Le cours inférieur des rivières des basses terres de la baie James expose de nombreuses unités glaciaires et nonglaciaires qui ont enregistré les étapes importantes de l'évolution de l'inlandsis Laurentidien au cours du Quaternaire. Les séquences sédimentaires de ces différentes rivières présentent de nombreuses similarités, tant du point de vue de la composition que de la succession stratigraphique des unités. La distinction du nombre d'unités glaciaires et nonglaciaires, et par conséquent la chronologie relative des différents avancées et retraits glaciaires, reposent en grande partie sur l'obtention de datations fiables sur les unités nonglaciaires. Ces sédiments étant généralement trop vieux pour la méthode de datation au radiocarbone, des méthodes alternatives doivent être utilisées. Ce projet de maîtrise se penche sur la stratigraphie des sédiments quaternaires exposés le long de la rivière Nottaway et a comme objectif principal d'apporter de nouvelles contraintes géochronologiques dans le but de raffiner le cadre chrono-stratigraphique régional. Les travaux indiquent que les coupes stratigraphiques de ce secteur exposent au moins 3 unités de till qui reposent sur une unité nonglaciaire de plus de 5 mètres d'épaisseur renfermant de nombreux macrorestes ainsi que des bois anciens comprimés. Les bois de cette unité ont été datés par la méthode de radiocarbone et par la méthode Uranium-Thorium (Th/U) en utilisant la spectrométrie de masse (TIMS). Les sables fluviatiles-lacustres de l'unité nonglaciaire ont été soumis à un programme de datation par luminescence optiquement stimulée. De plus, le contenu paléoécologique (pollens et macrorestes) de la séquence organique a été analysé afin de préciser le contexte climatique de mise en place de cette unité. Enfin, le contenu pétrographique, minéralogique, et géochimique des tills a été aussi analysé afin d'obtenir des informations supplémentaires sur les roches sources des tills, et par conséquent renforcer les indices d'écoulements glaciaires déduits à partir de méthodes sédimentologiques. La datation au radiocarbone de deux échantillons de bois de la séquence a révélé des âges non fini. Les résultats Th/U indiquent qu'il y eu une seule phase principale de fixation de l'uranium et les âges obtenus varient principaiement entre 100 et 110 ka (âge moyen de: 103 ± 5 ka). La datation OSL des sables nonglaciaires révèle un âge de 96 ± 10 ka. Les résultats paléoécologiques indiquent une végétation de type boréal qui s'est développée sous un climat fort probablement aussi chaud qu'à l'actuel. Ces résultats tendent à confirmer que ces sédiments ont été mis en place au cours du dernier interglaciaire, tout juste à la fin du stade isotopique 5e. Les séquences glaciaires Wisconsiniennes qui reposent stratigraphiquement sur la séquence nonglaciaire sont représentées par un till sableux contenant exclusivement du matériel provenant de la Province du Lac Supérieur, et pour lesquels les directions d'écoulement sont globalement vers le sud-ouest. Le sommet de la séquence glaciaire consiste en deux tills silto-argileux qui contiennent jusqu'à 20% de matériel provenant de la plate-forme Paléozoïque de la baie d'Hudson et qui montrent des écoulements vers l'est et vers le sud-est. Ces tills ont fort probablement été mis en place au cours des récurrences du glacier d'Hudson.

Les variations de l'intensité de la circulation thermohaline globale en Atlantique (l'Atlantic Meridional Overturning Circulation), qui constitue la composante nord-atlantique de la circulation thermohaline globale, sont fortement liées aux variations climatiques. Ces variations peuvent être retracées par les propriétés géochimiques des sédiments déposés par le sous-courant côtier de l'ouest (WBUC-Western Boundary UnderCurrent) qui entraîne les masses d'eau profonde de l'Atlantique Nord dans une gyre au fond des bassins d'Irminger et du Labrador. Les isotopes radiogéniques (Nd et Pb notamment) de la fraction argileuse des sédiments détritiques présentent un intérêt particulier car ils ont la propriété de préserver la signature isotopique d'origine des différentes sources rocheuses qui contribuent à la charge sédimentaire du bassin. Ici, nous examinons les variations de la composition isotopique du Nd et du Pb commun sur la fraction argileuse (< 2µm) des sédiments couvrant les stades isotopiques marins 27 à 31 (~ intervalle de Jaramillo) dans la carotte IODP-1305, pour les comparer avec celles reportées par (Fagel et al., 1999 ; 2002 et 2006) à partir d'un forage voisin couvrant les derniers 400 ka (stades isotopiques 1 à 11; site ODP-646) et d'une carotte de la station 90-013-013 (PC-13) couvrant les derniers 170 ka. Les carottes des forages IODP-1305, ODP-646 et la carotte par piston PC-13 ont été prélevées au large du Cap Farewell (sud Groenland), sous l'axe d'intensité maximale du WBUC et à une profondeur d'environ 3400 m. Fagel et al., (1999,2002 et 2006) ont montré que les alternances glaciaires-interglaciaires des stades isotopiques 1 à 11 se marquaient par des fluctuations relatives-des sources des sédiments: i) le bouclier groenlandais nord Américain, ii) du matériel récent provenant du volcanisme islandais et de la ride de Reykjanes, iii) une composante paléozoïque. Les résultats des analyses isotopiques des stades isotopiques 27 à 31, obtenus dans le cadre de ce travail, s'inscrivent hors du champ défini par les sédiments précédents. Ils indiquent une composition isotopique plus radiogénique que celle des carottes du forage ODP-646 et de la station (90-013-01). Les valeurs des rapports ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd varient entre 0,511703 et 0,512356, εNd varie entre -18,2 et -5,5, les rappolts ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd s'étendent de 0,1061 à 0,1228, les rapports ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb varient entre 18,992 et 18,0195 et les rapports ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb varient entre 15,445 et 15,594. Ces compositions laissent croire à l'implication d'une source sédimentaire distincte de celles identifiées par Fagel et al., (1999, 2002, 2006) et qui pourrait être associée aux roches volcaniques tertiaires du Groenland. La différence des signatures isotopiques et l'évolution des sources sédimentaires entre les carottes IODP-1305, ODP-646 et la 90-013-013 indiquent que la circulation thermohaline a probablement évolué d'une manière significative entre les stades 27-31 et 1-11, et que l'étendue des glaces, sur le Groenland, était probablement moindre au cours du premier intervalle que du second, rendant ainsi compte de l'altération chimique des roches tertiaires est-groenlandaises indiquée par les compositions isotopiques du Nd et du Pb. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Atlantique Nord-Ouest, Circulation thermohaline, Géochimie, lODP, Isotope, Néodyme, Océanographie, Paléoclimat, Pléistocène, Plomb, Traceurs géochimiques.

Les études antérieures des assemblages minéralogiques argileux en Atlantique Nord ont montré que leur abondance relative fournit des informations sur les courants marins profonds ainsi que sur les taux d'érosion glaciaire des continents avoisinants. Ils peuvent donc être utilisés pour la reconstitution des variations de la circulation de renversement méridional de l'Atlantique (AMOC-Atlantic Meridional Overturning Circulation), principal moteur de la circulation thermohaline globale. Cette étude fait état de l'analyse des assemblages minéralogiques argileux de plus de 200 échantillons de sédiments provenant du forage IODP-1305. Ce site est localisé sur l'extrémité sud-ouest de la ride d'Eirik (sud du Groenland) sous l'axe du courant de contour côtier profond de l'Ouest (WBUC-Western Boundary UnderCurrent) qui entraine la masse d'eau profonde de j'Atlantique Nord (NADW-North Atlantic Deep Water) en sa gyre dans la Mer du Labrador. Le but est de caractériser la composition minéralogique, donc les sources, des particules fines transportées par le WBUC en Mer du Labrador durant le début du Pléistocène (~1.1 Ma; stades isotopiques de l'oxygène OIS 27 à 31), tandis que le climat était fortement rythmé par le cycle astronomique d'environ 40 ka, en comparaison avec les derniers 365 Ka (OIS 1-10), sous le forçage d'environ 100 ka, illustrés par les travaux de Fagel et Hillaire-Marcel (2006) sur le forage ODP-646, sensiblement localisé au même endroit. Trois sources principales de particules fines contribuent à l'assemblage minéralogique du site d'étude: 1) source précambrienne du Canada, du Groenland et/ou de la Scandinavie; 2) matériel paléozoïque récent de l'est du Groenland, du N-O de l’Europe et/ou de la Scandinavie; 3) source volcanique provenant de l'Islande et de la ride médio-océanique. La minéralogie argileuse est déterminée par diffraction des rayons X sur la fraction argileuse inférieure à 2µm. Une attention spéciale est portée aux propriétés radiocristallographiques des smectites comme traceurs des circulations océaniques. Les assemblages argileux des échantillons étudiés montrent une composition moyenne typique de la région (-60% smectites, -20% illite, -10% chlorite+kaolinite). Cependant, la comparaison de l'évolution des apports particulaires avec ceux du forage ODP-646 (Fagel et al.; 2006) indique pour l'intervalle étudié ici: 1) une tendance opposée du modèle d'apport entre les périodes glaciaires/interglaciaires; 2) une intensification des apports proximaux laissant apparaître un autre type d'érosion (chimique) en plus de l'érosion mécanique glaciaire. L'utilisation des saturations cationiques (Li, K, Mg) indique que les smectites sont issues de l'altération de roches volcaniques acides du Groenland associées à l'ouverture de l'Atlantique pendant le Tertiaire. Ces résultats suggèrent une AMOC plus méridionale et un WBUC moins prononcé sous forçage de 40 ka, avec des apports islandais et médio-océanique réduits. L'importance des apports proximaux indique une calotte glaciaire groenlandaise assez réduite vers 1.1 Ma sous un climat régional probablement plus doux que celui des derniers cycles climatiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Circulation thermohaline, Paléoclimat, Pléistocène, IODP, Assemblages minéralogiques argileux, Diffraction des Rayons X, Smectites, Paléotraceur, Saturation cationique.