Stratigraphie et architecture des formations quaternaires au nord-ouest de Montréal: applications en hydrogéologie régionale.

La géologie quaternaire des basses Laurentides a été peu étudiée au cours des 20
\ndernières années et la connaissance de la sous-surface est demeurée schématique. En
\noutre, la pression sur le milieu physique a augmenté au cours de cette période en raison de
\nl'accroissement des activités humaines dans cette région, où les formations quaternaires
\ncontrôlent la recharge et les conditions de confinement de l'aquifère régional. Cette
\nrecherche a donc été entreprise afin 1) de définir la nature, l'origine et l'architecture
\nstratigraphique des unités quaternaires sur un territoire de 1400 km² au nord-ouest de
\nMontréal et d'ainsi permettre 2) une représentation tridimensionnelle des formations
\nquaternaires et, enfin, 3) d’utiliser ce modèle à des fins de caractérisation
\nhydrogéologique régionale, plus spécifiquement pour l’analyse hydrostratigraphique et
\npour la cartographie de la vulnérabilité à la contamination des aquifères rocheux
\nfracturés. Pour répondre à ces objectifs, diverses méthodes ont été employées, notamment
\nles forages stratigraphiques, la sédimentologie, la géophysique, la géochimie et la
\nmodélisation géologique par ordinateur.
\nUn modèle régional des formations quaternaires, incluant la topographie du roc sous-
\njacent, a été construit à l'aide du logiciel gOcad. La procédure inclut un contrôle de la
\nqualité des données archivées (> 5000 forages), l'intégration de nouvelles données, la
\nconstruction de 40 coupes géologiques régionales et 9 surfaces interconnectées à partir
\ndesquelles diverses représentations 3D des unités peuvent être générées (e.g., boundary
\nrepresentation, grilles 3D). Intégrée à cet effort, l'étude des vallées enfouies a révélé une
\ntopographie du roc constituée de dépressions surcreusées séparées par des crêtes parfois
\nétroites. Bien qu'une unité sableuse vraisemblablement d'âge Sangamonien supérieur ait
\nété identifiée localement, la séquence quaternaire des vallées enfouies comprend surtout
\ndes unités attribuées au Wisconsinien supérieur. Celles-ci sont constituées, à la base, de
\nsédiments glaciolacustres proximaux auxquels sont superposés deux tills à fort contraste
\nlithologique (les tills d'Argenteuil et d'Oka). La séquence de tills témoigne d'une avancée
\nglaciaire vers le sud (Till d’Argenteuil) puis, suite à un changement apparemment rapide,
\nd'une phase majeure d'écoulement vers le sud-ouest (Till d’Oka). Ce changement brusque
\nde direction semble correspondre au développement d'un courant glaciaire dans l'axe de la
\nvallée du Saint-Laurent et le bassin du Lac Ontario. Ainsi, l'aire d'alimentation du lobe
\nOntario se serait étendue jusque dans la région de Montréal, au moins une fois au
\nWisconsinien supérieur et probablement à plusieurs reprises antérieurement. Un
\nréexamen de l'ensemble des données disponibles dans la vallée supérieure du Saint-
\nLaurent a permis de mettre en évidence plusieurs éléments corroborant cette
\ninterprétation. Au cours de la déglaciation, l'activité fluvioglaciaire a été concentrée dans
\nles vallées érodant en maints endroits toute la séquence quaternaire pré-existante et
\nlaissant des sédiments perméables en contact avec l'aquifère rocheux sous-jacent sur au
\nmoins 10% du modèle. Des épandages sous-aquatiques ont aussi été mis en place dans le
\nLac Candona et la sédimentation proglaciaire distale s'est par la suite effectuée à un
\nrythme rapide dans les premières phases de la Mer de Champlain. La couverture argileuse
\nqui en a résulté recouvre l'aquifère rocheux sur 60% du modèle. Cet aquifère est semi-
\nconfiné par le till sur environ 35% du modèle et le reste, soit environ 5%, est en condition
\nde nappe libre.
\nLa procédure développée afin d'utiliser les résultats de cette analyse pour évaluer la
\nvulnérabilité de l'aquifère rocheux à la contamination est la suivante: des propriétés (e.g.,
\ninfiltration, porosité) sont intégrées à une grille 3D créée à partir du modèle géologique,
\npuis cette grille sert à estimer le temps de parcours advectif vertical d'un contaminant
\nentre la surface et l'aquifère rocheux. Les résultats sont ensuite interprétés comme une
\nmesure de la vulnérabilité intrinsèque à la contamination de surface. Différentes cartes de
\nvulnérabilité ont été produites en faisant varier les paramètres hydrogéologiques. La carte
\nbasée sur les paramètres moyens est très cohérente avec les contextes hydrogéologiques et
\nles données hydrogéochimiques disponibles.

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