Les glissements de terrain dans la vallée de la rivière Malbaie : le cas du grand glissement de Clermont, Charlevoix-Est, Québec

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CATHERINE GUÉRARD

LES GLISSEMENTS DE TERRAIN DANS LA

VALLÉE DE LA RIVIÈRE MALBAIE : LE CAS DU

GRAND GLISSEMENT DE CLERMONT,

CHARLEVOIX-EST, QUÉBEC

Mémoire présenté

à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l’Université Laval dans le cadre du programme de maîtrise en sciences géographiques pour l’obtention du grade de Maître en sciences géographiques (M.Sc.Geogr.)

DÉPARTEMENT DE GÉOGRAPHIE

FACULTÉ DE FORESTERIE, DE GÉOGRAPHIE ET DE GÉOMATIQUE UNIVERSITÉ LAVAL

QUÉBEC

2013

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Résumé

Cette étude portant sur les glissements de terrain dans la vallée de la rivière Malbaie, en particulier sur le Grand glissement de Clermont, est basée sur la géomorphologie, la stratigraphie et la sédimentologie des dépôts meubles. L’analyse multidate de six séries de photographies aériennes a permis de répertorier les glissements ayant affecté la section aval de la vallée. D’après les données, il s’avère que les glissements à grande superficie sont antérieurs à 1950. L’étude de coupes stratigraphiques et de piézocônes a mis en évidence la présence de dépôts de glissements insérés entre des unités sédimentaires intactes. Les dates radiocarbones du matériel organique surmonté ou enfoui dans des sédiments déplacés et resédimentés démontrent que le glissement est survenu entre 1520 et 1580 AD. Cet évènement a probablement affecté divers endroits de la vallée; l’étude d’autres coupes situées en aval a fourni des résultats similaires, soit entre 1490 et 1600 AD.

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Remerciements

Je veux tout d’abord remercier ma directrice de maîtrise, Mme Najat Bhiry, professeure au Département de géographie et chercheure au Centre d’études nordiques (CEN), qui a encadré et supervisé ce mémoire depuis les travaux de terrain jusqu’à la fin de la rédaction du mémoire. C’est grâce à ses judicieux conseils et à son soutien que cette maîtrise a été réalisée. Je tiens aussi à remercier les membres de mon comité d’évaluation M. Patrick Lajeunesse et M. Donald Cayer du Département de géographie.

Je veux également remercier M. Denis Demers et M. Pascal Locat, de la Section mouvements de terrain du ministère des Transports du Québec, qui ont agi à titre de collaborateurs et de conseillers. Le financement pour l’acquisition de données et la possibilité d’effectuer un stage au sein du ministère ont aidé à l’avancement et à la réalisation de ce mémoire.

Mes remerciements s’adressent aussi à Pier-David Garant, mon assistant de terrain, ainsi qu’à M. Guillaume Labrecque, Sarah Aubé-Michaud, Mireille Bélanger, Marie-Ève Fillion, Stephanie Steelandt, Natasha Roy et Isabel Lemus Lauzon pour leur aide sur le terrain et en laboratoire. Ainsi que pour les bons moments partagés.

Enfin, mes sincères remerciements à mes parents, mes sœurs et mon copain pour leur soutien et présences lors des bonnes et plus difficiles périodes que j’ai vécues en effectuant ce mémoire.

Enfin, le soutien financier : CRSNG (N. Bhiry); Centre d’études nordiques, Université Laval qui a permis la réalisation de cette étude.

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Table des matières

Résumé... ii

Remerciements... iii

Table des matières... iv

Liste des tableaux... vi

Liste des figures ... vii

Introduction ...1

Chapitre 1 - Région et site d’étude...7

1.1 Localisation de la région d’étude ...7

1.2 Géologie et géomorphologie ...8

1.3 Climat et biogéographie ...11

1.4 Localisation et description du site d’étude...11

Chapitre 2 - Méthodologie ...16

2.1 Analyse de photographies aériennes ...16

2.2 Travaux de terrain ...17

2.3 Analyse de laboratoire ...18

2.3.1 Granulométrie ...18

2.3.2 Datation au radiocarbone ...19

2.4 Analyse de piézocônes ...19

Chapitre 3 - Résultats et interprétations ...22

3.1 Analyse de photographies aériennes ...22

3.2 Coupes stratigraphiques ...27

3.2.1 Les coupes stratigraphiques de la municipalité de La Malbaie ...29

3.2.2 Les coupes stratigraphiques de la municipalité de Clermont situées au site du Grand glissement de Clermont...48

3.2.3 Les environnements sédimentaires ...86

3.2.4 Corrélations entre les coupes du Grand glissement ...88

3.3 Piézocônes...94

3.3.1 Les piézocônes de l’escarpement arrière et des flancs du glissement...95

3.3.2 Les piézocônes à l’intérieur de la cicatrice du Grand glissement ...103

3.3.3 Corrélations et interprétation des piézocônes du Grand glissement de Clermont ...109

3.4 Corrélations entre les coupes stratigraphiques et les piézocônes...112

3.5 Impact du Grand glissement de Clermont sur la dynamique fluviatile ...114

3.6 Datations au 14C ...124

Chapitre 4 – Discussion ...125

4.1 Cause géologique (sismique) ...125

4.2 Signature sismique dans les lacs de Charlevoix ...130

4.3 Débat autour du séisme de 1534-1535 ...133

4.4 Séismes et liquéfaction des sols ...134

4.5 Causes du Grand glissement de Clermont ...135

Conclusion ...139

Bibliographie...141

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v

Annexe 2. Coupe Cran Martel 1 ...148

Annexe 5. Coupe Brassard...151

Annexe 6. Coupe CG 1 ...152

Annexe 7. Coupe Martel 1 ...153

Annexe 10. Coupe Labatt...156

Annexe 11. Coupe Desbiens ...157

Annexe 12. Coupe Boulianne 2 ...158

Annexe 15. Coupe Butte résiduelle ...161

Annexe 16. Coupe Ruisseau Dufour...162

Annexe 17. Coupe rivière Blanche ...163

Annexe 18. Coupe Abitibi-Bowater ...164

Annexe 19. Coupe Tremblay 1 ...165

Annexe 20. Coupe Tremblay 2 ...166

Annexe 21. Coupe Bergeron 1 ...167

Annexe 22. Coupe Bergeron 2 ...168

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Liste des tableaux

Tableau 1 : Paramètres granulométriques des échantillons de la coupe C1RGG ...55

Tableau 4 : Paramètres granulométriques des échantillons de la coupe C4RGG (suite)...70

Tableau 5 : Paramètres granulométriques des échantillons de la coupe C1GG ...75

Tableau 6 : Paramètres granulométriques des échantillons de la coupe C1-Fortin ...80

Tableau 7 : Paramètres granulométriques des échantillons de la coupe C2-Fortin ...85

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Liste des figures

Figure 1 : Vallée de la rivière Malbaie avec ses nombreux monticules et ses cicatrices de

glissements de terrain...5

Figure 2 : Région d’étude...7

Figure 3 : Les ensembles géologiques et l’astroblème de Charlevoix ...9

Figure 4 : Localisation de l’épicentre des principaux séismes dans la zone sismique de Charlevoix-Kamouraska ...10

Figure 5 : Localisation du site d’étude : Le Grand glissement de Clermont ...12

Figure 6 : Le Grand glissement de Clermont ...14

Figure 7 : Le Grand glissement de Clermont en 1950 et en 2002 ...15

Figure 8 : Schéma d’un piézocône (adapté de Demers, 2000) ...20

Figure 9 : Modèle de graphique provenant d’un piézocône ...21

Figure 10 : Analyse des photographies aériennes de Lajoie (1981) transposée sur le Lidar 23 Figure 11 : Analyse multidate des photographies aériennes...24

Figure 12 : La lente évolution des glissements dans la partie concave des méandres (situés en aval de Clermont), selon nos analyses ...26

Figure 13 : Les coupes stratigraphiques mises au jour et étudiées en 2010 ...28

Figure 14 : Coupe schématique de la vallée de la rivière Malbaie (Lajoie 1981) ...29

Figure 15 : Localisation de certaines coupes dans la municipalité de La Malbaie ...30

Figure 16 : Chronostratigraphie de la coupe Martel 2, La Malbaie, Charlevoix-Est...32

Figure 17 : Coupe Martel 2, unités U1 à U5 ...33

Figure 18 : Coupe composite Boulianne 1, les unités U12 et U5 résulteraient d’un glissement de terrain ...36

Figure 20 : Coupe Boulianne 1, unités U1 à U5 et U9 à U14...38

Figure 21 : Chronostratigraphie de la coupe Boulianne 11/2, La Malbaie, Charlevoix-Est ..40

Figure 22 : Coupe Boulianne 11/2_{, U1 à U3 ...41}

Figure 23 : Chronostratigraphie de la coupe Butte de sable Turcotte,...43

Figure 24 : Coupe Butte de sable Turcotte, U1 à U7 ...44

Figure 25 : Chronostratigraphie de la coupe Girard, La Malbaie, Charlevoix-Est ...46

Figure 26 : Coupe Girard, U1 à U3...47

Figure 27 : Localisation des coupes du Grand glissement de Clermont ...49

Figure 28 : Chronostratigraphie de la coupe 1 Ruisseau du Grand glissement (C1RGG) – coupe composite, Clermont, Charlevoix-Est ...53

Figure 29 : Coupe 1 Ruisseau du Grand glissement, U1 à U5 ...54

Figure 30 : Diagramme triangulaire (sable-silt-argile) des unités analysées dans la coupe C1RGG (adapté de Blott, 2008)...56

Figure 31 : Chronostratigraphie de la coupe 2 Ruisseau du Grand glissement (C2RGG), Clermont, Charlevoix-Est ...58

Figure 33 : Diagramme triangulaire (gravier-sable-boue) des unités analysées dans la coupe C2RGG (adapté de Blott, 2008)...61

Figure 34 : Chronostratigraphie de la coupe 3 Ruisseau du Grand glissement (C3RGG), Clermont, Charlevoix-Est ...63

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viii Figure 36 : Lithostratigraphie de la coupe 4 Ruisseau du Grand glissement (C4RGG) –

coupe composite, Clermont, Charlevoix-Est ...67

Figure 38 : Diagramme triangulaire (gravier-sable-boue) des unités analysées dans la coupe C4RGG (adapté de Blott, 2008)...71

Figure 39 : Lithostratigraphie de la coupe 1 du Grand glissement (C1GG) – coupe composite, Clermont, Charlevoix-Est ...73

Figure 40 : Coupe 1 du Grand glissement ...74

Figure 41 : Diagramme triangulaire (sable-silt-argile) des unités analysées dans la coupe C1GG (adapté de Blott, 2008) ...76

Figure 42 : Lithostratigraphie de la coupe 1 Fortin (C1-Fortin), Clermont, Charlevoix-Est78 Figure 43 : Coupe Fortin 1, U1 à U3 ...79

Figure 44 : Diagramme triangulaire (sable-silt-argile) des unités analysées dans la coupe C1-Fortin (adapté de Blott, 2008) ...81

Figure 45 : Lithostratigraphie de la coupe 2 Fortin (C2-Fortin), Clermont, Charlevoix-Est83 Figure 46 : Coupe Fortin 2, U1 à U3 ...84

Figure 47 : Diagramme triangulaire (sable-silt-argile) des unités analysées dans la coupe C2-Fortin (adapté de Blott, 2008) ...86

Figure 48 : Enveloppes sédimentaires (A-B-C-D) illustrant la relation entre la taille moyenne en ᶲ et l’indice de tri σ des sédiments des coupes du glissement ...87

Figure 49 : Comparaison des unités U1-U4 de la coupe C1GG ...89

Figure 50 : Corrélations entre les coupes excavées au sein du Grand glissement de Clermont...90

Figure 51 : Comparaison des unités U3 des coupes C1RGG et C4RGG ...91

Figure 52 : Comparaison des unités U2 et U4 des coupes respectives C1RGG et C3RGG .92 Figure 53 Localisation des sondages au piézocône réalisés dans le glissement ...94

Figure 54 : Les données du piézocône C41062 accompagné de sa stratigraphie ...96

Figure 55 : Les données du piézocône C41063C accompagné de sa stratigraphie ...98

Figure 61 : Les piézocônes effectués dans le Grand glissement du flanc ouest vers le flanc est ...111

Figure 62 : Corrélations entre les piézocônes et les coupes stratigraphiques ...113

Figure 63 : Coupes stratigraphiques excavées à proximité du Grand glissement de Clermont ...115

Figure 64 : Chronostratigraphie de la coupe CG 2, Clermont, Charlevoix-Est, ...117

Figure 65: Coupe CG 2, U1 à U5 ...118

Figure 66 : Chronostratigraphie de la coupe FCG 1, Clermont, Charlevoix-Est...120

Figure 67 : Chronostratigraphie de la coupe FCG 2, Clermont, Charlevoix-Est...121

Figure 68:Coupe FCG 1, U1 et U2 ...122

Figure 69 : Coupe FGC 2, U1 à U3 ...122

Figure 70 : Corrélations entre les coupes C2RGG, FCG-1 et CG-2...123

Figure 71 : Liste des dates au 14C effectuées le long de la vallée de la rivière du Gouffre (adapté de Filion et al., 1991) ...127

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ix Figure 72 : Intervalles des datations, selon les années...128 Figure 73 : Localisation des lacs échantillonnés et des épicentres de tremblements de terre

(points noirs), de magnitude de 4 ou plus sur l’échelle de Richter, à partir de 1663 jusqu’à 1975 (Stevens, 1980), adapté de Doig (1985) ...130 Figure 74 : A : Teneur en matière inorganique pour une partie des carottes de sédiments,

B : Graphique représentant la profondeur des lits de silt et l’âge des séismes historiques pour deux groupes de carottes qui ont différents taux de sédimentation (adapté de Doig, 1990)...132 Figure 75 : La légende huronne rapportée au séminaire des Hurons à Québec (Gouin, 2001)

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Introduction

Lors du retrait de l’inlandsis Laurentidien, les mers postglaciaires de Champlain, de Goldthwait et de Laflamme ont submergé les basses terres du Québec méridional. Ces mers postglaciaires ont déposé sur ces terres des argiles marines dites sensibles.

La sensibilité (St) se définit comme le rapport entre la résistance au cisaillement de l’argile

intacte en kPa (cu) et celle de l’argile remaniée en kPa (cr) mesurée en teneur d’eau

naturelle (Chagnon, 1968; Landry et Mercier, 1992). St = cu / cr

L’argile est considérée comme intacte lorsqu’elle est dans ses conditions naturelles (Landry et Mercier, 1992). L’argile intacte peut se remanier et s’écouler suite à l’application d’une certaine quantité d’énergie, qui induit la déstructuration de ses feuillets. Ainsi, le remaniement résulte d’une diminution de la résistance au cisaillement cu (Locat et al.,

2008).

Les sédiments marins des basses-terres du Saint-Laurent présentent une sensibilité variable qui découle d’une grande variabilité du point de vue granulométrique et minéralogique. Les argiles les plus silteuses ont été déposées sur la rive nord du Saint-Laurent, près de la bordure septentrionale de la mer de Champlain et de la mer de Goldthwait, où il s’est produit de grandes coulées argileuses (Chagnon et al., 1979; Landry et Mercier, 1992). Les données granulométriques et minéralogiques de ces argiles de zones de coulées, indiquent qu’elles sont formées entre 40 et 70 % de particules de la taille du silt et d’une plus faible proportion de particules de la taille des argiles, principalement des, phyllosilicates, ce qui est généralement associé à une faible résistance remaniée de l’argile (Quigley, 1980; Locat et al., 1984; Lefebvre, 1996). En effet, plus une argile contient de feldspaths, plus les liens électrochimiques (charges positives et négatives) entre les particules sont réduits. Les précipitations et l’infiltration d’eau induisent le lessivage des argiles, ce qui contribue à réduire la salinité et à diminuer la résistance au cisaillement. Des agents dispersants ou défloculents, organiques et inorganiques comme les acides,

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2 contribuent aussi à affaiblir les liaisons entre les feuillets d’argile (Landry et Mercier, 1992), ce qui diminue aussi la cohésion du matériel et favorise les glissements, car le moindre remaniement peut rompre ces faibles liens électrochimiques entre les particules (Chagnon et al., 1979).

Ainsi, les basses terres du Québec méridional, où la majorité de la population est établie, sont des zones susceptibles à subir divers types de glissements de terrain, puisque leur substrat a été recouvert d’argile marine sensible. Les différents types de glissements de terrain peuvent être subdivisés en deux catégories : les glissements faiblement rétrogressifs et les glissements fortement rétrogressifs. Les glissements faiblement rétrogressifs comprennent le glissement superficiel par translation ou le glissement pelliculaire, le basculement et le glissement rotationnel superficiel (Dionne et Filion, 1984; Perret et Bégin, 1997; Godin et Gauthier, 2004). Les glissements fortement rétrogressifs ont une rétrogression égale ou supérieure à deux fois la hauteur du talus, selon le ministère des Transports du Québec (1999). Ils correspondent au glissement rotationnel profond simple ou multiple (Lefebvre et La Rochelle, 1974; Fillion, 2008), l’étalement latéral (Demers et Robitaille, 2000), la coulée de boue (Bouchard et al., 2008) et la coulée argileuse (Tavenas et al., 1971; Brooks et al., 1994) (Ministère des Transports, 1999).

Selon Chagnon et al., 1979, il se produit au Québec, une coulée argileuse de plus d’un hectare de superficie en moyenne tous les 2,2 ans. Les premiers glissements de type coulée argileuse qui ont été reportés au Québec furent ceux résultant du tremblement de terre de 1663, d’une magnitude évaluée à plus de 7 sur l’échelle de Richter (Locat, 2008). En effet, ce séisme aurait provoqué notamment le premier glissement de terrain de Saint-Jean-Vianney, d’une superficie de 20,6 km2 et d’un volume déplacé de 204 Mm3 (La Salle et Chagnon, 1968; Evans et al., 1997; Locat, 2008). Ce séisme aurait aussi causé un important glissement à partir du Mont des Éboulements, dont les éboulis forment la presqu’île de Saint-Joseph-de-la-Rive (Lalement, 1662-1663 dans Gouin 2001). Entre les années 1840 et 1996, il se serait produit environ 17 coulées d’un volume supérieur à 1 Mm3 causant le décès de tout au plus 104 personnes (Evans et al., 1997).

Dans la région de Charlevoix, la mise en place de l’argile marine s’est faite en deux étapes lors de la déglaciation qui a débuté vers 14 000 BP. Selon Govare (1995), l’estuaire du

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3 Saint-Laurent était déglacé vers 12 500 BP. L’inlandsis se déversait dans la mer de Goldthwait par des lobes glaciaires à la sortie des vallées principales, des rivières du Gouffre et Malbaie. Lors de cette première submersion, la mer talonnait le front du glacier et aurait atteint une altitude de 190 m (Dionne, 1977). Cependant, vers 11 000-10 500 BP, il y eut une réavancée glaciaire (réavancée de Saint-Narcisse) (Poulin, 1977). La période de mise en place des moraines les plus au sud est estimée à 11 000 BP, tandis qu’elle est de 10 500 BP pour les moraines les plus au nord (Govare, 1995). Cet épisode se manifestait par la réavancée d’un immense lobe de glace sur les sédiments marins (Govare, 1995). Enfin, suite à un réchauffement climatique, le front glaciaire s’est retiré et la mer de Goldthwait a de nouveau envahi le territoire déglacé, mais n’aurait atteint que 150 m d’altitude.

La région de Charlevoix et la vallée de la rivière Malbaie ont été et sont sujettes à de nombreux glissements de terrain subaériens et sous-marins dus à la présence d’argile marine. Des glissements de terrain, parfois de très grandes superficies, ont été découverts et analysés dans plusieurs études. En effet, à l’échelle de l’estuaire du Saint-Laurent, entre la ville de Québec et le golfe du Saint-Laurent, des glissements sous-marins ont été identifiés à l’aide de sondages marins. Ces derniers ont révélé la présence de plusieurs cicatrices de glissements et de coulées qui pourraient être reliées à des séismes (Bolduc, 2007 dans Lamontagne, 2009).

Ainsi, le ministère de l’Énergie et des Ressources a procédé à la cartographie des secteurs sujets à des mouvements de terrain du comté de Charlevoix, lors des années 1979 et 1980. Dans son étude, Lajoie (1981) a identifié dans les vallées du Gouffre et de la Malbaie des coulées à grandes superficies qui pourraient être associées à l’activité sismique qui caractérise la région.

Dans la vallée du Gouffre, à Charlevoix-Ouest, une étude basée sur des analyses dendrochronologiques sur des troncs d’arbres enfouis dans des dépôts de glissements de terrain et sur des datations 14C de débris organiques a permis d’obtenir des résultats relatifs à la chronologie des glissements de terrain. En effet, les glissements survenus y sont majoritairement récents, soit postérieurs à 600 BP et deux de ces glissements seraient reliés au fort séisme de 1663 (Filion et al., 1991).

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4 D’après les études dont celle réalisée par Fillion (2008) et nos observations de terrain en 2010-2011, des glissements rotationnels profonds et rotationnels superficiels se sont produits dans les talus bordant les rivières du Gouffre et Malbaie. L’érosion au pied de talus et/ou les tremblements de terre seraient les déclencheurs les plus probables de ces mouvements (Fillion, 2008).

Des glissements superficiels ont aussi été observés à plusieurs endroits dans la région, notamment dans le parc des Hautes-Gorges de la rivière Malbaie, où lors du déluge de Saguenay en 1996 les pluies diluviennes ont induit d’importants glissements pelliculaires et des chutes d’éboulis (Godin et Gauthier, 2004). Une chute de blocs s’est aussi produite à Cap-aux-Corbeaux, à proximité de Baie-Saint-Paul, suite à un séisme de 5.3 MN de

magnitude de Nuttli (Lamontagne et al., 2007). La magnitude de Nuttli a été élaborée à partir de la magnitude de Richter ou la magnitude locale ML pour mieux mesurer les

séismes de l’est de l’Amérique du Nord. La magnitude de Richter a été créée pour mesurer les séismes du sud de la Californie, où les ondes sismiques s’atténuent différemment que dans l’est du Canada. Ainsi, les séismes de l’est du Canada sont mesurés en magnitude de Nuttli, à l’exception de très petits séismes de la région de Charlevoix où la magnitude locale peut être utilisée (Ressources naturelles Canada, 2011).

Par ailleurs, des études ont été réalisées sur la liquéfaction des sols dans la région de Charlevoix (Chagnon et Locat, 1988; Tuttle et Atkinson, 2010). La liquéfaction est un phénomène induit par les séismes, comme peuvent l’être les mouvements de terrain. La liquéfaction produit le déplacement de sédiments, mais n’est pas un type de mouvement de terrain (Leone et al., 2010). Ainsi, suite à un séisme, le dépôt perd toute sa résistance et s’écoule comme un fluide. Ce phénomène se produit dans un sol qui est saturé d’eau (Kramer, 1996), lorsque les pressions interstitielles naturelles du sol deviennent égales au poids des terres (Laroche, 1991). Ce phénomène sera plus amplement abordé dans la discussion.

Selon l’étude menée par Lajoie (1981), il semble que la section avale de la vallée de la rivière Malbaie a été affectée par d’importants glissements. Cette vallée diffère de celle de la rivière du Gouffre par la configuration de son substratum rocheux, qui a été grandement dégagé par les mouvements de terrain. En effet, les parois et le fond de la vallée de la

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5 rivière Malbaie ont été perturbés par de vastes et continuels glissements de terrain. Ces derniers ont créé une stratigraphie complexe (Chagnon et Locat, 1988). De plus, l’activité humaine a accentué cette complexité. Par exemple, de l’argile a été étendue sur des sols sableux pour augmenter leur fertilité, certains monticules observés sur des photographies aériennes ont été aplanis, certains ont été utilisés comme banc d’emprunt, tandis que d’autres ont tout simplement été retirés du sol. Certains de ces monticules sont reliés à la liquéfaction des sols en lien avec l’activité sismique (volcans et dykes de sable) (Chagnon et Locat, 1988), tandis que d’autres résultent probablement de glissements de terrain (débris) ou sont des buttes-témoins intactes (figure 1).

Source : Ministère des Transports. 2005 et 2007. Lidar, Optech ALTM 2050

Figure 1 : Vallée de la rivière Malbaie avec ses nombreux monticules et ses cicatrices de glissements de terrain

Cependant, les données concernant les glissements de terrain dans la région de Charlevoix, plus particulièrement dans le secteur de la vallée de la rivière Malbaie, sont encore

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6 fragmentaires. L’étude préliminaire que nous avons réalisée sur une coupe stratigraphique située à Clermont a permis de constater qu’il s’est produit récemment des glissements de terrain dans la vallée, soit un peu après 1550 AD (Guérard, 2009). De plus, la persistance de lambeaux de terrasses marines accrochés aux parois de la vallée constitue toujours un risque de glissement. Il s’avère donc nécessaire d’obtenir davantage d’informations sur la géomorphologie et la chronostratigraphie des dépôts, afin de mieux comprendre les glissements de terrain, leurs facteurs prédisposant ou déclencheurs et leurs impacts sur la dynamique fluviatile. De ce fait, cette étude porte principalement sur un ancien glissement de terrain de grande superficie (1 km2_{) situé dans la municipalité de Clermont. Ce}

glissement que nous avons nommé « Grand glissement de Clermont » a été identifié par Lajoie (1981), lors de la cartographie des zones exposées aux mouvements de terrain (figure 1). Il résulterait soit d’une coulée argileuse ou d’une liquéfaction, ce que nous tenterons d’élucider dans cette étude.

L’objectif général est donc de reconstituer les processus géomorphologiques et d’identifier les causes qui ont donné lieu au Grand glissement de Clermont. Les objectifs spécifiques sont : 1) définir les principales caractéristiques morpho-sédimentaires du Grand glissement de Clermont, 2) estimer la période durant laquelle est survenue le glissement, 3) identifier le lien entre les mouvements de terrain et la sismicité qui caractérise la région et 4) établir les répercussions du glissement sur la dynamique fluviatile. Afin d’atteindre ces objectifs, ce mémoire présentera les caractéristiques géomorphologiques et stratigraphiques générales de la vallée, mais portera plus précisément sur son objet d’étude : le Grand glissement de Clermont.

Le mémoire est divisé en quatre chapitres. Le chapitre 1 porte sur la région et le site d’étude en présentant leurs principales caractéristiques naturelles. Le chapitre 2 traite des méthodes utilisées pour l’obtention et le traitement des données. Le chapitre 3 est consacré aux résultats obtenus et à leur interprétation. Le chapitre 4 consiste en une discussion qui permet de mettre en contexte les résultats obtenus et de les comparer avec les résultats d’autres études produites dans la région. Enfin, la conclusion présente une synthèse des résultats et propose des axes de recherche.

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Chapitre 1 - Région et site d’étude

1.1 Localisation de la région d’étude

La région d’étude est située dans la municipalité régionale de comté (MRC) de Charlevoix-Est, le long de la rive nord du moyen estuaire du Saint-Laurent, à environ 140 km en aval de la ville de Québec (figure 2). Elle couvre la vallée de la rivière Malbaie, entre le Cran à Martel, situé juste en amont de la ville de Clermont, et son embouchure dans l’estuaire.

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1.2 Géologie et géomorphologie

La région de Charlevoix se situe à la jonction de trois ensembles géologiques du Québec. Le Bouclier canadien, plus précisément la partie correspondant à la province de Grenville, constitue environ 95 % du territoire de Charlevoix (figure 3). Cette province est caractérisée par la chaîne de montagnes des Laurentides, formée de roches cristallines ignées et métamorphiques précambriennes. La plate-forme des Basses-terres du Saint-Laurent forme le littoral et les rebords des vallées du Gouffre et de la Malbaie. Cette province est composée de roches sédimentaires ordoviciennes et est délimitée par la faille du Saint-Laurent qui longe la rive nord du fleuve et la ligne de Logan, dans la partie plus profonde du fleuve (Rondot, 1995). Enfin, les Appalaches incluent l’île aux Coudres et résultent d’un chevauchement de plaques qui a induit un métamorphisme des roches sédimentaires ordoviciennes.

Il y a 350 millions d’années, un impact météoritique a engendré un cratère de 56 km de diamètre, aussi connu sous le nom d’astroblème de Charlevoix, dont la moitié est située sur la rive nord et l’autre dans le fleuve Saint-Laurent. L’impact a formé un horst, le mont des Éboulements, et un graben circulaire où s’écoulent sur la rive nord du fleuve les rivières Malbaie et du Gouffre (Rondot,-1995) (figure 3).

En termes géologiques, le Bouclier canadien a été fracturé lors de quatre évènements tectoniques majeurs. Le premier consiste en la formation de la chaîne de Grenville, lors de la collision du bouclier nord-américain et sud-américain, à la fin du précambrien, vers 1 100 à 900 Ma BP. Il est suivi de l’ouverture de l’océan Iapétus au Protérozoïque, vers 700 Ma BP et de sa fermeture, aussi connue sous le nom de réactivation taconienne, qui s’est produite au Paléozoïque, vers 450 Ma BP. Enfin, l’impact météoritique a refracturé l’écorce terrestre vers 350 Ma BP (Lamontagne, 1999). Ces failles auraient été réactivées lors de l’ouverture de l’océan Atlantique au Mésozoïque (Hasegawa, 1991).

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9

Figure 3 : Les ensembles géologiques et l’astroblème de Charlevoix (modifiée de Rondot,1972)

Cette région fortement faillée est actuellement et historiquement la plus sismiquement active de l’est du Canada, étant donné la fréquence des séismes actuels et passés (Ressources naturelles Canada, 2009). Depuis les 30 dernières années, plusieurs études ont proposé différentes hypothèses pour expliquer les tremblements de terre dans la zone sismique de Charlevoix-Kamouraska. Parmi les hypothèses avancées, il semble que la faiblesse de la croûte (failles) et/ou les pressions de fluides élevées seraient les principales causes de l’activité sismique (Lamontagne, 1999).

Par conséquent, la sismicité de cette région est probablement causée par la réactivation des failles régionales due à la formation de l’océan Iapétus et à la concentration des contraintes dans le cratère météoritique. Le niveau d’activité sismique varie géographiquement. Dans la zone très fracturée de l’astroblème, les séismes sont fréquents et de faibles magnitudes, tandis que le long du fleuve, à l’emplacement des longues failles normales du rift de Iapétus, il s’y produit de rares, mais forts tremblements de terre (figure 4) (Lamontagne, 1999).

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Source : Ressources naturelles Canada, 2009

Figure 4 : Localisation de l’épicentre des principaux séismes dans la zone sismique de Charlevoix-Kamouraska

La vallée de la rivière Malbaie a été comblée par des dépôts meubles quaternaires. En effet, la dernière glaciation a laissé en place des dépôts de till qui affleurent principalement en haute altitude, à plus de 150 m, sous forme de crêtes morainiques telles celles du complexe Saint-Narcisse (Poulin, 1977; Poly-Géo inc., 2009). L’eau de fonte du glacier a mis en place des dépôts glaciomarins et/ou fluvioglaciaires. En effet, les deltas édifiés au contact du front glaciaire et de la mer de Goldthwait sont présents jusqu’au nord de Clermont à une altitude de 170 m (Lajoie, 1981). La transgression marine qui a accompagné le retrait des glaces vers le nord a recouvert l’intérieur de la vallée de dépôts d’argile, de son embouchure jusqu’à 14 km vers l’amont. Les dépôts d’argile sont présents jusqu’à une altitude de 120 m (Lajoie, 1981; Poulin, 1977). Au contact entre la mer et les parois de la vallée, les dépôts littoraux formés de silt et de sable ont été érigés sous forme de plages et/ou de cordons littoraux. Suite au retrait de la mer et de l’émersion de la vallée, les cours

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11 d’eau, dont la rivière Malbaie, ont remobilisé une partie des sédiments et mis en place des dépôts fluviatiles.

1.3 Climat et biogéographie

Le climat général de Charlevoix est de type continental tempéré. Cependant, il existe d’importantes variations locales qui découlent de l’altitude et de l’influence maritime. À titre d’exemple, dans la région de la rivière Malbaie, il y a un écart de température de 4,5 degrés Celsius entre le plateau des Laurentides et la basse vallée où les villes de Clermont et de La Malbaie sont situées. De plus, les précipitations sont plus abondantes en altitude que dans les vallées (Godin et Gauthier, 2004).

Charlevoix est à la limite sud de la forêt boréale et à la limite nord de la forêt décidue. La répartition de la végétation se fait par étagement et varie en fonction des changements d’altitudes, bien que le climat, l’exposition au vent et l’épaisseur du sol favorisent certains types de végétation (Godin et Gauthier, 2004). Ainsi, de 0 à 300 m on retrouve l’érablière à bouleau jaune avec, entre autres, l’érable de Pennsylvanie, le cournouiller, le sumax vinaigrer et la clintonie boréale; de 300 à 600 m, la sapinière qui comprend le noisetier, le sureau pubescent et l’if du Canada; entre 600 et 900 m, la pessière avec l’épinette noire, le sapin baumier, la cladonie et diverses airelles; et au-delà de 900 m, la toundra formée d’une végétation d’herbacés (La réserve mondiale de la biosphère de Charlevoix, 2010). Par conséquent, la latitude et l’altitude créent des habitats diversifiés adaptés à une grande variété d’espèces animales communes au Québec (Godin et Gauthier, 2004).

1.4 Localisation et description du site d’étude

Le site d’étude qu’est le Grand glissement de Clermont consiste en la cicatrice d’un glissement de terrain de grande envergure (1 km2). Il est situé sur la rive gauche de la rivière Malbaie, juste en amont du barrage de la compagnie Abitibi-Bowater et à environ 2 km en amont du secteur résidentiel de la ville de Clermont (figure 5).

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Figure 5 : Localisation du site d’étude : Le Grand glissement de Clermont

Selon nos mesures, le glissement a une superficie d’environ 1 020 898 m2, une profondeur moyenne de 31 m et un volume estimé de 31 647 838 m3. Sa longueur maximale prise à partir du lobe le plus éloigné jusqu’à la berge de la rivière Malbaie est d’environ 1450 m. Sa largeur maximale est d’environ 998 m. L’escarpement principal est d’une hauteur comprise entre 18 et 30 m. Un ruisseau prend sa source au centre du glissement et traverse sa partie aval pour rejoindre la rivière Malbaie. D’une longueur approximative de 865 m et ne possédant pas de toponyme officiel, il sera appelé ici « Ruisseau du Grand glissement de Clermont » (figure 6).

La nomenclature utilisée pour décrire le glissement est inspirée de celle de Varnes (1978), qui a été reprise par la Commission de l’AIGI (Glissements de terrain et autres

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mouvements des sols) en 1990. Cette nomenclature publiée par Cruden et Varnes (1996)

définit les principales caractéristiques d’un glissement de type rotationnel coulée, ce qui ne correspond pas à notre type de glissement, qui s’apparente à une coulée argileuse ou à une liquéfaction.

Ainsi, dans le glissement, l’escarpement principal, qui est défini comme la surface abrupte limitant le glissement à son extrémité supérieure (Cruden et Varnes, 1996), consiste en la section arrière de l’escarpement (figure 6). Derrière l’escarpement principal se trouve la couronne qui est une zone peu ou non affectée située derrière le glissement (figure 6). Enfin, il y a les flancs ouest et est qui sont les limites latérales du glissement qui rejoignent l’escarpement principal. Ils sont parallèles au sens de l’écoulement des débris lors du glissement. Il est à noter que cette nomenclature est simplifiée dans le cadre de l’étude du Grand glissement de Clermont, puisqu’il y a plusieurs lobes de coulées qui auraient pu avoir des escarpements principaux et des flancs est et ouest.

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Figure 6 : Le Grand glissement de Clermont

Le Grand glissement de Clermont a été identifié sur les photographies aériennes de 1950 qui sont les plus anciennes en notre possession pour le secteur de Charlevoix-Est. À cette date, l’intérieur de la cicatrice et la couronne étaient déjà en culture. Ainsi, depuis au moins 1950, l’agriculture y est pratiquée, ce qui favorise l’absence de la mise en place d’une végétation arbustive ou arborescente et nous permet de constater que la cicatrice n’a pas évolué depuis 1950 (figure 7).

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Chapitre 2 - Méthodologie

2.1 Analyse de photographies aériennes

Une première analyse de photographies aériennes de la région d’étude a été réalisée par Lajoie (1981), au moment de la cartographie des secteurs sujets à des mouvements de terrain dans le comté de Charlevoix. Dans le cadre de son analyse, Lajoie a interprété de nombreuses photographies aériennes antérieures à 1980, aux échelles de 1 : 10 000 et 1 : 20 000. Toutefois, les années des photographies analysées ne sont pas précisées dans son rapport. Cette analyse a permis d’établir les zones d’anciennes coulées et d’identifier les pentes avec des signes d’instabilité. Ces observations ont été représentées sur des cartes à l’échelle de 1 : 20 000 (Lajoie, 1981).

Dans le cadre de notre analyse de photographies aériennes visant l’identification des mouvements de terrain, nous avons transposé la cartographie des glissements de terrain de Lajoie (1981) sur le Lidar (Light Detection and Ranging) commandé par le ministère des Transports. Cette transposition, qui a été réalisée à l’aide du logiciel ArcGIS 10, a permis la numérisation et la représentation des données de Lajoie (1981), en plus d’augmenter la précision de la cartographie réalisée par cette auteure. En effet, grâce au Lidar le pourtour des cicatrices est plus précis.

L’analyse de Lajoie (1981) a été complétée par notre analyse, laquelle a été effectuée à l’aide, entre autres, des photographies aériennes les plus anciennes du secteur, soit celles de 1950, à une échelle de 1: 40 000, prises par le ministère de l’Énergie, des Mines et des Ressources (gouvernement fédéral). Ensuite, les photographies prises par le gouvernement du Québec, par l’entremise du ministère des Terres et Forêts, Service de la photogrammétrie et de la cartographie, en 1964 (échelle au 1 :15 840) et 1976 (échelle au 1 :10 000) ont été analysées. Enfin, les photographies de 1981, 1990 et 2002, prises par le ministère des Ressources naturelles, de la Faune et des Parcs du Québec, à l’échelle de 1 :15 000, ont permis de compléter cette analyse, qui a été effectuée pour répertorier et cartographier les glissements de terrain anciens et récents. Ils ont ensuite été transposés à leur tour sur le Lidar.

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2.2 Travaux de terrain

Les travaux de terrain ont été majoritairement réalisés en mai et juin 2010. Deux autres visites de terrain ayant été faites durant quelques jours en novembre 2010. La plupart des sites étudiés ont été identifiés à l’aide d’un rapport de la firme Poly-Géo inc. (2009). En effet, l’analyse des fiches de terrain qui accompagnent le rapport a permis de cibler des sites d’étude pertinents, grâce aux observations sommaires qui ont été effectuées, lors des campagnes de terrain réalisées par cette firme. De plus, l’inspection du secteur en hélicoptère avec la Section mouvements de terrain du MTQ, qui a eu lieu en mai 2010, a permis de repérer des coupes stratigraphiques potentielles le long de la rivière. Enfin, le Lidar fut un précieux outil dans la recherche de sites.

Lors des travaux de terrain, 36 coupes stratigraphiques situées principalement le long des cours d’eau ou dans des escarpements meubles ont été excavées. La majorité des coupes ont été mises au jour à la pelle à main et certaines l’ont été à la pelle mécanique. De même, quelques sondages à la tarière ont aussi été réalisés.

L’analyse stratigraphique des coupes a été produite conformément au code stratigraphique américain (1986) qui caractérise les faciès selon la composition, la taille, la couleur et les structures sédimentaires. Les séquences sédimentaires ont été identifiées et subdivisées en unités qui ont été analysées et photographiées. Des échantillons ont été prélevés de chacune des unités en vue d’analyses sédimentologiques. Des échantillons de matière organique, de charbons de bois et de bois ont aussi été recueillis lorsqu’ils étaient présents, pour les datations au radiocarbone. Les sites ont été localisés à l’aide d’un GPS et positionnés en coordonnées métriques, Universal Traverse Mercator (UTM) zone 19. La schématisation des coupes stratigraphiques étudiées a été réalisée à l’aide du logiciel Adobe Illustrator

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2.3 Analyse de laboratoire

2.3.1 Granulométrie

La granulométrie a pour objectif de déterminer la distribution de fréquences des différentes tailles des particules composant un dépôt (Hadjouis, 1987). Les échantillons ont été analysés en termes granulométriques au Laboratoire de Géomorphologie et de Sédimentologie (LGS). Chacun des échantillons a été séparé en deux fractions à l’aide d’un tamis de 1000 microns. La fraction grossière, supérieure à 1000 microns, a été analysée avec une colonne de tamis dont l’ouverture des mailles varie entre 16 000 et 1000 microns. La fraction inférieure à 1000 microns a été soumise à trois pré-traitements, soit un traitement à l’acide chlorhydrique (HCL) concentré à 10 % pour éliminer les carbonates, une perte au feu pour détruire la matière organique et le retrait de la magnétite et de l’hématite (Cayer, 2010). Les échantillons ont été analysés par l’entremise d’un granulomètre au laser de marque Horiba, modèle LA950v2, qui utilise le principe optique de Mie (incluant les approximations de Franhofer). Cependant, l’analyse récente (hiver 2010) des résultats granulométriques provenant du granulomètre a démontré que la taille des particules est surdimensionnée de plus du quart de la taille des particules. Ainsi, pour contrer ce problème, le diamètre de la taille des particules donné par le granulomètre a été corrigé à l’aide d’un facteur de conversion.

La fusion des résultats des deux méthodes utilisées, les tamis et le granulomètre laser, a permis le calcul des paramètres granulométriques à l’aide d’une application construite dans Excel, soit le logiciel Gradistat V7, qui utilise la méthode des moments statistiques pour générer les indices, les modes, les percentiles et les proportions des différentes fractions (Blott et Pye, 2001). Gradistat permet aussi la représentation des données sur des diagrammes triangulaires (sable-silt-argile) et (gravier-sable-boue). Ces diagrammes permettent d’établir la composition des échantillons (gravier-sable-silt-argile-boue) et prennent en compte les proportions de ces éléments pour établir une terminologie adéquate du sédiment (Pye, 2007).

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19 2.3.2 Datation au radiocarbone

La matière organique, les charbons de bois et les morceaux de bois ont été extraits des sédiments à l’aide de pince au laboratoire de géomorphologie et de sédimentologie. Les radicelles ont été retirées méthodiquement des échantillons, lorsqu’elles étaient présentes. Un total de 16 échantillons a été soumis à la datation au 14_{C par spectrométrie de masse par}

accélérateur ou AMS (Accelerator Mass Spectrometry), au laboratoire de radiochronologie du Centre d’études nordiques (CEN). Le laboratoire du CEN procède aux pré-traitements chimiques et à la combustion de l’échantillon où le gaz carbonique CO2 est capté et purifié

dans un système sous-vide. Le CO2 scellé est ensuite envoyé à l’Université de Californie où

il est transformé en graphite et compté dans un accélérateur de particules (Centre d’études nordiques, 2011). Les dates exprimées en BP (Before Present) ont été calibrées en années calendaires à l’aide du logiciel en ligne Calib 6.0. qui utilise les courbes internationales de calibration mise à jour en 2009 (INTCAL09) (Reimer et al., 2009). Les données présentées dans ce mémoire sont celles obtenues aux 2 sigma par le logiciel Calib 6.0.

2.4 Analyse de piézocônes

Les données des sondages au piézocône, réalisés en 2007 et 2011, dans le secteur du Grand glissement de Clermont ont été analysées. Le piézocône est un outil de sondage in situ qui est formé par une sonde électronique cylindrique que l’on enfonce dans le sol à une vitesse constante (figure 8). Il possède plusieurs capteurs qui mesurent, entre autres, la résistance en pointe

ԛ

_c, la pression interstitielle

u

_b ou

u

et la résistance au frottement

f

_s (Demers, 2000). La résistance en pointe

ԛ

_c ou corrigée

ԛ

_t dépend de la contrainte totale qui augmente avec la résistance non drainée et la densité (masse volumique) du matériau. La pression interstitielle

u

dépend de la contrainte totale et de la perméabilité du sol, elle augmente dans les sols imperméables argileux (Demers, 2009). Le piézocône permet d’obtenir un profilage stratigraphique précis avec des données quasiment en continu (intervalles moyens de 10 mm, minimum 1 mm), les propriétés physiques et mécaniques des couches de sols et les propriétés de l’eau souterraine. Une de ses limites est qu’il n’arrive pas à pénétrer dans les graviers et dans certains sables très denses (Demers, 2009).

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Figure 8 : Schéma d’un piézocône (adapté de Demers, 2000)

Les données obtenues ont été traitées à l’aide du logiciel CPTU.exe (Cone Penetration Test avec mesure de la pression interstitielle

u

). Elles sont illustrées dans un graphique construit à l’aide du logiciel Grapher 6 où la résistance en pointe corrigée

ԛ

t et la pression interstitielle Ub sont représentées sur l’axe des abscisses en Kilopascal (kPa), tandis que la profondeur est sur l’axe des ordonnés en mètres (figure 9). Ensuite, le graphique a été importé dans le logiciel Adobe Illustrator CS5 ce qui a permis d’ajouter une colonne pour représenter la stratigraphie du piézocône.

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21

Source : Demers 2000

Figure 9 : Modèle de graphique provenant d’un piézocône

Ainsi, c’est à l’aide de l’analyse de photographies aériennes, des relevés stratigraphiques, des analyses granulométriques, des datations 14C et des données de piézocônes qu’ont été obtenus les résultats, qui sont présentés dans le chapitre 3.

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Chapitre 3 - Résultats et interprétations

3.1 Analyse de photographies aériennes

L’analyse des photographies aériennes et la cartographie réalisée par Lajoie (1981) ont mis en évidence des glissements de type coulée à très grande superficie qui ont affecté la vallée (figure 10). Lajoie (1981) définit la coulée comme un glissement d’une superficie d’au moins un hectare qui se produit très rapidement. Ce glissement implique plus d’un mode de rupture et le degré de remaniement est variable. En effet, d’après nos propres analyses, il s’avère que les parois de la vallée ont été grandement dégagées par d’importants glissements qui sont survenus avant 1950. La topographie irrégulière ou étagée du site de la ville de Clermont est expliquée par la présence, à cet emplacement, d’anciennes coulées argileuses (Lajoie, 1981). Cependant, des lambeaux de terrasses marines persistent dans la vallée, car ils sont accrochés aux parois rocheuses ou formés de matériaux glacio-marins très résistants (Lajoie, 1981).

Deux « familles » de mouvements de terrain ont été répertoriées par Lajoie (1981) : les coulées à très grande superficie et les glissements en bordure de rivière. Cependant, dans son analyse, cette auteure n’a pas cartographié les glissements en bordure de rivière. Ce sont les bordures de terrasse le long de la rivière qu’elle a identifiées. Dans notre analyse, plusieurs sites instables, où les versants subissent des glissements parfois depuis 1950, ont été répertoriés le long de la rivière Malbaie et de ses affluents. Ces glissements se situent du côté concave des méandres et résultent de l’érosion fluviatile. Généralement de superficie restreinte, ces glissements évoluent lentement pour la plupart. Notre analyse multidate des photographies aériennes a permis de constater un léger recul des rives au cours des différentes périodes (figure 11).

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Figure 11 : Analyse multidate des photographies aériennes

(1950, 1964, 1976, 1981, 1990 et 2002) effectuée dans le cadre de cette étude

Une avenue pour expliquer la lente évolution des glissements, à travers le temps, le long de la rivière Malbaie a été proposée par Lajoie (1981). Cette explication se base sur la stratigraphie des versants; à la base des versants, au contact du lit des rivières du Gouffre et Malbaie, il y a des rythmites formées de silt-argileux et de sable fin. Dans le cas de la rivière Malbaie, les rythmites sont souvent recouvertes par un important banc de gravier et on observe qu’à ces endroits les glissements ne sont pas fortement rétrogressifs. Tel est le

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25 cas à la base des coupes Boulianne et Martel présentées à la figure 12. Ces deux coupes, situées du côté concave des méandres, ont montré des signes d’instabilité avant 1950 et ont continué à évoluer jusqu’en 2010, selon les observations de terrain. Ainsi, la présence de bancs de gravier pourrait favoriser la dissipation des pressions d’eau dans le talus et augmenter la stabilité des dépôts.

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Figure 12 : La lente évolution des glissements dans la partie concave des méandres (situés en aval de Clermont), selon nos analyses

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27 En somme, la première analyse de photographies aériennes réalisée par Lajoie (1981) a mis en évidence les coulées à très grandes superficies qui ont affecté toute la vallée de la rivière Malbaie (figure 10). Notre analyse de photographies aériennes a permis de cartographier les glissements du côté concave des méandres qui évoluent lentement dans le temps et de constater que les glissements à très grandes superficies sont antérieurs à 1950 (figures 11 et 12).

3.2 Coupes stratigraphiques

Les 36 coupes stratigraphiques qui ont été mises au jour et étudiées sont représentées à la figure 13, selon leur emplacement dans la vallée soit: 1) les coupes du Grand glissement, 2) les coupes de la rive droite de la rivière Malbaie, 3) les coupes de la rive gauche de la rivière Malbaie, 4) les coupes des buttes résiduelles de la vallée 5) les coupes des affluents de la rivière Malbaie et 6) les coupes des terrasses marines. Cependant, la présentation des résultats ci-dessous est faite selon la municipalité de La Malbaie ou de Clermont. Les coupes abordées dans le texte sont représentées sous forme de cercles. Celles qui ne seront pas abordées dans le texte sont représentées sous forme de triangles et leurs figures sont disponibles en annexe (figure 13) (annexes 1 à 22).

Certaines de ces coupes schématisées représentent des coupes composites. Une coupe composite est une coupe formée d’un assemblage logique de plusieurs coupes situées à proximité l’une de l’autre.

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29 3.2.1 Les coupes stratigraphiques de la municipalité de La Malbaie

D’après Lajoie (1981), la section aval de la vallée de la Malbaie est caractérisée par de grandes variations verticales et latérales des faciès sédimentaires dus aux importants glissements de type coulée argileuse. L’étude de plusieurs coupes stratigraphiques, le long de la rivière et dans la vallée, à l’été 2010, a permis d’apporter davantage de précision sur la stratigraphie des versants et des sections des rives identifiées par un point d’interrogation (?) sur la figure 14 tirée de Lajoie (1981).

Figure 14 : Coupe schématique de la vallée de la rivière Malbaie (Lajoie 1981)

Dans la municipalité de La Malbaie, à proximité de la limite municipale de la ville de Clermont, des coupes ont été excavées dans les rives de la rivière Malbaie et dans deux monticules situés entre 300 et 530 m de la rive gauche de la rivière (figure 15). Dans cette zone, l’érosion de la rivière est particulièrement active étant donné l’absence d’enrochement et les importants talus formés de dépôts meubles. Ainsi, certains talus tels ceux des coupes Boulianne et Martel sont actifs depuis plusieurs dizaines d’années. L’analyse de coupes stratigraphiques mises au jour dans ces talus et dans les monticules des buttes résiduelles a permis d’identifier des glissements de terrain. Les coupes jugées les plus éloquentes sont présentées et décrites ci-dessous.

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Figure 15 : Localisation de certaines coupes dans la municipalité de La Malbaie

Coupe Martel

Les coupes Martel (C1-Martel, C2-Martel, C3-Martel et C4-Martel) ont été excavées sur la rive droite de la rivière Malbaie (figure 15). Ces coupes, situées l’une à côté de l’autre, montrent des variations significatives de faciès malgré les très courtes distances qui les séparent. La coupe qui est présentée est la C2-Martel, laquelle est située aux coordonnées 410 321 m. E., 5 282 192 m. N.

Cette coupe d’une épaisseur de plus de 550 cm est formée de 4 unités superposées (figures 16 et 17). L’unité U1 consiste en du silt stratifié avec quelques lits de sable fin, ce qui correspond aux rythmites en place identifiées par Lajoie (1981). L’unité U2 est formée par du silt massif dont la couleur varie de gris pâle à gris brunâtre pâle. Cette unité contient

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31 des graviers et des galets, de la matière organique diffuse et un morceau de bois qui a été daté entre 1490-1602 AD (Anno Domini; année depuis la naissance de Jésus-Christ). Cette unité s’apparente à un dépôt de glissement de terrain de par sa composition hétérogène. À son sommet, un lit de matière organique d’une épaisseur moyenne de 2 cm se serait déposé dans l’eau stagnante lorsque les débris du glissement ont bloqué la rivière. L’unité U3 formée par une rudite à matrice silteuse fut probablement mise en place par une rivière de forte énergie. L’unité U4 est formée par du sable à stratifications horizontales et illustre une baisse d’énergie de la rivière. Ainsi, les unités U3 et U4 suggèrent une dynamique de l’activité fluviatile. L’unité U5 est formée de silt-argileux encroûté de couleur violette à son sommet. À certains endroits, des déchets ont été observés; par conséquent, cette unité semble formée de matériel de remblai.

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Coupe Boulianne

Les 5 coupes Boulianne (C1-Boulianne, C11/2-Boulianne, C2-Boulianne, C3-Boulianne, C4-Boulianne) ont été excavées dans un méandre en érosion de la rive gauche de la rivière Malbaie, aux coordonnées approximatives de 410 683 m. E., 5 282 212 m. N. (figure 15). Deux de ces coupes sont présentées, soit les coupes Boulianne 1 et 11/2, dans lesquelles des datations ont été effectuées.

La coupe Boulianne 1 est située à environ 3 km en aval de la ville de Clermont et est formée par deux coupes composites. Cette coupe d’une épaisseur de 20 m consiste en 14 unités superposées. Les unités U1 à U4 forment des alternances de rudites et de couches de sable stratifié, d’origine fluviatile (figures 18, 19 et 20). La limite supérieure de U4 est soulignée par un lit de matière organique, mis en place entre 1494-1601 AD. Ce lit est en contact avec U5 composée d’argile massive à coquilles fragmentées, qui correspond à de l’argile qui a été remaniée, glissée et redéposée. Les unités U6 à U11 forment aussi des alternances de rudites et de sables stratifiés horizontaux ou obliques. Au sommet de l’unité U7, un second lit de matière organique a été daté entre 1077-1154 AD. L’unité U12 s’apparente à l’unité U5 de par sa composition argileuse encroûtée et perturbée et contient un tronc d’arbre daté entre 1454-1522 AD, des morceaux de bois et des coquilles. Ces caractéristiques suggèrent qu’il s’agit d’un dépôt de glissement de terrain. Le tout est coiffé par une rudite, U13 et du sable, U14.

De prime abord, les datations de cette coupe qui ne sont pas en ordre chronologique, de la base au sommet, peuvent sembler illogiques (figures 18 et 19). La datation la plus ancienne de cette coupe correspond au lit de matière organique au sommet de l’unité U7 qui a été mis en place entre 1077 et 1154 AD. Ce lit de matière organique est associé à une période d’activité fluviatile; il s’agit de la matière organique provenant de plantes riveraines. Plus tard, un glissement de terrain illustré par l’unité U12 est venu perturber l’activité fluviatile. Dans cette unité un tronc d’arbre a été daté entre 1454 et 1522 AD, ce qui correspond à un intervalle de dates similaires au morceau de bois daté dans la coupe Martel 2, soit 1490-1602 AD (unité U2). Ainsi, ces deux coupes étudiées de part et d’autre de la rivière Malbaie indiquent qu’un glissement de terrain serait survenu dans les années 1500 (AD). Lors de ce glissement, la rivière a été comblée d’argile, ce qui a mis en place l’unité U4 et

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35 son lit de matière organique formée entre 1494-1601. Par conséquent, l’unité U5 de la coupe Boulianne est fort probablement un épais et large placage d’argile résultant d’un glissement de terrain qui a bloqué la rivière (figure 18). Les unités U5 et U12 seraient la même unité.

Ainsi, les coupes Martel 2 et Boulianne 1 semblent avoir été affectées par un important glissement de terrain qui a comblé la rivière et où un lit de matière organique s’est déposé dans les débris.

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Figure 188 : Coupe composite Boulianne 1, les unités U12 et U5 résulteraient d’un glissement de terrain

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Figure 19 : Chronostratigraphie de la coupe Boulianne 1 – coupe composite, La Malbaie, Charlevoix-Est

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Quant à la coupe Boulianne 11/2, elle se trouve à environ 100 m en amont de la coupe Boulianne 1. Seule la partie basale de cette coupe a été analysée, ce qui correspond aux 400 premiers cm observés, le reste n’étant pas accessible (figures 21 et 22).

Cette coupe comporte trois unités (U1-U3). À sa base, elle est formée par une rudite à galets émoussés oxydés, donc d’un dépôt fluviatile (U1). Cette rudite est recouverte par une couche de silt massif qui contient des galets (U2). Au-dessus du silt, il y a une lentille discontinue de sable à stratifications horizontales, présente sur quelques mètres (U3), dont le sommet est formé par une alternance de lits de sable et de lits de silt. Au contact de l’unité U2 et U3, des morceaux de bois ont été prélevés et datés entre 1647-1668 AD. L’âge médian calibré correspond à 1663 AD. Ainsi, l’unité U2 caractérisée par un dépôt massif et hétérogène (silt, sable et galets) à débris végétaux résulterait d’un glissement de terrain.

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Source : Pascal Locat, ministère des Transports du Québec

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La coupe Butte de sable Turcotte (C BS-Turcotte) – coupe composite

La coupe Butte de sable Turcotte (C BS-Turcotte) est une coupe composite issue de deux coupes voisines. Elle est située à environ 530 m de la rive gauche de la rivière, aux coordonnées 411 561 m. E., 5 282 059 m. N. (figure 15). L’élévation à sa base est de 35 m, tandis que l’élévation du lit actuel de la rivière Malbaie, à cet endroit, est de 15 m.

Cette coupe a une épaisseur de près de 900 cm et contient 7 unités (U1-U7) (figures 23 et 24). L’unité U1 est formée de silt à sable fin stratifié et est surmontée par l’unité U2 qui est une rudite. Ces deux unités sont affectées par un système de failles normales qui a aussi affecté l’unité U3, laquelle est composée de sable stratifié présentant un pendage vers l’est. Ce pendage pourrait résulter du déplacement du lit de la rivière (méandre) puisque cette dernière ne s’écoule pas vers l’est. L’unité U4 forme une seconde rudite formée de galets à matrice sableuse stratifiée, alors que l’unité U5 est formée par du sable qui a subi des processus de pédogénèse, puisqu’on y a identifié un paléosol composé par un horizon Bfh surmonté par un lit de matière organique (horizon H) daté entre 1438 et 1474 AD. La formation de ce sol indique une certaine stabilité des conditions à cette époque. L’unité U6 est un diamicton (dépôt hétérogène et hétérométrique) dans lequel est inséré un tronc d’arbre dans le sens du pendage qui est vers l’est. Cette unité semble être le produit d’un glissement de terrain; le tronc d’arbre a été daté entre 1523 et 1559 AD. Ce glissement a pu survenir au même moment que le glissement qui a affecté les coupes Martel 2 et Boulianne 1, étant donné que l’âge médian calibré du tronc d’arbre est de 1570 AD, soit la même date que le morceau de bois daté dans la coupe Martel 2. Un lit de matière organique souligne le sommet de l’unité U6. L’unité sommitale U7 est formée par une rudite de galets à matrice sableuse.

Ainsi, la coupe de la Butte de sable Turcotte présente un environnement fluviatile associé à la rivière Malbaie, qui a toutefois été affecté par un glissement de terrain vers 1570 AD.

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Figure 22 : Chronostratigraphie de la coupe Butte de sable Turcotte, La Malbaie, Charlevoix-Est

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