Les compositions isotopiques (δ¹⁸O et δ²H) du Fleuve Saint-Laurent et de la Rivière des Outaouais ont fait l'objet d'un suivi depuis 1997 dans le cadre d'une contribution au projet de l'Agence Internationale de l'énergie atomique portant sur le traçage isotopique des processus hydrologiques dans les grands bassins. L'échantillonnage des eaux du Saint-Laurent a été réalisé sur une base hebdomadaire à bimensuelle à la station de Montréal (représentant les eaux des Grands Lacs à leur sortie du Lac Ontario) et de Québec (à l'entrée de l'estuaire maritime). Les eaux de la Rivière des Outaouais, le plus important tributaire, ont été échantillonnées à l'embouchure de la rivière à Carillon. Une attention particulière a été portée à la variabilité saisonnière en relation avec les processus hydrologiques (l'évaporation et la fonte des neiges) dans les bassins des tributaires et des Grands Lacs. La variabilité interannuelle a également été analysée en relation avec les bilans hydrologiques et les tendances climatiques à long terme. Les eaux à la sortie des Grands Lacs présentent des compositions isotopiques relativement enrichies en isotopes lourds avec des moyennes annuelles pondérées de -55‰ pour δ²H et -7.1‰ pour δ¹⁸O. La Rivière des Outaouais se démarque par sa signature isotopique plus appauvrie (-80‰ pour δ²H et -10.7‰ pour δ¹⁸O). Finalement, puisque le contenu isotopique de l'eau à la sortie du Fleuve Saint-Laurent dépend en grande partie de l'apport des deux sources précédentes, ce dernier est caractérisé par des valeurs intermédiaires (-64‰ pour δ²H et -8.4‰ pour δ¹⁸O). La saisonnalité du signal isotopique de l'eau de surface provient en partie de la variation de l'apport isotopique des précipitations. Toutefois, le signal des précipitations est tamponné et déphasé par le temps de séjour de l'eau dans le bassin, l'évaporation et l'évolution du tapis nival pendant l'hiver et le début du printemps. Au printemps, la fonte des précipitations hivernales appauvries en isotopes lourds est responsable pour la plus grande partie des variations saisonnières dans les Grands Lacs (1.3‰ , pour Δδ¹⁸O et 8‰ pour Δδ²H) et la Rivière des Outaouais (1.1‰ pour Δδ¹⁸O et 6‰ pour Δδ²H). À la sortie du Fleuve Saint-Laurent à Québec, les variations saisonnières sont dictées par l'apport massif des eaux enrichies en isotopes lourds des Grands Lacs pendant l'été ainsi que par la contribution appauvrie en isotopes lourds des tributaires pendant la période de fonte des neiges (2.4‰ pour Δδ¹⁸O et 19‰ pour Δδ²H). La variation isotopique interannuelle de l'eau dans le bassin du Fleuve Saint-Laurent est relativement faible. D'année en année, l'eau à la sortie des Grands Lacs présente des compositions isotopiques assez stables (Δδ¹⁸O = 0.5‰ et Δδ²H = 2‰). Il nous a toutefois été possible d'observer un faible enrichissement isotopique de l'eau entre la fin de l'été et le début de l'automne entre 1997 et 2003. Puisqu'un tel enrichissement n'est pas observé dans les précipitations, il pourrait être attribué à l'augmentation des températures moyennes annuelles induisant une évaporation accrue dans les Grands Lacs. Les variations interannuelles de la Rivière des Outaouais ont été les plus importantes (Δδ¹⁸O = 1‰ et Δδ²H = 8‰) et semblent être reliées de près aux variations observées dans les précipitations à Ottawa avec une moindre amplitude. La variabilité interannuelle à l'embouchure du Fleuve, à Québec, (Δδ¹⁸O = 0.7‰ et Δδ²H = 3‰) ne peut être entièrement expliquée par un simple mélange des eaux des Grands Lacs et de la Rivière des Outaouais. L'apport des plus petits tributaires entre Montréal et Québec pourrait expliquer cette différence. En effet, les variations isotopiques interannuelles à Québec semblent être reliées de près aux conditions hydrologiques et à l'apport isotopique provenant des bassins des plus petits tributaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Isotopes stables, Bassin fluvial, Hydrologie, Variabilité hydroclimatique.