En 2004, un projet de caractérisation des dépôts meubles (cartographie, sédimentologie et lithostratigraphie) a été amorcé dans la région de Mont-Laurier. L'objectif principal de cette étude réalisée dans le cadre d'une maîtrise visait à définir l'histoire glaciaire et post-glaciaire de cette région. L'orientation des marques d'érosion glaciaire durant la dernière glaciation démontre un écoulement principalement vers le SSE. Cette phase d'écoulement a été confirmée par les formes fuselées et par la thématique de dispersion glaciaire réalisée à partir des affleurements de marbre localisés à l'est de la ville de Mont-Laurier. Les dépôts quaternaires de la région de Mont-Laurier-Grand-Remous reposent en discordance angulaire sur le socle du Bouclier canadien. Le till sableux typique des Laurentides est surmonté, en plusieurs endroits, de sables et graviers fluvioglaciaires. L'une des problématiques principales de ce projet de recherche consistait à analyser les vestiges possiblement associés à l'invasion de la Mer de Champlain ou à la présence de lacs proglaciaires dans les vallées de la rivière Gatineau et du Lièvre. La photo-interprétation du territoire, les levés des coupes, les analyses sédimentologiques et l'inventaire des indicateurs biologiques effectué par Dadswell (1974) indiquent que la vallée de la rivière Gatineau et la vallée de la rivière du Lièvre ont été occupées par deux plans d'eau différents. Dans la vallée de la rivière du Lièvre, on a observé des séquences de rythmites qui présentent des caractéristiques sédimentologiques de varves; elles témoignent de la présence d'un paléolac. En tenant compte de l'hypothèse où chacun des couplets de rythmites représente une année de sédimentation, on estime que cet environnement glaciolacustre a pu exister durant environ 350 ans. Ces varves ont une épaisseur moyenne de 1,5 cm. La diminution de l'épaisseur des varves vers le haut des séquences est interprétée comme un indice du recul de la marge glaciaire. Ces varves sont constituées d'une importante quantité d'argile (35%) et ce principalement dans les lits d'hiver. Elles s'apparentent ainsi à certaines varves des lacs Barlow et Ojibway, décrites par Veillette (1996), dans la région de l' Abitibi-Témiscamingue. Les littoraux associés à ce plan d'eau indiquent que l'altitude maximale atteinte a été d'environ 255 m. La vallée de la rivière Gatineau présente un modèle géomorphologique et sédimentologique différent. Les levés de coupes stratigraphiques n'ont pas permis d'identifier des séquences de varves. L'altitude maximale des dépôts littoraux est également inférieure à celle observée dans la vallée de la rivière du Lièvre, soit 235 m. Dans le cadre de la reconstitution de l'étendue des mers et des lacs post-glaciaires, Dadswell (1974) a utilisé la répartition spatiale de bioindicateurs afin de caractériser ces paléenvironnements. Le Mysis Relicta représente le bioindicateur le plus répandu et le plus fréquemment utilisé. Ses résultats démontrent la présence du Mysis Relicta dans la majorité des lacs du secteur de la rivière Gatineau; ce qui semble indiquer que ce bassin était relié avec celui de la Mer de Champlain. À l'opposé, dans la vallée de la rivière du Lièvre, aucun lac échantillonné ne contenait ce crustacé. Compte tenu des nombreux autres indices tel que l'altitude plus élevé de ce plan d'eau, la présence de sédiments rythmés qui s'apparentent à des varves et d'un mécanisme de retenu des eaux (seuil topographique) situé à l'aval glaciaire, il semble probable qu'un lac proglaciaire ait inondé la vallée de la rivière du Lièvre alors que les eaux marines envahissaient celle de la rivière Gatineau. Il serait donc question de deux bassins indépendants: l'un paramarin à l'ouest et glaciolacustre à l'est. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cartographie, Paléogéographie, Stratigraphie quaternaire, Sédimentologie, Mer de Champlain, Lac proglaciaire.

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.

Une étude portant sur la géologie du Quaternaire dans la portion canadienne du bassin-versant de la rivière Châteauguay a été entreprise dans le cadre d'un programme d'étude sur les eaux souterraines mené conjointement par la Commission géologique du Canada, l'INRS-ETE (Institut national de recherche scientifique-Eau, Terre et Environnement) et le Ministère de l'environnement. Les objectifs principaux ont porté sur les relations entre la cartographie des dépôts meubles et la recharge à l'aquifère fracturé, ainsi que sur l'exploitation des données de sous-surface pour la conception d'une carte en 3 dimensions de la géologie quaternaire (hydrostratigraphie). Une méthode novatrice par grille (grid-based), la méthode de calcul relatif, a été développée pour la cartographie en 3 dimensions. Des travaux de terrain ont été réalisés, dont des forages dans les argiles à la mini-foreuse, de la cartographie de surface et des études sédimentologiques (particulièrement dans les eskers). Parallèlement, des études géologiques portant sur l'histoire de la glaciation et de la déglaciation ont été entreprises. La géomorphologie glaciaire et les marques d'érosion glaciaire ont été étudiées pour compléter les connaissances sur l'histoire des écoulements glaciaires dans la région. Les stries indiquent un écoulement glaciaire vers le S qui bifurque ensuite vers le SW, mouvement glaciaire principal dans la région; puis, tardivement, le mouvement glaciaire SW bifurque vers W et vers le SE localement. Un site paléontologique important (Lac-Des-Pins, à St-Antoine-Abbé) a été découvert, dans lequel sont retrouvés des fossiles de plantes arctiques-alpines, des débris organiques marins et un bois de caribou bien préservé. Des datations au carbone 14 ont été effectuées sur des matériels marins et terrestres, et montrent un effet réservoir important (environ 800 ans pour Hiatella arctica et 1200 ans pour Macoma baltica) pour les coquilles marines. Des datations par IRSL (Infrared-Stimulated Luminescence) ont permis de connaître l'âge de différents sédiments (éoliens, littoraux) post-datant la déglaciation. Enfin, les observations cartographiques sur la géomorphologie post-Mer de Champlain ont suggéré de nouveaux détails sur la transition entre le Lac-Lampsilis et le St-Laurent moderne. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Géologie, Quaternaire, Châteauguay, Basses-terres du St-Laurent, Covey Hill, Caribou, Effet réservoir, Mer de Champlain.

Les basses terres de la baie James forment un bassin sédimentaire majeur ayant enregistré les avancées et retraits de la marge glaciaire de l'inlandsis laurentidien. Malgré cette importance stratigraphique, il y a une grande lacune au niveau de la compréhension des événements quaternaires de cette région; la dernière étude réalisée remontant à plus de 30 ans. De plus, à l'est de la baie James, dans le territoire nordique du Québec, de récents modèles de chronologie relative dans l'écoulement des glaces ont démontré une succession complexe de mouvements glaciaires qui ne sont pas présents dans les reconstitutions paléogéographiques antérieures. Le canevas stratigraphique de cette région doit donc être revu sur la base d'études stratigraphiques et de datations absolues. Ce projet de recherche a consisté en l'échantillonnage de sédiments quaternaires affleurant le long de la rivière Harricana dans la portion des basses terres de la baie James. Les sédiments glaciaires ont été étudiés afin de déduire les grands axes d'écoulement glaciaire et les sédiments d'origine nonglaciaire ont été datés par luminescence optique et au radiocarbone. Les datations de ces unités non-glaciaires, qui sont en contact direct avec les unités glaciaires, ont permis d'apporter de nouvelles contraintes chronologiques sur ces avancées qui ont marqué la dernière glaciation. Plusieurs analyses (Sm-Nd, ³⁹Ar/⁴⁰ Ar, analyses des éléments majeurs et mineurs, etc.) ont été effectuées afin de vérifier les interprétations de terrain et de parfaire les patrons d'écoulements glaciaires régionaux. Les résultats ont permis de mieux définir le comportement de l'inlandsis Laurentidien au cours des cycles glaciaires récents et plus spécifiquement, l'apport des nombreux déplacements des dômes de dispersion dans les enregistrements glaciaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Basses terres de la Baie James, Rivière Harricana, Stratigraphie quaternaire, Inlandsis laurentidien, Dômes de dispersion, Séquence d'écoulements glaciaires, Géochronologie, Traceurs radiogéniques.

La déglaciation du nord-est de l'Ontario et du nord-ouest du Québec est caractérisée par un recul vers le nord de la marge sud de l'inlandsis Laurentidien, lequel a permis le développement du Lac glaciaire Ojibway. La déglaciation de cette région est aussi marquée par les réavancées glaciaires de Cochrane dans le bassin du Lac Ojibway. Les travaux antérieurs indiquent que la déglaciation finale du sud du bassin de la baie James culmine avec le drainage du Lac Ojibway et l'incursion subséquente de la Mer de Tyrrell aux environs de 8 ka. Les reconstitutions paléogéographiques classiques suggèrent que ce drainage est le résultat de l'effondrement de la glace résiduelle localisée au-dessus de la baie d'Hudson. Des travaux de modélisation glaciologique suggèrent également que ce drainage aurait pu avoir lieu partiellement du moins par des tunnels sous-glaciaires peu de temps avant la débâcle finale. L'objectif principal de ce projet de recherche est de documenter les événements qui ont mené à la déglaciation finale du secteur des basses terres de la baie James. Spécifiquement, le projet repose sur l'étude de séquences sédimentaires tardiglaciaires et holocènes exposées le long des rivières Rupert et Broadback au Québec. Les travaux de recherche comprennent des levés de coupes stratigraphiques, des analyses sédimentologiques, géochimiques, minéralogiques et pétrologiques des différents dépôts présents, en plus de la caractérisation du contenu en microfossiles des sédiments glaciolacustres et marins et de leur composition en isotopes de l'oxygène (δ18O). La chronologie de la séquence sédimentaire est contrôlée par des datations radiocarbone. Les résultats des investigations stratigraphiques indiquent que la séquence de déglaciation comprend (1) un till de crues glaciaires; (2) les sédiments du Lac Ojibway; (3) un horizon de 50-70 cm d'épaisseur composé de lits de silts rougeâtres et verdâtres finement laminés contenant des boules d'argile et des clastes, et (4) les dépôts de la Mer de Tyrrell. L'horizon lité marquant le contact entre les sédiments glaciolacustres et glaciomarins est interprété comme reflétant le drainage abrupt du Lac Ojibway. La datation de bivalves et de foraminifères extraits de la partie supérieure de l'horizon de drainage a donné des âges de 7,8 et 8,21 14C ka cal BP. La partie supérieure de la séquence varvée renferme de nombreux microfossiles, tels des ostracodes (Candona sp.), mais aussi une quantité non négligeable de foraminifères, fragments de bivalves et autres palynomorphes marins (kystes de dinoflagellés). La présence de faunes et flores marines dans les sédiments glaciolacustres est donc considérée anormale. Ces microfossiles révèlent des valeurs δ18O différentes dans les ostracodes du genre Candona. (~-22 %0) et les foraminifères (~2 %0). En tenant compte du contexte stratigraphique et des résultats sédimentologiques et chronologiques, ces données suggèrent des échanges sous-glaciaires entre les eaux du Lac Ojibway avec celles de la Mer de Tyrrell. Les résultats de ce projet fournissent donc des informations complémentaires sur le mécanisme de drainage final et sur les événements de la déglaciation finale, en plus d'identifier la dépression topographique formée par la baie James comme une voie de drainage importante par laquelle les eaux du Lac Ojibway furent évacuées peu de temps avant l'incursion marine. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Basses terres de la baie James, rivière Rupert, rivière Broadback, stratigraphie quaternaire, déglaciation, Lac glaciaire Ojibway, réavancées de Cochrane, Inlandsis Laurentidien, micropaléontologie, isotopes de l'oxygène.

Le rôle de l'océan Arctique dans le climat global est important. Les apports d'eau douce sont essentiels au maintien de la couche de faible salinité à la surface de l'océan qui permet la formation de la glace de mer. Les variations du budget d'eau douce influencent donc l'étendue du couvert de glace. Les variations du couvert de glace modifient l'albédo, le budget énergétique et les conditions de salinité et de température des masses d'eaux superficielles qui, à leur tour, influencent le climat global. Dans le contexte des changements climatiques actuels, il est indispensable de reconstituer l'histoire climatique de l'océan Arctique, en particulier au cours des cycles glaciaires-interglaciaires récents, afin de comprendre sa variabilité naturelle. L'étude paléoclimatique de l'océan Arctique a été entreprise dès les années 60 sur la base d'analyses des enregistrements sédimentaires livrés par des carottes de forage. Les sédiments situés sur les plateaux continentaux (30% de la surface de l'océan Arctique) sont caractérisés par des hauts taux de sédimentation qui permettent des études paléoclimatiques de haute résolution. Les bassins profonds et les rides connaissent des taux de sédimentation beaucoup plus faibles autorisant des études sur une plus grande échelle de temps. Ce sont de tels enregistrements qui ont été utilisés dans la présente thèse dont l'objectif principal consistait à établir des éléments de chronologie de la sédimentation grâce à l'étude des actinides. Le premier chapitre concerne le comportement des isotopes à courte période dans les sédiments de sub-surface de l'océan Arctique en relation avec les larges gradients de vitesse de sédimentation. L'étude a été focalisée sur le 210Pb, analysé dans neuf carottages courts (multicores) représentant des environnements différents (plateau, ride, etc.) afin de déterminer les conditions de son utilisation éventuelle aux fins de détermination des vitesses de sédimentation récentes. Deux multicores provenant de la ride de Mendeleiv ont été étudiés en détail et ont permis de mettre en évidence les particularités du comportement des actinides ascendants dans les environnements caractérisés par de très faibles taux de sédimentation. On a pu démontrer que sous de telles conditions, le profil de 210Pb était rapidement contrôlé par son ascendant, le 226Ra, lui même contrôlé par le 230Th ascendant. De plus, les budgets de 210Pb estimés dans ces deux mu1ticores indiquent que le 210Pb du sédiment correspond à la somme des sources atmosphériques et de la colonne d'eau, à une profondeur de ~1600 m. Par contre, un déficit s'observe dans la colonne sédimentaire, plus bas, à ~2500 m de profondeur. Il permet de conclure à un transport latéral du 210Pb ou à une capacité limitée d'adsorption particulaire, au delà de 1600 m de profondeur. Le deuxième chapitre présente une étude sédimentologique, minéralogique et géochimique détaillée des deux multicores utilisés dans le chapitre I. Les outils stratigraphiques courants (14C, 18O) s'avèrent peu concluants dans un tel contexte sédimentologique. Nous avons donc utilisé le 230Th et le 231Pa pour établir des éléments de chronostratigraphie. Deux régimes distincts ont été observés, l'un correspondant aux périodes glaciaires où la sédimentation est caractérisée exclusivement par les apports sédimentaires des glaces flottantes (Ice Rafted Debris, IRD), l'autre correspondant aux périodes interglaciaires et déglaciations, marquées par des flux sédimentaires plus élevés et des apports plus fins issus de l'archipel de l'Arctique Canadien, et un contenu micro-faunistique (foraminifères) peu abondant. En se basant sur les caractéristiques géochimiques et sédimentaires des deux régimes et les éléments de chronologie issus des données 230Th et 231Pa, on a mis en évidence la présence d'un transport latéral en 230Th et 231Pa dans les sédiments glaciaires. Le troisième chapitre présente des données géochimiques et sédimentologiques provenant de la ride Lomonossov. Cette ride, au centre de l'océan Arctique, est marquée par des vitesses de sédimentation plus élevées. La séquence sédimentaire examinée correspond ainsi aux derniers 25 000 ans. Un événement sédimentaire ponctuel, daté à ~12 000 ans (chronologie 14C calibrée), rend compte d'une source sédimentaire de l'Arctique Canadien. Cet événement correspondrait au Dryas récent (Younger Dryas-YD). Cette observation est l'une des premières observations d'origine marine de la débâcle du Lac Agassiz vers le nord, proposée par divers auteurs. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Océan Arctique, Paléocéanographie, Quaternaire, Actinides

Cette étude s'inscrit dans le cadre des travaux de caractérisation des eaux souterraines visant une meilleure connaissance de leur dynamique à l'échelle des principaux bassins versants du Québec. Ce mémoire présente un nouveau cadre géologique Quaternaire pour les bassins versants de la zone Bécancour. Les objectifs principaux de cette étude consistaient à compiler et refaire les levés des cartes géologiques des dépôts quaternaires en y intégrant les critères de la nouvelle légende de la Commission géologique du Canada, et à initier une étude exhaustive de la distribution en sous-surface des dépôts meubles à l'échelle du bassin versant. Au final, un modèle tridimensionnel hydrostratigraphique a été produit à titre de contribution à la modélisation hydrogéologique de cette région. Un large corpus de données sur la géologie et la géomorphologie des sédiments de surface a été colligé puis validé lors des levés de terrain grâce à plus de 3100 sites d'observation, suivi d'une phase extensive de photo-interprétation à l'échelle 1:40 000 afin de couvrir l'entièreté du bassin versant. Une étude détaillée de la stratigraphie a permis d'établir l'architecture verticale et l'extension régionale des dépôts quaternaires, tout en caractérisant ces derniers selon leurs propriétés hydrauliques (conductivité hydraulique, porosité et compacité). Les descriptions détaillées de plus de 60 coupes situées le long des principales rivières, conjuguées à l'interprétation de plus de 1000 forages provenant de diverses sources, à l'analyse de profils de résistivité apparente et à l'utilisation d'outils géochronologiques, ont servi à replacer certaines unités problématiques dans le cadre stratigraphique régional tout en permettant de préciser ce dernier. Les analyses géochronologiques réalisées grâce à la luminescence stimulée par infrarouge (IRSL) ont également permis de faire une distinction selon les âges obtenus entre deux unités sableuses potentiellement aquifères dont l'extension spatiale était jusqu'ici mal contrainte. En effet, des âges IRSL de 79 ± 4 ka pour des sédiments associés au Sables de Lotbinière et de 44 ± 3, 49 ± 4 et de 50 ± 4 ka pour les Sables des Vieilles-Forges ont permis de préciser le cadre chronostratigraphique de la partie centrale des Basses-Terres du Saint-Laurent. Les données recueillies ont grandement permis de déterminer l'extension des dépôts quaternaires et leur connexion avec la surface et la zone de recharge, deux autres éléments importants pour les études hydrogéologiques dans la région. La cartographie, la succession lithostratigraphique et la géochronologie ont permis d'élaborer un solide modèle hydrostratigraphique 3D qui forme le squelette utilisé dans la construction du modèle d'écoulement des eaux souterraines. Les résultats obtenus suite aux travaux menés sur les bassins versants de la zone Bécancour sont donc considérés comme des éléments clés de cette étude hydrostratigraphique à l'échelle régionale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Géologie, Quaternaire, Bécancour, Hydrostratigraphie, Luminescence

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.

Dans les Appalaches du sud du Québec, la déglaciation du Wisconsinien supérieur s'effectuait à contre-pente, créant ainsi un contexte favorable à la formation de lacs proglaciaires. Le niveau de ces lacs s'est abaissé par palier lors de la déglaciation de cols d'altitude de plus en plus basse. Dans le bassin versant de la rivière Chaudière, les premiers exutoires d'importance, associés au lac glaciaire Mégantic, entaillent le relief des Montagnes Frontalières à une altitude de 430 mètres au sud du lac Mégantic. Les hauts reliefs des Montagnes Frontalières sont séparés des Monts Notre-Dame, plus au nord, par un plateau de plus basse altitude limité par la ligne Baie Verte -Brompton et la faille de la Guadeloupe. On y retrouve des cols à 395 mètres d'altitude vers la rivière Saint-Jean à l'est et à 310 mètres vers le lac glaciaire Memphrémagog au sud-est. Ces exutoires potentiels sont situés respectivement à la rivière Famine et aux environs de ville de la Guadeloupe. Ils ne semblent toutefois pas avoir été reliés aux différentes phases glaciolacustres d'importance ayant affecté la Beauce. Dans la région de Saint-Damien, d'autres exutoires potentiels vers le nord-est se situent à des altitudes de 375 et 305 mètres. La persistance de glaces appalachiennes dans le centre de la Beauce a permis la déglaciation des Monts Notre-Dame et le drainage par le nord-est avant la déglaciation des exutoires de la Guadeloupe et de la rivière Famine. Les exutoires de Saint-Damien sont associés à des phases glaciolacustres nommées lac glaciaire Chaudière-Etchemin phase 1 et 2. Un delta à Saint-Raphaël témoigne du drainage vers le nord-est de ce plan d'eau vers la Mer de Goldthwait par la Rivière du Sud. Des analyses géochronologiques par luminescence ont été effectuées sur des sédiments de paléorivage dans la région de Mégantic et dans la région de Saint-Odilon. Les âges obtenus sont respectivement associés à la perte d'étanchéité des masses glaciaires résiduelles du centre de la Beauce et au passage entre la phase 1 et 2 du lac glaciaire Chaudière-Etchemin. Les résultats de ces analyses datent ces évènements à 14.0 ± 1.0 et 12.4 ± 0.9 ka. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Géologie, Quaternaire, Géomorphologie, lacs proglaciaires, drainage, Tardiglaciaire, rivière Chaudière, Beauce, luminescence, sédiments glaciolacustres, paléorivages

La cartographie des dépôts quaternaires sur le Bouclier canadien peut parfois s'avérer complexe à cause de la forte densité du couvert forestier qui cache plusieurs formes géomorphologiques. L'utilisation de données provenant d'un survol LiDAR permet de générer un modèle numérique de terrain (MNT) en éliminant numériquement la végétation, permettant ainsi de modéliser le sol et ce, avec une résolution de moins d'un mètre par pixel et avec une marge d'erreur inférieure à 25 cm. Dans le cadre d'un projet d'étude de foresterie opéré par la papetière Smurfit-Stone en Haute-Mauricie, une couverture LiDAR continue de plus de 1300 km2 a été réalisée dans le secteur nord-est du réservoir Gouin. L'absence de travaux portant sur le Quaternaire de cette région et l'accès privilégié à une couverture LiDAR ont orienté le choix de ce territoire d'étude. Le MNT LiDAR a été utilisé afin de réaliser une cartographie des dépôts meubles du secteur, à une échelle de 1:50 000. Le mouvement glaciaire dominant associé à la période pléniglaciaire, suit un patron d'écoulement orienté vers le SSO dans la partie ouest du terrain et vers le sud dans la partie est. Cet écoulement est appuyé par la compilation de l'orientation des drumlins rocheux, des formes profilées, des trainées morainiques derrière abri, ainsi que par des données relevées sur le terrain tels que les stries, sillons, cannelures et roches moutonnées. On observe aussi à quelques endroits des recoupements dans les stries montrant la présence d'un mouvement glaciaire ancien orienté vers le SSE. Le secteur d'étude est marqué par la présence de dépôts glaciaires, de dépôts fluvioglaciaires, de sédiments glaciolacustres, d'alluvions, de sédiments éoliens et de dépôts organiques. Le till en couverture mince et discontinue occupe 15% de la région et sa morphologie est conditionnée par la topographie du roc sous-jacent. Le till en couverture continue occupe plus de 57% du territoire. Par endroit, il peut être fuselé ou côtelé. Les sédiments fluvioglaciaires de contact occupent 3,5% du secteur. Ces dépôts sont présents sous forme d'eskers, de deltas juxtaglaciaires ou de moraines mineures. La mise en place de ces formes juxtaglaciaires a débuté lorsque la marge glaciaire a atteint le sud du terrain d'étude, vers 10,2 ka cal (Dyke, 2003). À partir du calcul de l'espacement moyen entre les crêtes morainiques, il est possible de proposer un taux de recul annuel de 75 m dans la portion est du territoire. On peut aussi associer aux sédiments fluvioglaciaires, les chenaux de fonte juxtaglaciaires, proglaciaires et sous-glaciaires. En considérant l'orientation des eskers, des crêtes morainiques et des chenaux de fonte juxtaglaciaires et proglaciaires, on a défini l'allure est-ouest de la marge glaciaire, avec une légère tendance vers le ONO-ESE alors que le front atteint le centre de la région. On estime que la glace se serait complètement retirée de la région d'étude vers 9,5 ka cal (Dyke, 2003). Suite au retrait de la glace, les eaux de fonte ont mis en place des sédiments d'épandage proglaciaire qui couvrent 6,5% du secteur, formant localement des plaines d'épandage. L'accumulation des eaux de fonte dans les dépressions a permis la formation de lacs proglaciaires. On trouve donc des sédiments glaciolacustres deltaïques sur 6% de la superficie cartographiée, sous forme de vastes plaines entourant plusieurs lacs actuels du secteur. Des sédiments littoraux et prélittoraux occupent moins de 3% de la région et sont identifiés localement par des crêtes de plages allongées et découpées en terrasses. On observe aussi des reliefs aplanis où gisent des sédiments glaciolacustres profonds, massifs ou parfois rythmés, recouvrant moins de 1% du secteur. Les sédiments alluviaux, souvent trouvés sous forme de chenaux anastomosées, couvrent eux aussi moins d'un pourcent de la région. On compte aussi de quelques dunes, mises en place par un vent provenant du NO. Elles sont observées sur les sédiments deltaïques et les littoraux. Finalement, les sédiments organiques couvrent environ 2,5% du territoire, en remplissant les dépressions naturelles du secteur sous formes de tourbières ombrotrophes ou minérotrophes. Il existe cinq secteurs où il est possible d'observer des dépôts et formes d'origine glaciolacustre; la plus vaste étendue glaciolacustre était localisée à l'ouest et est ici nommée lac glaciaire Obedjiwan. À partir du MNT LIDAR, les lignes de rivages présentes sous forme de limites de délavage du till ont été identifiées et mesurées, et ont permis de modéliser avec précision l'étendue du lac Obedjiwan lors de son extension maximale. Ces données permettent d'établir un gauchissement des lignes de rivages de 0,78 m/km, vers le NNO (352°). Ce gauchissement a été appliqué à l'ensemble de la région du réservoir Gouin par interpolation de la tendance calculée. Afin de comprendre le mécanisme de retenue des eaux et de déterminer les exutoires possibles lors de l'extension maximale du lac Obedjiwan, nous avons réalisé un modèle numérique de la bathymétrie du réservoir Gouin qui a été annexé au MNT régional gauchi. Le modèle numérique a permis de déterminer que les eaux du lac Obedjiwan étaient retenues par l'enfoncement isostatique différentiel. Trois exutoires ont été identifiés à partir de ce même MNT. Un premier exutoire était localisé au sud, vers l'actuelle rivière Saint-Maurice. Le second aurait possiblement permis une très faible vidange vers l'ouest, dans le bassin versant du lac Ojibway, via une série de dépressions sinueuses. Finalement, le dernier exutoire était localisé au nord et a permis aux eaux glaciolacustres de s'écouler aussi vers le bassin versant du lac Ojibway. Le drainage par ce corridor a permis un abaissement du plan d'eau d'environ 5 à 10 mètres. Des sédiments sublittoraux marquant la fin du drainage vers le nord ont été datés par luminescence optique à 8,1 ka cal. La remontée isostatique a ensuite permis de drainer progressivement les eaux vers le sud, via l'exutoire actuel qu'est la rivière Saint-Maurice. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : LiDAR, MNT, Haute-Mauricie, Gouin, Quaternaire, Lac glaciaire, Obedjiwan, Exutoire.