Le bassin d'avant-pays taconien du Québec peut être divisé en 3 unités lithostratigraphiques diachroniques: (1) une unité basale dominée par des calcaires argileux; (2) une unité médiane dominée par des mudstones; et (3) une unité sommitale dominée par des turbidites. Au sein de la séquence à turbidites se sont développées des unités chaotiques qui se distinguent sur la base des processus à l'origine de leur formation. (1) Olistostromes: corps sédimentaires mis en place par des coulées de débris ou des avalanches, composés de blocs de tailles variables, presque exclusivement dérivés du bassin d'avant-pays même. (2) Tectonosomes: unités du bassin d'avant-pays très fortement déformées et tectonisées localisées dans des zones de failles ou le long de flancs de plis qui sont le résultat de boudinage, d'imbrication et de chevauchement. La déformation à l'intérieur de la zone met en évidence 2 familles de plis: des plis orientés N20 et N70. Les relations chronologiques suggèrent 2 phases distinctes de déformation: une première phase reliée à l'imbrication de la séquence du bassin d'avant-pays et à l'emplacement des allochtones les plus externes suivie par une étape plus tardive avec le chevauchement hors-séquence de la Nappe de la Chaudière au-dessus de la zone parautochtone précédemment imbriquée et transportée par les allochtones externes.

Le craton Archéen canadien, en partie situé au Québec, possède plusieurs occurrences de roches mantelliques reliées aux kimberlites, dont les intrusions Le Tac et Lac Shortt situées dans la région de Chibougamau. Les phases minérales dominantes sont l'olivine, la phlogopite et la serpentine. Les minéraux matriciels sont la serpentine, l'apatite, la pérovskite, le diopside et la calcite. Deux générations d'olivine sont observées dans les deux intrusions. La phlogopite possède une composition variable suggérant une interaction chimique avec un magma de type kimberlitique. La composition des intrusions Le Tac et Lac Shortt est similaire aux kimberlites de faciès hypabyssal des Groupes I et II. Les diagrammes des profils des multi-éléments corrèlent avec ceux des kimberlites avec des anomalies négatives en Rb, Sr et K et positives en Nd et La. Le potentiel diamantifère des deux intrusions étudiées est faible, mais cette région peut tout de même être intéressante pour l'exploration diamantifère.

Le gîte de Cu-Au-oxyde de fer du Mont-de-l’Aigle, Gaspésie, Québec, est caractérisé par une minéralisation contenue dans des brèches, des stockwerks et des veines. Les brèches sont composées de fragments de roches sédimentaires anguleux avec des textures en jigsaw dans un ciment dominé par le quartz, l'hématite et la mushkétovite. Selon la classification de Jébrak (1997), les brèches du gîte correspondent aux brèches assistées par les fluides tandis qu'elles correspondent aux brèches hydrothermales-magmatiques, selon les classifications de Sillitoe (1985) et Corbett et Leach (1998). On retrouve aussi quelques brèches intrusives qui sont composées de fragments ignés. Les fluides à l'origine de la formation des brèches sont un mélange d'eau météorique et/ou d'eau de mer avec des eaux magmatiques. Les brèches se seraient formés dans des failles, en bordure des dykes subverticaux ainsi que le long de filon-couches et du litage subhorizontaux.

Le climat du Nunavik s'est réchauffé de près de 3 [degré]C entre 1990 et 2000. Ce réchauffement climatique affecte le régime thermique et la stabilité du pergélisol. Des impacts de ce réchauffement touchent les pistes d'atterrissage du Nunavik, lien vital entre les communautés nordiques et le sud du Québec. Il est donc fondamental de connaître les conditions physiques du pergélisol sous ces infrastructures pour anticiper les impacts du réchauffement climatique prévu pour le prochain siècle aux hautes latitudes. À cette fin, l'auscultation non destructive des milieux physiques à l'aide de méthodes géophysiques est une avenue intéressante. Des profilages de résistivité électrique avec un système couplé capacitivement et des levés de géoradar ont été réalisés le long des pistes d'atterrissage des communautés de Tasiujaq, Aupaluk, Kangirsuk et Quaqtaq en Ungava. Intégrés ensemble, l'interprétation des résultats des deux méthodes géophysiques a permis de produire une coupe stratigraphique du remblai de piste et des conditions de pergélisol sous chaque piste.

L'étude de l'écoulement, du transport de masse et des échanges isotopiques en milieu fracturé est nécessaire à la compréhension des gîtes minéraux d'affiliation hydrothermale. L'application du modèle de simulation numérique HydroSphère, intégrant le transport de masse par advection, diffusion, et dispersion hydrodynamique, ainsi que les échanges isotopiques, à l'écoulement tridimensionnel dans une matrice discrètement fracturée, permet d'approfondir les connaissances fondamentales sur ces sujets. Des simulations étudiant différentes configurations de fracture et conditions limites hydrogéologiques ont été faites. L'étude des patrons d'isoplèthes de O pour différents types de fractures et de systèmes fracturés ayant un degré croissant de complexité, révèle que les fractures dominent les mécanismes de transport et d'échange isotopique. C'est donc leur nombre, leur orientation, leurs propriétés hydrauliques et leur connectivité qui déterminent la forme des patrons d'isoplèthes modélisés. Il est possible d'interpréter certaines asymétries dans la géométrie des patrons d'isoplèthes pour déterminer la direction d'écoulement des fluides hydro thermaux. / An understanding of fluid flow, mass transport and isotopic exchange in fractured rock is required to understand the origin of hydrothermal deposits. The numerical model HydroSphere simulates advection, molecular diffusion, mechanical dispersion and isotopic exchange in a 3D discretely fractured media. HydroSphere was used to better understand the processes of transport and exchange in fractured rocks. Study of 18O isopleth patterns for different types of fractures and fracture networks with a range of complexity, shows that fracture properties and geometry control mass transport and isotopic exchange. The hydraulic properties, as well as the number, spacing and connectivity of fractures determine the isotopic patterns. Asymmetries in the geometry of isotopic patterns could be used to determine the direction of hydrothermal fluid flow.

Évaluer le potentiel géothermique d’une mine inondée est une tâche complexe qui nécessite la réalisation d’un test hydraulique et la modélisation de l’écoulement de l’eau souterraine à travers un réservoir non conventionnel. Cette tâche peut être efficacement complétée en réutilisant les anciennes infrastructures minières. Lors de cette étude, un puits de ventilation débouchant dans les galeries souterraines a été converti en ouvrage de captage d’eau profond. L’ancien puits de ventilation 1100 des Mines Gaspé à Murdochville au Canada a été utilisé pour effectuer un essai de pompage durant 3 semaines à un débit moyen de 0.062 m3/s. L’objectif principal des travaux encourus était d’évaluer le potentiel géothermique du site minier. Lors de l’essai, moins de 3,65 m de rabattement ont été observés et la température moyenne de l’eau pompée a été de 6,7 °C. Le comportement de la nappe souterraine durant l’essai a été reproduit à l’aide d’un modèle d’éléments finis tridimensionnel simulant l’écoulement de l’eau à travers les galeries. Les prédictions du modèle ainsi qu’un bilan énergétique simplifié suggèrent que le taux d’extraction d’énergie durable est atteint à un débit de pompage de 0.049 m3/s, ce qui indique un potentiel géothermique de 765 kW. Cette énergie pourrait être extraite à l’aide de pompes à chaleur géothermiques afin de chauffer les bâtiments du parc industriel de Murdochville. / Assessing the low-temperature geothermal potential of a flooded mine site is a complex task involving hydraulic testing and modelling of an unusual man-made reservoir. It can be achieved efficiently taking advantages of the former mine infrastructures such as mining shaft that provided here a deep well directly connected to the mine workings. The former mining shaft P1100 of the flooded Gaspé Mines near Murdochville, Canada, was used to perform a pumping test during a study with the objective of assessing the geothermal potential of the mine site. Water was pumped during 3 weeks at a rate averaging 0.062 m3/s with a mean recovery temperature equal to 6.7 °C and less than 3.65 m drawdown was observed. The hydraulic response of the pumping test was reproduced with a threedimensional finite element model that simulates groundwater flow through the mine workings. Model predictions and a simplified energy balance calculation suggested that the sustainable energy extraction rate is attained at a pumping rate of 0.049 m3/s which yield a geothermal potential of 765 kW. This energy could be extracted with geothermal heat pumps used for space heating at Murdochville industrial park.

Ce mémoire présente les résultats d’une étude pétrographique et métallogénique d’indices de Ni-Cu de la Suite Plutonique de De La Blache (SPDLB). Située dans la partie est de la Province de Grenville et datée à 1327 Ma, la SPDLB s’est mise en place durant l’Elsonien moyen. Elle consiste en un coeur anorthositique à leucotroctolitique, et une bordure (gabbro)noritique (±Ol) à ultramafique. Les indices étudiés peuvent être subdivisés en deux groupes: les indices Outardes-4 sud, Boudrias-Est/Doyon et de la Buse, encaissés dans des roches ultramafiques; et l’indice Thibault encaissé dans des leucotroctolites. Les données géochimiques suggèrent que les indices proviendraient de magmas distincts. Les concentrations en Se, S et les valeurs δ34S montrent une composante crustale importante, liée à une contamination par les gneiss encaissants. Les dépôts de Ni-Cu se seraient formés dans les unités (ultra)mafiques produites par cristallisation fractionnée, selon le modèle classique de mise en place de dépôts de sulfures magmatiques. Le faible potentiel économique des indices étudiés peut s’expliquer par l’absence de certains facteurs clés généralement présents dans les dépôts de Ni-Cu-ÉGP magmatiques de classe mondiale. / This master thesis is a petrographic and metallogenic study of Ni-Cu prospects associated with the De La Blache Plutonic Suite (DLBPS), in the eastern part of the Grenville Province. Dated at 1327 Ma, the DLBPS intruded during the middle Elsonian. It consists of an anorthositic to leucotroctolitic core, and a (gabbro)noritic(±Ol) to ultramafic border. The studied prospects can be subdivided in two groups: the Outardes-4 South, Boudrias- Est/Doyon and Buse prospects, hosted in ultramafic rocks; and the Thibault prospect, hosted in leucotroctolites. Geochemical data suggests that the different prospects originated from distinct magmas. Se and S concentrations, as well as δ34S values show an important crustal component, related to contamination by the country-rock gneisses. The Ni-Cu deposits formed in the (ultra)mafic units produced by fractional crystallization, as in the classical sulfide magmatic deposits genesis model. The weak economic importance of the studied prospects can be explained by the absence of key factors generally present in worldclass Ni-Cu-PGE magmatic deposits.