un métamorphisme de haute température dans l'Opinaca (M1,750-850°C, <2-3 kbar) et d'un métamorphisme analogue localement attesté dans le La Grande. La fusion partielle s'étend sur 2685-2670 Ma (U-Pb zircon), liée géographiquement et chronologiquement à de l'important plutonisme felsique. La cristallisation du grenat dans l'Opinaca (Lu-Hf 2650 Ma) s'effectue dans un cycle métamorphique postérieur (M2, 700°C, 5-6 kbar), qui n'est pas attestée dans La Grande, impliquant un découplage tectonique. Dans la sous-province de La Grande, des datations de zircon et monazite (U-Pb<2620 Ma) et la croissance de grenat (Lu-Hf 2600 Ma) pointent vers un événement métamorphique tardif (M3,600°C, 5-6 kbar), de plus grande importance que précédemment reconnu. Cette croissance du grenat lors d'évènements secondaires de moins haute température se répercute par un déséquilibre pétrographique etthermodynamique croissant avec le grade métamorphique. Le contexte tectonique impliqué est une dépositionautochtone des sédiments de l'Opinaca et de ses équivalents marginaux du La Grande dans un bassinextensif au-dessus d'une anomalie thermique (M1), suivie d'une fermeture du bassin de l'Opinaca (M2) et d'un enfouissement tardif du La Grande (M3). Tous les évènements recensés post-datent le métamorphisme du socle et des bandes volcaniques. Mots-clés: La Grande, Opinaca, Supérieur, grenat, géochronologie Lu-Hf, géochronologie U-Pb, migmatite, pseudosection, tectono-métamorphisme / The La Grande and Opinaca subprovinces are a couple consisting of a volcano-plutonic ensemble (LaGrande) to which is adjoined a southern juvenile higher grade meta-sedimentary basin (Opinaca). This is atypical association in the Archean Superior craton, but with notable differences regarding geometry andmetamorphic intensity. While accretion of a sedimentary prism is an often favoured geodynamic interpretation,extensional settings have also been proposed. Meta-wacke bands in the La Grande similar to the Opinacamigmatites warrant study of their comparative tectono-metamophic evolution through petrography,geochronology and thermobarometry. Detrital zircon study reveals coeval deposition (<2690-2700 Ma) from adominating ca. 2720 Ma source. Sedimentation was quickly followed by widespread high temperaturemetamorphism in the Opinaca (M1, 750-850°C, <2-3 kbar) and analogous locally attested metamorphism inthe La Grande. Anatexis spanned 2685-2670 Ma (U-Pb zircon), tied both geographically and chronologically toimportant felsic plutonism. Garnet growth in the Opinaca (Lu-Hf 2650 Ma) followed in a posterior distinctmetamorphic cycle (M2, 700°C, 5-6 kbar), unattested in La Grande meta-wackes, implying tectonicdecoupling. In the La Grande subprovince, cryptic zircon and monazite ages (U-Pb <2620 Ma) and garnetgrowth (Lu-Hf 2600 Ma) point to a late metamorphic event of greater importance than previously recognized(M3, 600°C, 5-6 kbar). Growing thermodynamic disequilibrium is observed in pseudosections withprogressively higher peak temperatures, which is interpreted as partial reactivity of M1 parageneses when remetamorphosed to M2 or M3. The tectonic context implied is a non-exotic deposition of the Opinaca and its LaGrande marginal equivalents in an extensional basin over a high heat anomaly (M1) followed by basin closure(M2) and late burial of La Grande rocks (M3). All these events postdate the main metamorphism anddeformation in La Grande basement and volcanic rocks. Keywords: La Grande, Opinaca, Superior, garnet, Lu-Hf geochronology, U-Pb geochronology, migmatite, pseudosection, tectono-metamorphism

Le village nordique de Whapmagoostui-Kuujjuarapik a subi, au cours des dernières décennies, plusieurs perturbations anthropiques ayant eu comme conséquence la dégradation du couvert végétal. Avant le début d'un projet visant à la restauration végétale, il est essentiel d'étudier les interactions entre les espèces susceptibles d'être utilisées. L'objectif général de ce mémoire est d'évaluer les relations de compétition et de facilitation entre L. mollis et des espèces de stades successionnels variés. Une première expérience a été réalisée pour tester la compétition entre L. mollis et quatre autres espèces, soit : Honckenya peploides et Lathyrus japonicus (espèces pionnières) ainsi que Sibbaldiopsis tridentata et Achillea millefolium (espèces de stade avancé). Les résultats ont montré que la compétition entre L. mollis et ces espèces, à l'exception de S. tridentata, est toujours asymétrique, peu importe le stade de succession d'où proviennent ces dernières, et que seule L. mollis est affectée. Une autre expérience en serre a été réalisée pour vérifier l'effet de facilitation de L. mollis ssur l'établissement et la biomasse de Lathyrus japonicus et de Trisetum spicatum. Les résultats obtenus montrent que la présence de L. mollis a un effet négatif sur l'émergence, la biomasse et le nombre d'individus de T. spicatum à la fin de l'expérience. Le nombre insuffisant d'individus de L. japonicus a eu comme conséquence de rendre les résultats des analyses statistiques biologiquement non significatifs. Finalement, la banque de graines (>2mm) présente à différentes distances des îlots résiduels de L. mollis, ainsi qu'à l'intérieur de ceux-ci, a été répertoriée. On trouve plus de graines dans le substrat des îlots qu'à l'extérieur, ce qui suggère que L. mollis peut augmenter la rétention des graines balayées par le vent. Bien que les interactions entre L. mollis et d'autres espèces aient été étudiées, la réalisation de ces expériences dans le village serait nécessaire afin de déterminer si les résultats obtenus sont applicables à un milieu naturel et, donc, à un projet de restauration à Whapmagoostui-Kuujjuarapik.

Dans les régions nordiques, les changements climatiques sur les milieux terrestres auront des conséquences encore peu connues sur les écosystèmes aquatiques. La fonte du pergélisol et le changement de la composition végétale auront pour effets de libérer des concentrations élevées de matière organique allochtone vers les écosystèmes aquatiques. Cette matière organique dissoute colorée (CDOM) joue un rôle majeur dans l'atténuation de l'éclairement subaquatique. Cette étude s'intéresse aux effets optiques de la qualité et de la quantité du CDOM en système estuarien nordique. Le CDOM des systèmes d'estuaires de la Grande Rivière de la Baleine et du fleuve Mackenzie a été caractérisé par absorption et par fluorescence synchrone. Ces analyses ont révélé des différences fondamentales entre ces deux systèmes en terme de qualité et de quantité de CDOM. Cependant, une signature de fluorescence particulière a été mise en évidence pour le CDOM nordique, celle-ci étant plus constante que les propriétés d'absorption du CDOM. L'importance optique du CDOM dans l'atténuation de la radiation solaire a été observée dans le système estuarien du fleuve Mackenzie, rivière reconnue pour l'influence des particules sur l'éclairement subaquatique. Les stratégies pigmentaires, la composition du phytoplancton et la production primaire ont également été mesurés. Le CDOM et la matière particulaire contrôlaient l'éclairement dans le visible (400-700 nm), mais seule le CDOM affectait la radiation ultraviolette (<400 nm). Contrairement à la matière particulaire, l'effet optique du CDOM fluvial était mesurable même au-delà de l'épanchement du fleuve Mackenzie, sur le plateau de la Mer de Beaufort. L'impact d'un accroissement de la concentration de CDOM allochtone sur la production primaire a été mesuré dans le système d'estuaire de la Grande Rivière de la Baleine. Les analyses par modélisation ont montré que les modifications du régime spectral affectent la quantité d'éclairement disponible pour la photosynthèse, la profondeur de la zone euphotique, ainsi que le couplage spectral du phytoplancton. En utilisant l'approche expérimentale, les paramètres photosynthétiques ont été mesurés sous un régime spectral modifié par une concentration accrue de CDOM allochtone. Ceci a permis de démontrer que de hautes concentrations de CDOM contribuent à une réduction significative de la production primaire dans la colonne d'eau.