Trois principaux complexes ophiolitiques sont connus dans les Appalaches du Sud du Québec: Thetford Mines, Asbestos et Mont Orford. Cependant, une ophiolite a été nouvellement recensée au NNE du complexe ophiolitique du Mont Orford et au sud de celui d'Asbestos; l'ophiolite du Lac Brompton. Celle-ci était autrefois décrite comme étant un mélange ophiolitique faisant partie du complexe ophiolitique du Mont Orford et nommée le Mélange du Lac Montjoie. Les travaux de ce mémoire, basés sur une cartographie détaillée des roches ultramafiques et des roches adjacentes démontrent plutôt que le Mélange du Lac Montjoie est une ophiolite démembrée mais bien préservée. Des niveaux discontinus de roches métamorphiques de nature variée (métabasaltes et roches métasédimentaires) sont présents sur la bordure sud du Complexe ophiolitique du Lac Brompton. La déformation régionale de ce secteur est cependant complexe et issue d'une tectonique polyphasée tributaire des orogénies taconienne et acadienne. L'étude des roches métamorphiques démontre que: (1) Ces roches métamorphiques sont structuralement situées sous le Complexe ophiolitique du Lac Brompton et ont subi trois phases de déformation. (2) Ces roches ont été soumises à des conditions de pression et température du faciès amphibolite à albite-épidote jusqu'au faciès amphibolite. (3) Le protolithe des roches métavolcaniques correspond à deux types de basaltes: des basaltes alcalins de marge continentale, et des basaltes tholéiitiques de milieu transitionnel à océanique. Le protolithe des roches métasédimentaires est constitué de deux types de protolithes sédimentaires; les micaschistes correspondent à des grès et les roches métasédimentaires moins grossières à des phyllades. Cette séquence métamorphique est interprétée comme appartenant à une ou plusieurs écailles de la semelle dynamo-métamorphique de l'ophiolite du Lac Brompton. L'ophiolite du Lac Brompton est tronquée par une surface d'érosion qui atteint localement les roches métamorphiques sous-jacentes. Cette surface d'érosion est soulignée par la présence de conglomérats similaires à la brèche de Coleraine de la région de Thetford Mines. Cette surface d'érosion est aussi présente dans les ophiolites d'Asbestos et de Thetford Mines, démontrant qu'elle est issue d'une érosion à l'échelle régionale ayant exposé les unités les plus profondes des complexes ophiolitiques peu de temps après l'obduction de ces derniers. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Semelle métamorphique, Ophiolite, Obduction, Appalaches du sud du Québec, Lac Brompton.

Afin de mieux comprendre les sources et flux de nitrate dans la zone euphotique et le rôle potentiel de la fixation de l'azote atmosphérique dans la région du front des Açores (Atlantique nord-est subtropical), nous avons étudié la distribution du δ15N et δ18O du nitrate à six stations. Nous avons également mesuré le δ15N de l'azote organique dissous (AOD) de l'eau de surface, ainsi que la composition isotopique de l'azote particulaire (AP) exporté de 2003 à 2005 à la station KIEL276 (2000 m de profondeur). Nous observons une diminution du δ15N-NO3 et une augmentation du δ18O-NO3- à mesure que la concentration de nitrate diminue dans l'eau de surface pour la plupart des stations. Étant donné que l'assimilation du nitrate par le phytoplancton produit un enrichissement égal du δ15N et δ18O du nitrate, les anomalies des isotopes du nitrate dans l'eau de surface (Δ(15;18) jusqu'à ~-6%o) indiquent que l'assimilation du nitrate n'est pas le seul processus qui contrôle la composition isotopique du nitrate dans la zone photique et suggère qu'il y a reminéralisation d'azote atmosphérique nouvellement fixé dans les eaux de surface et sous surface. La concentration et le δ15N de l'AOD de l'eau de surface sont spatialement invariables avec des valeurs moyennes respectives de 4,7±0,5 f-µmol/L et 2,6±0,4%o (n=35), ce qui est en accord avec l'idée d'un réservoir océanique d'AOD majoritairement récalcitrant. La moyenne pondérée du δ15N de l'AP exporté (1,8±0,8%o, n=33) pendant les deux années d'échantillonnage est faible par rapport à la valeur du δ15N du nitrate dans la thermocline. Le faible δ15N de l'AP exporté, avec les anomalies isotopiques du N et O du nitrate et l'observation de ratios élevés des concentrations de nitrate par rapport au phosphate dans les eaux de surface et sous surface suggèrent fortement que la fixation de l'azote atmosphérique, étant un apport de matière organique ayant un faible δ15N, représente une composante majeure du cycle de l'azote dans l'Atlantique nord-est subtropical. Des bilans isotopiques simplifiés (pour le N et O du nitrate) indiquent que la fixation de l'azote, à un taux de 56-75 mmol N m-2 an-1, pourrait représenter jusqu'à ~40% de la production primaire exportée et être ainsi aussi importante que la diffusion verticale du nitrate à travers la thermocline pour soutenir la production nouvelle. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Fixation de l'azote, Front des Açores, Atlantique nord-est subtropical, δ15N et δ18O du nitrate, δ15N de l'azote organique dissous, δ15N de l'azote particulaire exporté.

Les Basses-Terres du Saint-Laurent renferment des saumures ayant des salinités équivalentes à 10 fois la salinité de l'eau de mer. Ces saumures, trouvées dans les unités cambro-ordoviciennes du Potsdam, Beekmantown, Chazy, Black River et Trenton, sont parfois associées à des accumulations de gaz naturel. Junex Inc. possède plusieurs puits dans la région de Bécancour où l'on retrouve ces saumures et accumulations de gaz naturel. On développa donc, en partenariat avec la société Junex, un projet permettant de caractériser les saumures en y analysant les concentrations et les rapports isotopiques en gaz rares. L'objectif initial de ce projet était de déterminer la provenance de ces saumures, d'évaluer un temps de résidence et de contraindre un âge de migration, s'il y avait lieu. Les analyses en ions majeurs (Ca, Na et CI) et isotopiques (δ¹⁸O, δD et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) indiquent que les saumures ont probablement interagi pendant un certain temps avec une roche silicatée, impliquant que les saumures auraient migré verticalement du socle ou du grès de base à leur position stratigraphique actuelle. Afin de mieux caractériser l'origine des saumures, on échantillonna du gaz provenant de 8 puits appartenant à la société Junex Inc. Ces échantillons furent analysés au laboratoire de gaz rares de l'Université du Michigan pour les divers isotopes d'hélium, néon, argon, krypton et xénon. Les résultats des isotopes de ceux-ci présentent une signature mantellique diluée par une production radiogénique et une contamination atmosphérique. Les relations entre les principaux isotopes radiogéniques (⁴He, ²¹Ne* et ⁴⁰Ar*) suggèrent que ceux-ci sont tous présents et produits dans la roche. On peut donc déduire que le signal mantellique provient d'une source avec un rapport ²¹Ne/²²Ne plus faible que celui des MORB (0.075) et implique donc la présence d'une source plus profonde. On s'est inspiré du modèle de Torgersen pour produire un modèle de vieillissement du signal mantellique. En testant un signal mantellique initial provenant des Montérégiennes, soit une source de type HIMU, on obtient des âges correspondants, soit entre 66 Ma et 250 Ma. Puisque le modèle est concordant, on peut affirmer que les Montérégiennes sont la source la plus plausible pour le signal mantellique observé. On peut aussi statuer que les saumures et les gaz rares mantelliques observés ont probablement une origine commune. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Géochimie des gaz rares, Saumures, Gaz naturel, Bécancour, Intrusions Montérégiennes.

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.

Cette thèse analyse les opportunités de développer un aménagement forestier durable dans un contexte de changements climatiques et dans une région soumise à une fréquence de feu élevée lorsqu'on la compare à celle d'autres régions de la forêt commerciale du Québec. Le premier chapitre examine la relation entre la distribution des classes d'âge, qui reflète l'activité régionale des feux, et les variations climatiques à grande échelle (circulation atmosphérique et océanique). Les variations interdécennales de l'activité des incendies forestiers de la région de Waswanipi, située dans le centre du Québec, ont été reconstituées pour la période 1920-2000 à l'aide d'analyses dendrochronologiques. Nous avons estimé le cycle de feu autour de 153 ans, avec un allongement de 99 ans avant 1940 à 282 ans après 1940. Cette reconstitution a été analysée à l'aide de différents indices climatiques tels que l'Oscillation Pacifique Décennale et l'Oscillations Nord-Atlantique, sur la période 1880-2000. Les corrélations entre la variabilité décennale des feux et les indices climatiques indiquent une influence positive de l'Oscillation Pacifique Décennale. Cette relation a été validée à l'échelle interannuelle pour les années de grands feux entre 1899 et 1996. Le principal objectif du deuxième chapitre est de déterminer si un patron climatique particulier contrôle l'activité régionale des feux et se distingue de ceux contrôlant l'activité des feux dans d'autres parties de la forêt boréale québécoise. La carte de corrélation entre des hauteurs géopotentielles et l'aire brûlée annuellement dans la région d'étude a été produite et comparée avec celles produites pour l'aire brulée annuellement au Québec, et dans les zones de protection intensive (sud du Québec) et restreinte (nord du Québec). Ensuite, des analyses dendroclimatiques ont été réalisées afin d'obtenir des estimées de l'aire brûlée dans les différents territoires examinés de 1904 à 2001 afin d'évaluer la stabilité temporelle de l'influence climatique sur l'activité des feux. Le patron climatique qui contrôle l'activité des feux dans la région d'étude est intermédiaire entre ceux responsables de l'activité des feux dans les zones de protection intensive et restreinte. Ce patron serait relativement stable au moins depuis 1948. Le troisième chapitre examine les taux de changement futurs de l'activité des feux sous l'influence des changements climatiques dans la région de Waswanipi, au centre du Québec. Tout d'abord, nous avons utilisé des régressions linéaires pour modéliser la relation historique (1972-2002) entre les conditions météorologiques et l'activité des feux. Ensuite, nous avons calculé les composantes du système de l'Indice Forêt-Météo à partir des simulations quotidiennes des conditions météorologiques du Modèle Régional Canadien du Climat (1961-2100). Nous avons testé les tendances linéaires de l'activité des feux sur la période 1961-2100, et calculé les taux de changement entre les périodes 1975-2005, 2030-2060, et 2070-2100. Nos résultats suggèrent que le risque de feu du mois d'août pourrait doubler d'ici 2100, alors que celui du mois de mai pourrait diminuer. Ainsi, le pic saisonnier de l'activité des feux pourrait se réaliser et se prolonger plus tard dans la saison. Bien que nos résultats suggèrent une faible augmentation à long terme de l'activité des feux, la variabilité interannuelle qui y est associée reste un défi bien plus grand pour le développement d'un aménagement forestier durable. Traditionnellement au Québec, le risque de feu est géré a posteriori en foresterie: quand un feu survient dans un territoire aménagé, une partie des pertes encourues est atténuée par des coupes de récupération. Dans le quatrième chapitre, nous explorons des approches davantage proactives pour inclure les risques et les incertitudes à la planification forestière. Nous présentons d'abord les concepts communs à l'adaptation aux changements climatiques et à l'aménagement forestier durable. Ensuite nous présentons différents indicateurs climatiques du risque de feu régional qui pourraient contribuer à mieux prévoir et intégrer le risque de feu dans la planification forestière stratégique et tactique. Enfin, nous discutons de différentes stratégies d'aménagement forestier qui permettent d'intégrer plus facilement le risque de feu à la planification forestière. Bien que nous ayons déjà de plusieurs outils pour intégrer les risques et les incertitudes dans la planification forestière, d'importants changements dans la perception de ces risques et incertitudes sont nécessaires pour les mettre en place. En conclusion, il est techniquement possible de développer un aménagement forestier durable qui tienne mieux compte du risque de feu prévalant dans la région de Waswanipi. Cependant notre capacité technique et scientifique ne suffit pas à garantir qu'un tel aménagement sera effectivement réalisé puisque sa mise en place nécessiterait une véritable volonté politique et de profonds changements dans la perception des risques et incertitudes en aménagement forestier. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Feux de forêts, Changements climatiques, Aménagement forestier écosystémique, Adaptation aux changements climatiques, Dendroclimatologie, Circulation atmosphérique, Circulation océanique, Indice forêt-météo, Risque de feu.