En raison de sa croissance démographique, Pangnirtung doit accroître la superficie de son domaine habitable tout en composant avec une géomorphologie difficile et un pergélisol riche en glace. En vue de conserver l’intégrité du pergélisol et la stabilité des infrastructures, il est important de considérer différentes caractéristiques qui régissent le comportement mécanique du pergélisol tel que sa teneur en glace et sa sensibilité aux changements thermiques. La présente étude porte sur la caractérisation des conditions du pergélisol dans la communauté de Pangnirtung. Une cartographie de la répartition spatiale des dépôts de surface et des processus géomorphologiques à grande échelle a été réalisée. Les informations acquises sur la sensibilité au dégel du pergélisol permettront d’orienter le choix judicieux des types de fondations et l’élaboration du plan d’aménagement de la communauté, en prenant en considération les conditions de pergélisol variables sur le territoire, l’impact thermique des infrastructures, ainsi que les géo-risques.

Au nord-ouest de la mer Méditerranée, dans le Golfe du Lion, la marge continentale est incisée par plusieurs canyons. Leur morphologie suggère que les instabilités jouent un rôle important pour la formation de ces vallées sous-marines et pour le transport de sédiments. Le canyon du Cap de Creus, situé à l'extrémité ouest du Golfe du Lion, a été sélectionné afin d'y analyser les processus d'instabilité présentement actifs. Les profils sismiques qui couvrent le secteur ont permis de déterminer la morphostratigraphie du canyon. Plusieurs essais géotechniques ont été effectués sur les sédiments du secteur d'étude afin de déterminer leurs paramètres géomécaniques et leur état de consolidation. A l'aide de ces résultats, un modèle géologique du flanc a été établi et utilisé pour modéliser la stabilité des flancs et la mobilité des masses instables. Ainsi, l'influence de processus naturels sur le développement des ruptures a été déterminée. La propagation des débris a ensuite été évaluée selon divers paramètres donnés aux débris et à la géométrie de la surface de rupture, basés sur les résultats de l'étude de stabilité. Cette étude montre que les processus d'instabilités récents n'affectent que les strates sédimentaires peu profondes et n'ont donc pas une grande influence sur l'élargissement du canyon. Les sédiments post-glaciaires sont déposés conformément aux vastes cicatrices de glissement, qui datent d'une période antérieure.

Les membres de la communauté inuite de Kugluktuk au Nunavut souhaitent remédier à la détérioration des routes d'accès en VTT menant au Parc Territorial Kugluk. Les problèmes rencontrés concernent l'approfondissement des sillons des polygones à coins de glace sous le passage des VTT, la formation de mares boueuses et l'érosion de parties de la piste par le recul de parois de glissements de terrain rétrogressifs. Devant l'urgence d'agir, les autorités locales, en collaboration avec le département des Parcs et Endroits spéciaux du Gouvernement du Nunavut, ont fait la conception de deux infrastructures saisonnières, à savoir une route d'été sous la forme d'un remblai mince (50 cm) reliant le réseau routier du village jusqu'à l'entrée du Parc Territorial Kugluk et, à l'intérieur du parc, une route sur plateforme de bois, surélevée d'une trentaine de centimètres au-dessus du sol. Cette étude collaborative vise à caractériser et à identifier la variabilité des conditions de pergélisol le long de ces corridors routiers afin de guider les travaux de construction et de suggérer des méthodes de mitigation de la dégradation du pergélisol adaptées aux conditions et aux infrastructures locales. Une méthodologie multi technique a permis la cartographie à haute résolution des dépôts de surface et des conditions de pergélisol par la récolte avec un drone d'images aériennes à haute résolution, des levés de géoradar, des forages géotechniques, des analyses de laboratoires et des analyses géothermiques de données de câbles à thermistances et, finalement, la simulation numérique des températures du pergélisol pour la période s'échelonnant de 2020 à 2100. Les résultats indiquent la présence d'une vaste zone de pergélisol sensible le long de la route d'été; en plus, les deux routes traverseront en tout environ 379 sillons de coins de glace. L'analyse historique du climat local révèle que le réchauffement du climat s'est déjà manifesté par une hausse de 2°C de la température moyenne annuelle de l'air depuis 1950. Une méthode de mitigation innovante a été suggérée afin de réduire la vitesse de dégradation de coins de glace sous la route d'accès. Les résultats des simulations géothermiques indiquent que les infrastructures légères envisagées contribueront à préserver le pergélisol et les coins de glace dans le futur. / The members of the Inuit community of Kugluktuk in Nunavut wish to make corrections to the damages affecting the ATV trails leading to the Kugluk Territorial Park. The dominant problems are the deepening of ice wedge furrows at trail crossovers, formation of mud puddles and erosion of parts of the trail along head scarps of retrogressive landslides. Given the urgent need for action, local authorities and the Government of Nunavut's Parks and Special Places (NP&SP) department designed two types of seasonal infrastructure: 1- a summer road on a thin (50 cm) embankment from the village road network to the park entrance and, 2- a boardwalk trail laid about 30 cm high above the tundra surface inside the park area. This collaborative research project aims to characterize the permafrost conditions along the new road corridor in support of construction works and to suggest locally adapted mitigation approaches to prevent the degradation of permafrost. The applied multi-technique research methodology includes high resolution mapping of surficial geology and permafrost conditions, acquisition of high-resolution aerial photographs with a drone, making of a digital elevation model, ground penetrating radar surveys, geotechnical coring, geotechnical laboratory analyses, thermal analysis with on-site data from ground temperature monitoring stations and, finally, numerical simulations of permafrost temperatures for the period 2020-2100. Results indicate the presence of a wide zone of thaw sensitive permafrost along a part of the summer road; in addition, the two road types together will cross over about 379 ice-wedge furrows. Historical regional climate analysis reveals that global warming already provoked an increase of 2°C of the mean annual air temperature since 1950. A new mitigation technique intended for reducing ice wedge degradation under the summer gravel road has been suggested and discussed with the community. According to geothermal model results, the new infrastructures shall preserve the permafrost and the ice wedges from thawing in the future.

Dans la séquence stratigraphique des Basses-Terres du St-Laurent, la discordance la plus importante serait celle qui existe entre les dolomies de Beekmantown (Ordovicien inférieur) et les calcaires de Chazy (Ordovicien moyen). Notre étude s'est intéressée à ce contact et aux carbonates adjacents, compte tenu de l'implication possible sur la métallogénie des Basses-Terres. De façon générale, les empilements de carbonates sous-jacents à des discordances forment des cibles de prédilection pour l'emplacement de gisements de plomb et de zinc. Les dolomies de Beauhamois présentent des lithofaciès à dominance intertidale et supratidale, témoignant d'environnements de platier de carbonates accumulés en milieu aride. Des corrélations effectuées sur six coupes montrant le contact dans la région de Montréal n'ont pas permis de mettre en évidence une surface d'érosion ou d'exposition aérienne au sommet du Beekmantown, et ce même à grande échelle. L'étude diagénétique de ces mêmes dolomies n'indique pas de dissolution de carbonates en profondeur susceptible d'exprimer une karstification en télodiagenèse. La dédolomitisation, seul phénomène pouvant réfléter une altération par des eaux météoriques superficielles, semble plutôt reliée à la diagenèse d'enfouissement, et plus spécifiquement à l'épisode de carbonatisation de sulfates. Suite à nos travaux, nous croyons que la discordance du Beekmantown dans les Basses-Terres du St-Laurent serait inexistante ou de faible magnitude dans la région étudiée.

Les gîtes du Dôme de Lemieux et de Sainte-Marguerite sont deux exemples de minéralisation épithermale et orogénique mise en place dans les roches sédimentaires et volcaniques siluro-dévoniennes de Gaspésie. Durant le siluro-dévonien, la Ceinture de Gaspé est interprétée comme un environnement d’arrière-arc, passant ensuite en régime de transpression lors de la déformation acadienne. Les indices du Dôme de Lemieux montrent des caractéristiques minéralogiques typiques des gisements épithermaux neutres à intermédiaires. Les veines minéralisées sont encaissées dans les roches sédimentaires siluro-dévoniennes mais leur mise en place est liée à la présence de volcanites bimodales dévoniennes. La minéralisation est probablement contemporaine du volcanisme et donc d’âge Dévonien inférieur à moyen, antérieur à la déformation acadienne. Le gîte de Sainte-Marguerite, associé à la faille acadienne de Sainte-Florence, est encaissé dans les roches volcaniques bimodales de Sainte-Marguerite. La minéralisation est représentée par cinq stades de minéralisation : (1) un stade à calcite-chlorite; (2) un stade à quartz-pyrite; (3) un stade à quartz-sphalérite-galène-chalcopyrite ± arsénopyrite-adulaire reprenant le stade 2; (4) un stade à quartz-arsénopyrite ± pyrite-sphalérite; et (5) un stade à quartz-carbonate. Le stade 2 à quartz-pyrite présente des sulfures recristallisés, indiquant que ce stade est précoce et a été affecté par le métamorphisme acadien. La pyrite et le quartz de stade 2 sont ensuite cataclasés puis cimentés par la sphalérite, la galène et la chalcopyrite de stade 3. L’attitude des veines de stade 3 et 4 est en accord avec la déformation régionale acadienne du Dévonien moyen à tardif (398 à 359 Ma) et suggère une affinité orogénique épizonale des stades 3 et 4, en accord avec les données isotopiques et les inclusions fluides. Les isotopes de l’oxygène et du carbone ainsi que la microthermométrie indiquent que les deux gîtes ont été formés à partir de saumures de bassins à des températures comprises entre 150° et 200°C et que de l’eau météorique a participé à la formation des veines du Dôme de Lemieux. Les isotopes du soufre et la composition isotopique du plomb suggèrent que le soufre et les métaux sont issus du lessivage des roches sédimentaires et volcaniques environnantes. La présence de ces gîtes dans la ceinture siluro-dévonienne de Gaspé démontre un potentiel minéral épithermal pré-orogenèse acadienne et orogénique épizonal syn-orogenèse acadienne dans les roches siluro-dévoniennes des Appalaches. / The Lemieux Dome and Sainte-Marguerite deposits are examples of epithermal and orogenic mineralization in Silurian-Devonian sedimentary and volcanic rocks of the Gaspé Peninsula. During the Silurian-Devonian, the Gaspé Belt is interpreted as a back-arc setting that eventually transformed into a transpressive setting during the Acadian orogeny. Lemieux Dome veins display mineralogical features typical of low- to intermediate-sulfidation epithermal deposits. Mineralized veins hosted by Silurian-Devonian sedimentary rocks are related to the emplacement of bimodal Devonian volcanic rocks. Mineralisation is probably coeval with volcanic rocks eruption (lower to middle Devonian), before the Acadian orogeny. The Sainte-Marguerite deposit, associated to the Acadian Sainte-Florence fault, is hosted by the Sainte-Marguerite bimodal volcanic rocks. Mineralization forms in 5 stages: (1) a calcite-chlorite stage; (2) a quartz-pyrite stage; (3) a quartz-sphalerite-galena-chalcopyrite ± arsenopyrite-adularia stage; (4) a quartz-arsenopyrite-pyrite-sphalerite stage and; (5) a quartz-carbonate stage. Stage 2 pyrite and quartz are recrystallized, indicating that sulfides formed early and were affected by Acadian metamorphism. Stage 2 pyrite and quartz were then cataclased and cemented by Stage 3 sphalerite, galena and chalcopyrite. Structural attitude of both Stage 3 and 4 veins is consistent with regional Acadian deformation during the middle to late Devonian (398 to 359 Ma), and suggests an epizonal orogenic affinity for Stage 3 and 4 mineralization, compatible with isotope and fluid inclusion data. δ18O, δ13C and microthermometric data in both deposits indicate that they were formed by infiltration of basinal brines at temperatures between 150 and 200°C. Lemieux Dome veins formed by mixing of the basinal brine with meteoric water. δ34S values and the lead isotope composition suggest that sulfur and metals were leached from surrounding sedimentary and volcanic rocks. Formation of both deposits in the Silurian-Devonian Gaspé Belt shows a mineral potential for pre-Acadian epithermal deposits, and for syn-Acadian epizonal orogenic deposits in other Silurian-Devonian rocks of the Appalachians.

Les bassins atlasiques exposent des dépôts mésozoïques et constituent le meilleur exemple de régime tectonique extensif/compressif sur la côte ouest africaine. Même si de nombreux travaux portent sur leur évolution tectonique et sédimentaire, les études portant spécifiquement sur les processus diagénétiques à l’œuvre au sein de ces bassins restent peu nombreuses. L’objectif de cette thèse est l’analyse détaillée des processus diagénétiques et de la variation de la composition des fluides en circulation pendant les différents stades de l’évolution des bassins atlasiques de rift inversés. Il s’agit d’une étude sédimentologique, diagénétique et géochimique de trois localités choisies au sein des bassins atlasiques (Moyen et Haut Atlas) afin de représenter trois secteurs géodynamiques bien distincts, à savoir le dépôt centre (localité Aït Moussa), une zone de faille majeure (localité Tunnel de la Légion) et la plate-forme carbonatée (localité Aït Athmane). L’établissement de la chronologie relative des différentes générations de fractures sur la base des entrecoupements permet d’identifier les générations de fractures associées à chacun des stades diagénétiques (éodiagénèse, mésodiagénèse et télodiagénèse). L’analyse pétrographique et géochimique des ciments en remplissage de ces fractures permet de discuter leur origine et d’établir un modèle paragénétique pour chacune des localités étudiées, depuis l’ouverture des bassins de rift jusqu'à la formation des chaînes atlasiques marocaines. Dans la localité d’Aït Athmane, le stade de l’éodiagenèse est le plus complexe, tandis que pour les localités d’Aït Moussa et de Tunnel de la Légion, c’est le stade de la mésodiagénèse qui est considéré comme le plus important en termes de nombre de générations de fractures ouvertes et de type de fluides associés. Le contexte structural a aussi une influence importante sur les stades diagénétiques et sur l’histoire thermique des dépôts sédimentaires. Dans la localité d’Aït Moussa, le modèle de l’évolution de la maturité thermique réalisé en utilisant les valeurs de la réflectance de la vitrinite a révélé que la profondeur maximale est de 3.7 km et qu’elle a été atteinte à la fin du Crétacé/début Paléogène avec une température diagénétique maximale d’environ 120ºC. Dans la localité du Tunnel de la Légion, les valeurs de Tmax (470ºC et 500ºC) obtenues indiquent que les dépôts sédimentaires ont atteint des températures diagénétiques dépassant la fenêtre à huile. Les bassins atlasiques renferment un système pétrolier de type rift et plate-forme et combinent un fort potentiel de roches mères – réservoirs. Le système pétrolier du domaine atlasique est assez bien documenté mais certains aspects tels que le stade de la génération et la migration des hydrocarbures sont mal connus. Dans cette étude, les données pétrographiques et les analyses géochimiques associées ont permis de déterminer la chronologie relative de la phase de génération des hydrocarbures ainsi que les conduits utilisés pendant le stade de la migration. Dans la localité d’Aït Moussa, le stade de la génération des hydrocarbures est enregistré sous forme d’inclusions fluorescentes dans les cristaux de dolomie (dolomie-2 et -3). Ce stade débute au Jurassique supérieur – Crétacé inférieur (ca. 150 Ma) et les hydrocarbures restent sous pression jusqu’à l’ouverture des fractures associées au début de la télodiagénèse (Éocène supérieur). Dans la localité du Tunnel de la Légion, le stade de la génération des hydrocarbures est synchrone à l’ouverture des fractures conjuguées (Crétacé supérieur – Paléocène inférieur) et continu jusqu’au début de la phase de la compression tectonique (Éocène supérieur). Dans la localité d’Aït Athmane, le stade de la génération des hydrocarbures est synchrone à l'ouverture de la deuxième génération de fractures et se poursuit après le début de la phase de la compression tectonique. Les chromatogrammes (CG et CG-SM) obtenus des échantillons prélevés des localités étudiées montre une distribution similaire des n-alcanes avec un maximum à n-C17 et n-C19. Les analyses des biomarqueurs révélent que la matière organique présente dans les localités d’Aït Moussa et de Tunnel de la Légion est d’origine marine (kérogène type II et I), et les faibles différences sont liées à la maturation thermique et à la migration. Une stratégie d'exploration devrait prendre en considération le stade du début de la génération des hydrocarbures et les fractures associées par rapport à la formation des roches réservoirs. / The Atlas basins of Morocco expose the history of two closely related Jurassic intracontinental rift basins corresponding to the Middle and the High Atlas. These sedimentary basins represent one of the best examples of extensive/compressive tectonic regime on the west coast of Africa and although they have a quite similar sedimentary history they have undergone different thermal evolution. This work is to explore the effect of these differences in terms of diagenesis and fluid flow. Several tectonic and sedimentary studies on the Atlas basins exist though very few of them focuse on the characterization of diagenetic processes. This study is based on an integrated petrographic and geochemical approach to further our basic understanding on petrogenesis and diagenetic fluid compositions. It focuses on diagenetic processes and fluid compositions related to different diagenetic stages in three locations representing: 1) the depocentre (loc. Aït Moussa); 2) a major fault zone (loc. Tunnel de la Légion); and 3) the carbonate platform (loc. Aït Athmane). Diagenetic stages are divided into three stages (eodiagenesis, mesodiagenesis and telodiagenesis) using stratiform and tectonic stylolites as markers. Relative chronology of fracture generations and stylolites based on cross-cutting relationships enables to assign fracture generations to each diagenetic stages. Detailed paragenetic and geochemical analysis on fracture and pore-filling cements help to establish the paragenetic sequences and to illustrate the relationship between different diagenetic mineral phases in a time/space-resolved petrogenetogram. Geochemical analyses have been done in ordre to investigate the nature and the origin of diagenetic fluids circulating in the study areas from the rifting period until the formation of the Atlas Mountains. Various diagenetic processes including cementation, dissolution, compaction, recrystallization, replacement, dolomitisation, and dedolomitisation are observed at the different locations. At Aït Athmane, eodiagenetic stage is essentially controlled by sea level fluctuations while telodiagenetic stage was tectonically controlled by the circulation of ascending fluids through major faults enriched in lead and hydrocarbon. The thermal maturity model based on vitrinite reflectance (Ro 0.85 and 1.34 %) analysis on samples from Aït Moussa indicates a maximum burial depth around 3.7 km, reached during Upper Cretaceous to Early Paleogene, with a maximum diagenetic temperature of approximatly 120ºC. Tmax values calculated from argillaceous limestones at Tunnel de la Légion range from 470ºC to 500ºC indicating overmature sedimentary successions in the area. Both Atlas rift basins contain a rift-type and a platform-type petroleum system, a situation that also applies to the numerous Atlantic-type, margin-related rift basins that formed during Triassic – Jurassic rifting along western Africa. The petroleum system of the Atlas basins is fairly well documented, but certain aspects as hydrocarbon generation and migration stages are poorly understood. At the locality of Aït Moussa, hydrocarbon generation stage is recorded as fluorescent inclusions in dolomite crystals (dolomite-2 and -3) and starts in the Late Jurassic - Early Cretaceous (approx. 150 Ma). Hydrocarbon fluids remained normally pressured until the opening of late diagenetic fractures during Late Eocene tectonic compression. At the locality of Tunnel de la Légion, hydrocarbon generation stage begins with the opening of conjugate fractures during Late Cretaceous – Early Paleocene and continue until the begining of tectonic compression (Late Eocene). At the locality of Aït Athmane, hydrocarbon generation stage is synchronous to the opening of the second generation of fractures and continues after the begining of tectonic compression. The GC and GC-MS chromatograms of samples taken from the three location shows a very similar n-alkanes pattern with a maximum at n-C17 and n-C19. Biomarker analyses revealed that the origin of the organic matter in the localities of Aït Moussa and Tunnel de la Légion is marine (kerogene type II and I) and the small differences are related to thermal maturation and to migration. An exploration strategy should consider the begining of hydrocarbon migration stages and associated fractures relative to the rock reservoir formation.

Pour les besoins de l'étude, la région est divisée en cinq domaines physiographiques: la plaine, le piedmont, les contre- forts, les crêtes des Notre-Dame et le secteur au sud des crêtes. Ces domaines forment des bandes de terrain parallèles d'orientation sud-ouest - nord-est. Dans cette recherche, plusieurs types de données ont fait l'objet d'une étude attentive; les indices glaciaires relevés et les méthodes utilisées comprennent: - Les indices d'écoulements glaciaires (nervures, stries); - L'arrangement de la moraine de fond; - La lithologie des galets ramassés dans les dépôts; - La morphométrie des galets de certains matériaux; - Les formes empruntées par les dépôts et leur organisation; - L'inclinaison des lits dans les matériaux fluvio-glaciaires; - Les analyses granulométriques des divers types de sédiments. Tous ces indices ont permis en faisant des recoupements de différencier l'action de deux glaciers sur la région étudiée. Le premier, le glacier laurentien (l'inlandsis), après s'être avancé vers le sud-sud-est, retraita sur la façade septentrionale des Appalaches en y abandonnant des masses de glace dont une sur les crêtes et les contreforts de la région. Cette scission de l'inlandsis d'un bloc appalachien s'effectua sur le piedmont dans une zone de 5 km entre St-Néré et St-Néré-Station. Ce glacier, avant de libérer complètement la rive sud du fleuve, réavança sur le piedmont et recula de nouveau en y déposant des nappes de matériaux de types fluvio-glaciaire très grossiers et très mal triés. Ces nappes s'alignent entre elles et marquent une première position d'arrêt du front glaciaire sur le piedmont. Puis le glacier laurentien retraita d'environ 4 km vers le nord- ouest pour y déposer une 2e moraine terminale laquelle est constituée de bourrelets qui renferment des matériaux fluvio-glaciaires grossiers, mal stratifiés comme dans le 1er front, ainsi que des matériaux typiquement morainiques. Ce dernier alignement de formes se trouve dans le prolongement de la moraine de St-Antonin mise en place vers 12720 i 170 BP. Subséquemment à ce retrait du glacier laurentien, la mer de Goldthwait envahit la plaine jusque dans le bas piedmont à 203m d'altitude. Elle remania en surface les matériaux de la moraine frontale (St-Antonin) en les façonnant sous forme de plages, de cordons littoraux et d'anses, aplatissant ainsi des sections de bourrelets morainiques composés de matériaux fluvio-glaciaires. Puis, elle déposa ailleurs dans les dépressions, par-dessus la moraine de fond, des sédiments limoneux et argileux. C'est dans cette mer, à une étape de son retrait, que la Rivière du Sud ériga le delta de St-Raphaël, à la limite du piedmont et de la plaine. Le glacier appalachien, masse glaciaire née de la scission de l'inlandsis laurentien évolua différemment selon trois (3) milieux: les contreforts du côté nord des Notre-Dame, dans les crêtes elles-mêmes, et du côté sud des Notre-Dame.Dans les contreforts, la fonte sur place aurait été achevée vers 12640 (plus ou moins) 190 ans BP. Cette décrépitude des glaces résulta en de nombreux dépôts fluvio-glaciaires ou apparentés, lesquels sont bien triés, bien stratifiés, surtout sableux et gravelleux, se présentant en particulier sous forme d'eskers dont la disposition est nettement contrôlée par la topographie régionale et locale. Les glaces demeurées dans les crêtes fondirent en reculant vers les plus hauts sommets laissant des eskers dans les vallées et sur les flancs des montagnes. Ainsi, ce n'est que vers 11,100 ans i 180 BP que les crêtes furent presqu'entièrement libérées des glaces. Enfin, les glaciers appalachiens plus au sud s'avancèrent vers le nord, mais ils furent vraisemblablement bloqués par les crêtes de la région et dévièrent vers le nord-nord-est, épargnant ainsi le versant septentrional des Notre-Dame.

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