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Paléohydrologie à l’Holocène supérieur dans l’Est du Québec (Canada) : l’apport des petits cônes alluviaux

Late Holocene palaeohydrology in Eastern Quebec (Canada): the contribution of small alluvial fans
Bernard Hétu
p. 45-57

Résumés

Dans l’est de l’Amérique du Nord, l’Holocène supérieur (depuis 3 500 ans BP) se distingue par une hausse marquée du niveau des lacs et par la formation de nombreuses tourbières. Plusieurs chercheurs attribuent ces phénomènes à une augmentation des précipitations hivernales : la fonte massive d’un gros volume de neige au printemps favoriserait la recharge des nappes phréatiques et la remontée des plans d’eau. L’étude des petits cônes alluviaux du Sud du Québec semble confirmer cette hypothèse. Les datations 14C obtenues pour quatre petits cônes alluviaux du Bas-Saint-Laurent et de la Gaspésie indiquent qu’ils se sont mis en place durant l’Holocène supérieur à la faveur d’une recrudescence des écoulements en sous-bois, qui semblent s’accentuer depuis 3 500 ans.

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Errata

Article reçu le 4 février 2008, accepté le 10 mars 2008

Notes de la rédaction

Remerciements
Plusieurs personnes ont participé aux relevés de terrain et aux analyses : M. Lajoie, V. Lafortune, E. Rifiant, É. Caron Fournier, S. et R. Plante-Hétu. La carte de la figure 1 a été produite par S. Van-Wierts à partir d’un fond de carte du Gouvernement du Québec ; les autres figures ont été produites par S. Gagnon. S. Taylor a effectué la traduction des textes en anglais. Ces recherches ont été financées par le Conseil National de Recherche du Canada, le Centre d’études nordiques et le groupe de recherche BioNord. L’auteur tient à remercier tout particulièrement J.-C. Thouret, J.-C. Dionne, J. Schroeder et A. Héquette dont les commentaires et les suggestions ont beaucoup contribué à l’amélioration du manuscrit.

Texte intégral

Introduction

1Dans le Nord-Est de l’Amérique du Nord, les données sur l’évolution des conditions paléohydrologiques au cours de l’Holocène proviennent essentiellement de l’étude des lacs et des tourbières. Les sept derniers millénaires voient se succéder deux périodes distinctes. Une période de bas niveau lacustre, attribuée à un climat à la fois plus chaud et plus sec, a été mise en évidence dans tout l’Est américain entre 6500 et 3500 ans BP (Harrison, 1989 ; Payette et Filion, 1993 ; Yu et al., 1997 ; Newby et al., 2000 ; Lavoie et Richard, 2000 ; Carcaillet et Richard, 2000 ; Asnong et Richard, 2003 ; Miousse et al., 2003). La période qui va de 3500 ans BP à nos jours se distingue par une importante remontée du niveau des lacs et par la formation de nombreuses tourbières dans les dépressions humides du Bas-Saint-Laurent, de la Gaspésie et de la Côte-Nord (Richard et al., 1992 ; Hétu et Gray, 2002). L’instauration de conditions plus fraîches et plus humides après 3500 ans BP serait liée à une réorganisation de la circulation atmosphérique à l’échelle de l’Amérique du Nord (Carcaillet et al., 2001 ; Shuman et Donnelly, 2006), qui se serait traduite notamment par une augmentation des précipitations hivernales. C’est du moins l’hypothèse avancée par C. Carcaillet et P.J.H. Richard (2000) pour expliquer la hausse récente des plans d’eau. Ces chercheurs soulignent que la quantité de neige tombée durant l’hiver détermine le niveau des lacs et non les précipitations estivales. L’eau libérée par la fonte printanière contribue directement à la recharge des lacs et des aquifères qui atteignent alors leur niveau maximal (Lauriol et al., 1985). Plusieurs observations vont dans le même sens. Dans le Nord du Québec, les périodes de haut niveau lacustre et de grandes crues glacielles coïncident avec les années de fort enneigement (Bégin et Payette, 1988 ; Payette et Delwaide, 1991). Étant pompées au fur et à mesure par l’évapotranspiration, les précipitations estivales ont peu d’impact sur le niveau des lacs (Shuman et Donnelly, 2006).

2Cet article a pour but de tester l’hypothèse formulée par C. Carcaillet et P.J.H. Richard (2000) pour rendre compte de la hausse du niveau des lacs à l’Holocène supérieur. Avant d’atteindre les lacs et les rivières, l’eau libérée par la fonte des neiges doit ruisseler au sein des bassins versants et cet écoulement, souvent turbide, laisse probablement des dépôts. Ces dépôts ont été recherchés plus spécifiquement à l’embouchure des multiples petits ruisseaux intermittents qui se gonflent durant la fonte des neiges. Ces ruisseaux construisent de petits cônes alluviaux de pied de versant qui peuvent être considérés comme de véritables archives paléohydrologiques. Nous livrons ici les premiers résultats d’une démarche qui semble prometteuse. L’analyse de quatre petits cônes alluviaux situés dans le Bas-Saint-Laurent et en Gaspésie, à des dizaines de kilomètres les uns des autres, semble confirmer l’hypothèse formulée par C. Carcaillet et P.J.H. Richard (2000) pour expliquer la hausse récente du niveau des lacs.

La région étudiée : géologie, climat et évolution postglaciaire

3Les cônes alluviaux étudiés sont tous situés dans les Appalaches québécoises, plus précisément dans les régions administratives du Bas-Saint-Laurent et de la Gaspésie (fig. 1).

Fig. 1 – Localisation des cônes étudiés. 1 : cône de Squatec ; 2 : cône de la Neigette ; 3 : cône de Sainte-Anne-des-Monts ; 4 : cône du lac de Mont-Louis.
Fig. 1 – Map showing location of studied alluvial fans. 1: Squatec fan; 2: Neigette fan; 3: Ste-Anne-des-Monts fan; 4: Mont-Louis Lake fan.

Fig. 1 – Localisation des cônes étudiés. 1 : cône de Squatec ; 2 : cône de la Neigette ; 3 : cône de Sainte-Anne-des-Monts ; 4 : cône du lac de Mont-Louis.Fig. 1 – Map showing location of studied alluvial fans. 1: Squatec fan; 2: Neigette fan; 3: Ste-Anne-des-Monts fan; 4: Mont-Louis Lake fan.

4Le Bas-Saint-Laurent se distingue par son relief typiquement appalachien (Hétu, 1994a et b, 1996), tandis que la Gaspésie est dominée par une vaste surface d’érosion d’âge indéterminé (Desjardins et al., 1999 ; Hétu, 1998a). En dehors des quelques reliefs d’érosion différentielle qui s’élèvent par endroits au-dessus de cette surface d’érosion (batholite des monts McGerrigle, nappes métamorphiques des monts Chic-Chocs, etc.), les altitudes, souvent comprises entre 150 et 700 m, restent dans l’ensemble plutôt modestes. Les quatre bassins versants étudiés sont tous façonnés dans les roches sédimentaires cambro-ordoviciennes de la zone de Humber externe (Williams, 1995). D’une grande monotonie, cette unité lithostructurale d’origine miogéosynclinale est principalement composée de shistes, d'argilites, de siltites, de calcaires et de minces bancs de grès. Finement litées et fortement diaclasées, ces roches s’avèrent très peu résistantes, particulièrement sensibles aux alternances gel-dégel qui les débite aisément. La formation superficielle la plus répandue dans les quatre bassins versants étudiés est une altérite caillouteuse, riche en limon, de moins d’un mètre d’épaisseur et plus ou moins remaniée par les processus de versant. Elle résulte pour l’essentiel de la météorisation postglaciaire qui s’est exercée aux dépens des polis glaciaires.

5Le climat régional varie avec l’altitude, passant de tempéré froid à forte influence maritime près des côtes (en dessous de 150-200 m), à boréal entre 200 et 900 m d’altitude, pour devenir de type alpin, avec toundra et pergélisol, au-dessus de 1000 m (Gagnon, 1970 ; Gray et Brown, 1979, 1982). La température moyenne annuelle, de l’ordre de 3,5 °C au niveau de la mer, passe à 0 °C vers 600 m et à 4 °C au sommet du mont Jacques-Cartier (1270 m), le point culminant de la Gaspésie. Dans les tranches d’altitude qui nous intéressent, les températures moyennes de juillet sont de l’ordre de 16 °C à 18 °C et celles de janvier de –10 °C à –20 °C. Les précipitations annuelles (pluie et neige), bien réparties sur l’ensemble de l’année, vont de 800 mm au niveau de la mer à plus de 1500 mm au sommet des monts Chic-Chocs. Les chutes de neige, qui représentent environ 30 % des précipitations totales, totalisent 270 à 450 cm par an suivant les secteurs. Le paysage régional est dominé par les sapinières, à bouleau jaune, à bouleau blanc ou à épinette blanche, qui occupent 85 % du territoire (Grandtner, 1972). Dans cette région éloignée des grands centres, les déboisements ont débuté il y a moins de 300 ans (Desjardins et al., 1999).

6Le Bas-St-Laurent et la Gaspésie ont connu une histoire glaciaire complexe que nous résumons rapidement. Tous les âges mentionnés sont calibrés. Vers 16 000 ans BP, tout le territoire est encore occupé par une calotte glaciaire appalachienne dont les contours épousaient grosso modo le tracé des côtes actuelles (Hétu et Gray, 2002 ; Dyke et al., 2003). Cette calotte s’est ensuite morcelée en masses glaciaires résiduelles qui ont fondu à leur propre rythme. La déglaciation finale des secteurs qui nous intéressent remonte à 12 500 ans BP environ, à l’exception du haut plateau du lac de Mont-Louis (fig. 1, site 4) qui a été libéré un peu plus tard, vraisemblablement après 11 000 ans BP (Richard et al., 1997). Parallèlement à la déglaciation, la Mer de Goldthwait –l’une des mers épicontinentales éphémères d’origine glacio-isostatique qui caractérisent la paléogéographie postglaciaire du Québec– a envahi les basses vallées de la zone côtière, y déposant des argiles et des sables littoraux (Dionne, 1977 ; Dionne et Coll, 1995 ; Hétu, 1998b ; Hétu et Gray, 2000).

7Les données paléo-écologiques, tant terrestres que marines, indiquent que le climat de l’Est du Québec est resté relativement froid de la déglaciation jusqu’à 8000 ans BP environ (de Vernal et al., 1993 ; Marcoux et Richard, 1995 ; Richard et Larouche, 1994 ; Sawada et al., 1999). Cette longue période froide voit se succéder diverses formations végétales ouvertes, allant de la toundra herbacée à la pessière ouverte à Aulne crispé. La fermeture définitive des forêts est partout très tardive : vers 8800 ans BP dans l’Ouest du Bas-Saint-Laurent (Richard et Larouche, 1994 ; Richard et al., 1992), entre 8500 et 7400 ans BP au sud de Rimouski (Richard et Larouche, 1994) et vers 8000 ans BP dans le Nord de la Gaspésie (Marcoux et Richard, 1995). Cette longue période froide ponctuée de pauses et de récurrences glaciaires, en particulier durant les Dryas ancien et récent (Hétu, 1998b ; Hétu et Gray, 2000), se signale en outre par une intense activité périglaciaire dans un environnement dominé par le pergélisol (Dionne, 1975 ; Hétu et Gray, 2002 ; Hétu et al., 2003).

8L’optimum climatique holocène se placerait, d’après les données paléo-écologiques terrestres, entre 7800 et 5700 ans BP. Il se caractérise par une plus grande diversité floristique, une remontée de la limite des forêts dans les Chic-Chocs (Payette et Boudreau, 1984) et par l’immigration de l’érable à sucre qui colonise le Nord de la Gaspésie vers 6000 ans BP (Labelle et Richard, 1984 ; Marcoux et Richard, 1995). Dans le golfe du Saint-Laurent, l’optimum climatique, qui se distingue par des eaux de surface plus chaudes de 1 à 2 °C, s’inscrit entre 8800 et 6800 ans BP (de Vernal et al., 1993).

9Le développement des cédrières tourbeuses et des sapinières humides à thuya à partir de 3600 ans BP (Richard et al., 1992 ; Hétu et Gray, 2002), accompagné par un recul des essences thermophiles (Asnong et Richard, 2003), témoigne d’une nouvelle tendance au refroidissement doublée d’un accroissement de l’humidité (Marcoux et Richard, 1995). Ce refroidissement néoglaciaire, enregistré également dans les eaux du golfe (de Vernal et al., 1993), s’est traduit sur les plus hauts sommets (au-dessus de 1000 m) par le recul des forêts subalpines et par une recrudescence de l’activité périglaciaire (Payette et Boudreau, 1984 ; Hétu et al., 2003), notamment des manifestations de gélifluxion active dès 5200 ans BP, mais particulièrement intense depuis 3500 ans BP.

Les cônes alluviaux dans l’Est du Québec

10Les Appalaches québécoises sont très riches en cônes de déjection postglaciaires (Hétu et Gray, 1980). Les cônes étudiés et les ruisseaux qui les alimentent étant trop petits pour être repérés à travers la forêt, la photo-interprétation s’est avérée pratiquement inutile. Les coupes étudiées, qui sont situées le long des routes et des chemins forestiers, ont été localisées en circulant tôt au printemps afin de repérer les petits ruisseaux captés par les fossés de drainage. L’entretien récurrent des fossés par les employés de la voirie dégage de grandes coupes qui traversent les cônes d’un bord à l’autre. La stratigraphie des cônes a été décrite en détail selon les méthodes usuelles (Krüger et Kjaer, 1999). Les analyses granulométriques ont été effectuées au moyen d’un compteur Coulter Beckman LS100. Le diagramme triangulaire a été produit avec le logiciel Tri-Plot développé par Graham et Midgley (2000). L’orientation et l’inclinaison du grand axe des cailloux (axe a) ont été mesurées avec une boussole-clinomètre Brunton. Les stéréogrammes ont été confectionnés avec le logiciel StereoNett 2.46 élaboré par J. Duyster. Les datations 14C conventionnelles ont été étalonnées avec le logiciel CALIB 5.0.2 disponible sur Internet. Elles sont exprimées en années BP. Tous les âges mentionnés dans le texte sont des dates 14C étalonnées en années sidérales. Les dates étalonnées et les dates conventionnelles correspondantes apparaissent dans le tableau 1.

Tableau 1 – Liste des datations 14C. mo : matière organique ; ch : charbon.
Table 1 – List of radiocarbon dates. mo: organic matter; ch: charcoal.

Tableau 1 – Liste des datations 14C. mo : matière organique ; ch : charbon.Table 1 – List of radiocarbon dates. mo: organic matter; ch: charcoal.

11Le chiffre indiqué dans la colonne de droite de ce tableau correspond à la médiane de la fourchette chronologique (2 écart-type) calculée par le logiciel CALIB 5.0.2.

12Deux types de cônes alluviaux doivent être distingués : les cônes caillouteux et les cônes limoneux. Les grands cônes caillouteux, dont la bissectrice est comprise entre 100 et 650 m, sont reliés à des reliefs vigoureux qui entretiennent des écoulements torrentiels compétents capables de transporter des charges très grossières allant des graviers aux blocs pluridécimétriques. Actifs depuis la déglaciation, ces grands cônes caillouteux, assez monotones d’un point de vue stratigraphique et sédimentologique, ne présentent aucune variation verticale de faciès qui pourrait être interprétée en termes de changement environnemental. Les petits cônes limoneux, dont la bissectrice est de l’ordre de 40 à 100 m, sont associés à des reliefs de collines surbaissées qui atteignent tout au plus quelques dizaines de mètres de dénivelée. Ils ont été observés en activité à de nombreuses reprises au printemps, durant la fonte des neiges, et plus rarement en été lors des fortes pluies. Ils sont alimentés par des écoulements de sous-bois peu violents qui transportent essentiellement des limons, des débris organiques (brindilles, feuilles mortes, etc.) et un peu de sable. Ces sédiments se déposent directement sur la litière, parmi les brindilles, les aiguilles de conifère et la végétation basse du sous-bois (fig. 2).

Fig. 2 – Ruissellement printanier et sédimentation alluviale récente sur les cônes étudiés. A : cône de la Neigette (printemps 1994) ; B : cône du lac de Mont-Louis (printemps 2001).
Fig. 2 – Spring runoff and recent alluvial sedimentation on studied fans. A: Neigette fan (Spring 1994); B: Mont-Louis Lake fan (Spring 2001).

Fig. 2 – Ruissellement printanier et sédimentation alluviale récente sur les cônes étudiés. A : cône de la Neigette (printemps 1994) ; B : cône du lac de Mont-Louis (printemps 2001).Fig. 2 – Spring runoff and recent alluvial sedimentation on studied fans. A: Neigette fan (Spring 1994); B: Mont-Louis Lake fan (Spring 2001).

13Lorsque l’accumulation de sédiments est trop réduite, ceux-ci sont comme absorbés par les débris organiques, c’est-à-dire qu’ils ne parviennent pas à former une couche minérale bien individualisée. Il s’instaure alors une sorte d’équilibre dynamique entre la production organique et la sédimentation minérale (fig. 2A). Il en résulte un sédiment brunâtre où la charge minérale et la fraction organique sont intimement mélangées. En revanche, lorsque le ruissellement dépose une couche minérale épaisse de quelques centimètres, la litière est alors fossilisée (fig. 2B), ce qui produit en coupe une alternance de couches organiques et de couches minérales bien individualisées. Plusieurs missions sur le terrain ont été effectuées alors que le ruissellement de fonte des neiges était encore actif (fig. 2A). Elles ont permis de constater que les zones de sédimentation sont peu étendues (entre 10 et 100 m2) et qu’elles se déplacent constamment d’une année à l’autre en fonction de la distribution des congères résiduelles, des arbres qui s’abattent, de la migration latérale des ruisseaux, etc.

14Les petits cônes limoneux paraissent beaucoup plus sensibles aux changements des conditions hydrologiques que les gros cônes caillouteux (Hétu et Bail, 1996). C’est du moins ce que suggèrent les données disponibles actuellement. Nous décrivons ici les quatre cônes alluviaux limoneux découverts à ce jour (fig. 1).

Le cône de Squatec

15Le cône de Squatec, dont la bissectrice mesure une centaine de mètres, est situé sur le terrain du poste de la société Hydro-Québec (47° 52’ 42,5" et 68° 44’ 15,6") près de Squatec. Il s’est développé au pied d’un versant rocheux de 80 mètres de dénivelée et dont la pente moyenne est de l’ordre de 10 % (tab. 2).

Tableau 2 – Caractéristiques des cônes étudiés et de leur bassin versant respectif.
Table 2 – Characteristics of studied alluvial fans and their watershed.

Tableau 2 – Caractéristiques des cônes étudiés et de leur bassin versant respectif.Table 2 – Characteristics of studied alluvial fans and their watershed.

16Sur le versant, le substratum rocheux, composé de schistes et d’argilites, est masqué par des formations superficielles variées, mais peu épaisses (< 50 cm) : des altérites caillouteuses, des placages de till et des lambeaux d’argile glaciolacustre. Cette formation argileuse s’est déposée dans un lac glaciaire –le lac Madawaska–qui s’est vidangé il y a plus de 11 000 ans BP (Kite et Stuckenrath, 1989). Elle recouvre tout le fond de la vallée au nord et à l’ouest de Squatec (Martineau, 1979). Le cône alluvial, alimenté par des ruisseaux descendus du versant, s’est déposé sur cet ancien fond de lac.

17Dans sa partie aval, le cône alluvial est entaillé sur toute sa largeur par un long fossé de drainage (fig. 3).

Fig. 3 – Le cône alluvial de Squatec. A) Vue d’ensemble de la tranchée. B) Stratigraphie du cône. C) Le sol enfoui et la date calibrée obtenue (TO-9984). 1 : argile glacio-lacustre ; 2 : sol enfoui ; 3 : séquence alluviale (cône).
Fig. 3 – The Squatec alluvial fan. A) Full view of the trench. B) Stratigraphy of the fan. C) The buried soil and the calibrate radiocarbon date (TO-9984). 1: Glacial lacustrine clay; 2: buried soil; 3: alluvial sequence (fan).

Fig. 3 – Le cône alluvial de Squatec. A) Vue d’ensemble de la tranchée. B) Stratigraphie du cône. C) Le sol enfoui et la date calibrée obtenue (TO-9984). 1 : argile glacio-lacustre ; 2 : sol enfoui ; 3 : séquence alluviale (cône).Fig. 3 – The Squatec alluvial fan. A) Full view of the trench. B) Stratigraphy of the fan. C) The buried soil and the calibrate radiocarbon date (TO-9984). 1: Glacial lacustrine clay; 2: buried soil; 3: alluvial sequence (fan).

18La tranchée expose deux unités séparées par un sol enfoui. L’unité inférieure, visible sur 1,5 m de hauteur, correspond à une argile silteuse finement laminée, très pauvre en sable : trois des quatre échantillons analysés en sont dépourvus (0 %) ; le dernier n’en contient que 0,9 % (fig. 4).

Fig. 4 – Résultats des analyses granulométriques. 1 : argile glacio-lacustre de Squatec ; 2 : cône alluvial de Squatec ; 3 : cône alluvial du lac de Mont-Louis.
Fig. 4 – Grain-size analysis results. 1: Squatec glaciolacustrine clay; 2: Squatec alluvial fan; 3: Mont-Louis Lake alluvial fan.

Fig. 4 – Résultats des analyses granulométriques. 1 : argile glacio-lacustre de Squatec ; 2 : cône alluvial de Squatec ; 3 : cône alluvial du lac de Mont-Louis.Fig. 4 – Grain-size analysis results. 1: Squatec glaciolacustrine clay; 2: Squatec alluvial fan; 3: Mont-Louis Lake alluvial fan.

19Ce dépôt mis en place par décantation dans une masse d’eau calme correspond à l’argile glaciolacustre qui tapisse le fond de la vallée autour du cône. Cette unité glaciolacustre est séparée de l’unité supérieure par un sol enfoui (fig. 3A et 3B). Celui-ci comprend un horizon hydromorphe surmonté par une couche organique noire, riche en charbons et en débris végétaux (fig. 3C). Une datation AMS effectuée sur des charbons a livré un âge étalonné de 3960 ans BP (TO-9984). Le tracé de la couche noire révèle la présence de deux ravins comblés à la base de l’unité supérieure. Cette dernière unité, dont l’épaisseur au droit du fossé varie entre 0,7 et 1,2 m, est surtout constituée de limon qui représente de 64 % à 68 % du volume des quatre échantillons analysés. Dérivant des formations superficielles qui habillent le versant, ce dépôt est plus riche en sable (entre 4 et 12 %) que les argiles glaciolacustres qu’il surmonte (fig. 4). L’argile, relativement abondante au sein de ce dépôt (entre 20 et 31 %), provient probablement du remaniement des argiles lacustres qui tapissent le bas du versant. Cette unité contient en outre des charbons disséminés dans sa masse ; sa partie supérieure montre des traces de labour jusqu’à 25 cm de profondeur environ. Deux morceaux de charbon récoltés à 38 et à 45 cm de profondeur dans le secteur B (fig. 3B) ont livré des dates étalonnées de 375 et 385 ans BP (TO-9985 et 9986). L’unité supérieure, attribuée à des écoulements en sous-bois peu violents, correspond à un petit cône alluvial de pied de versant dont la mise en place est postérieure à 3960 ans BP. Les dates de 375 et de 385 ans BP obtenues sur des matériaux à très faible profondeur démontrent que la sédimentation s’est poursuivie jusqu’à notre époque. Bien que cette région renferme quelques-uns des plus vieux sites archéologiques paléo-indiens du Québec (celui de Squatec remonte à plus de 9000 ans BP ; Dumais et Rousseau, 2002), toute influence anthropique sur la dynamique des versants et la sédimentation alluviale doit être exclue, car les premiers défrichements n’ont débuté dans cette région qu’à la fin du xixe siècle (Fortin et Lechasseur, 1993).

Le cône de la Neigette

20Situé dans la vallée de la Neigette, à l’est de Rimouski, le petit cône alluvial de la Neigette (bissectrice : 60 m) est alimenté par un bassin versant boisé de 0,145 km2 (tab. 2). La dénivelée entre l’apex du cône et la crête qui limite son bassin versant au nord atteint 130 mètres, pour une pente moyenne de 16 %. Les pentes du bassin versant sont tapissées par une mince couche d’altérite (< 40 cm) limono-sableuse, peu évoluée, riche en plaquettes de schistes et d’argilite, provenant de l’altération du substratum cambro-ordovicien. Le cône, alimenté par deux ruisseaux parallèles, s’étale entre le pied du versant et une barre rocheuse qui limite son développement vers l’aval (fig. 5A).

Fig. 5 – Le cône alluvial de la Neigette. A : vue d’ensemble du cône ; 1 : argile marine ; 2 : cône alluvial ; 3 : barre rocheuse. B : stratigraphie du cône alluvial ; 1 : gravier alluvial ; 2 : unité limoneuse ; h : couche organique.
Fig. 5 – The Neigette alluvial fan. A: full view of the fan; 1: marine clay; 2: alluvial fan; 3: bedrock ridge. B: alluvial fan stratigraphy; 1: coarse alluvial gravel; 2: fine-grained sediment (mainly silt); h : organic layer.

Fig. 5 – Le cône alluvial de la Neigette. A : vue d’ensemble du cône ; 1 : argile marine ; 2 : cône alluvial ; 3 : barre rocheuse. B : stratigraphie du cône alluvial ; 1 : gravier alluvial ; 2 : unité limoneuse ; h : couche organique.Fig. 5 – The Neigette alluvial fan. A: full view of the fan; 1: marine clay; 2: alluvial fan; 3: bedrock ridge. B: alluvial fan stratigraphy; 1: coarse alluvial gravel; 2: fine-grained sediment (mainly silt); h : organic layer.

21Ce cône est situé à 100 m d’altitude environ. Une grande coupe (fossé de drainage) qui le traverse d’un bord à l’autre dans sa partie distale (près de la barre) a permis d’étudier sa structure interne (Hétu et Bail, 1996). Elle révèle que le dépôt alluvial repose sur des argiles marines qu’il est possible d’observer à l’affleurement de part et d’autre du cône (fig. 5A). Cette argile marine s’est déposée peu de temps après la déglaciation (entre 16 000 et 14 000 ans BP) dans un bras étroit de la Mer de Goldthwait (Hétu, 1998b). Par la suite, le soulèvement glacio-isostatique a refoulé les eaux marines. La plaine argileuse qui porte le cône alluvial est émergée depuis au moins 13 000 ans.

22La séquence alluviale proprement dite comprend deux unités très distinctes séparées par une discordance de ravinement (fig. 5B). À la base, reposant sur les argiles marines, on note, sur 12 à 191 cm d'épaisseur, des graviers grossièrement stratifiés et moyennement triés. Ces graviers, aux angles à peine émoussés, dérivent des formations géologiques locales. Ils ne contiennent aucun reste organique. L’épaisseur de cette unité va en diminuant vers les bords du cône. Les graviers sont surmontés par une formation limono-sableuse, bien triée, de 45 à 115 cm d'épaisseur, contenant localement de minces couches de matière organique noire, bien décomposée, qui ont de 1 à 5 cm d’épaisseur. La plupart des couches organiques sont sub-horizontales et elles peuvent être suivies sur quelques mètres latéralement. Certaines couches organiques arquées, concavité vers le haut, soulignent de petits chenaux comblés dont la largeur est comparable à ceux qui sont façonnés en surface par le ruissellement de fonte des neiges (fig. 2A). Les deux unités alluviales sont séparées par une discordance d’érosion. Il est clair que les graviers ont été ravinés avant que ne débute la sédimentation limoneuse. Deux ravins, dont un à fond plat large d’une vingtaine de mètres, y ont été creusés.

23Les cinq datations 14C disponibles proviennent toutes de l’unité limoneuse sommitale (fig. 6).

Fig. 6 – Stratigraphie du cône alluvial de la Neigette avec les dates étalonnées disponibles. Les dates conventionnelles apparaissent au tableau 2. 1 : argile marine ; 2 : gravier alluvial ; 3 : limon alluvial ; 4 : datations 14C.
Fig. 6 – Stratigraphy of the Neigette alluvial fan with available calibrated radiocarbon dates. Conventional dates are shown in Table 2. 1: marine clay; 2: alluvial gravel; 3: alluvial silt; 4: radiocarbon dates.

Fig. 6 – Stratigraphie du cône alluvial de la Neigette avec les dates étalonnées disponibles. Les dates conventionnelles apparaissent au tableau 2. 1 : argile marine ; 2 : gravier alluvial ; 3 : limon alluvial ; 4 : datations 14C.Fig. 6 – Stratigraphy of the Neigette alluvial fan with available calibrated radiocarbon dates. Conventional dates are shown in Table 2. 1: marine clay; 2: alluvial gravel; 3: alluvial silt; 4: radiocarbon dates.

24Elles ont été obtenues sur des couches organiques qui semblent correspondre à des litières ou à des horizons Ah enterrés par la sédimentation alluviale, comme c’est le cas actuellement en surface (fig. 2). L’élaboration de ce cône s’est faite en trois temps, soit, dans l’ordre, la mise en place des graviers, une phase de ravinement, puis enfin l’accumulation de l’unité limoneuse. Les deux premières étapes se placent entre le retrait de la mer et le début de la sédimentation limoneuse, donc en gros entre 13 000 et 8000 ans BP. La mobilisation des graviers suppose une dynamique des versants très active et des écoulements torrentiels compétents (Hétu et Bail, 1996). Ces conditions étaient sans doute réunies dans l’environnement périglaciaire qui prévalait alors. Entre la déglaciation et 8000 ans BP environ, la végétation était soit absente, soit très ouverte (toundra arbustive, forêt-parc), et la présence du pergélisol y est attestée (Dionne, 1975 ; Hétu, 1994a, 1996 ; Richard et Larouche, 1994).

25La phase de ravinement correspond probablement à la fermeture définitive de la canopée que les données paléo-écologiques situent entre 8500 et 7400 ans BP (Richard et Larouche, 1994). L’unité limoneuse s’est déposée durant la phase forestière. Entre un peu plus de 8000 ans BP et environ 4000 ans BP, la sédimentation limoneuse est confinée au ravin à fond plat, puis après 4000 ans BP elle s’étend à tout le cône. Étant encore actif, ce cône est surtout fonctionnel au printemps, durant la fonte des neiges, et occasionnellement en été lors des averses prolongées. Le creusement du fossé de drainage dans les années 1990 a provoqué l’incision des deux ruisseaux qui le traversent.

Le cône de Sainte-Anne-des-Monts

26Le cône de Sainte-Anne-des Monts s’étale de part et d’autre de la route Georges-Pelletier, au contact entre les basses terres et le rebord du plateau gaspésien (fig. 7, tab. 2).

Fig. 7 – Le cône alluvial de Sainte-Anne-des-Monts. A) Photographie aérienne verticale au 1/15 000. F : falaise morte ; T : terrasse marine ; P : plages soulevées ; C1 et C2 : cônes alluviaux. Point blanc : localisation de la coupe étudiée. B) Carte topographique du site. On y distingue la terrasse marine, les deux cônes alluviaux (C1 et C2) et les ravins qui les alimentent. Point noir : localisation de la coupe étudiée. Équidistance : 25 pieds = 8 m.
Fig. 7 – The Sainte-Anne-des-Monts alluvial fan. A) Vertical aerial photography. Scale is 1 / 15 000. F: Abandoned cliff; T: marine terrace; P: raised beaches; C1 and C2: alluvial fans. The white dot indicates the location of the studied cross-section. B) Topographic map of the studied site. The marine terrace and both alluvial fans with associated gullies can be seen. The black dot locates the studied section. Equidistance: 25 feet = 8 metres.

Fig. 7 – Le cône alluvial de Sainte-Anne-des-Monts. A) Photographie aérienne verticale au 1/15 000. F : falaise morte ; T : terrasse marine ; P : plages soulevées ; C1 et C2 : cônes alluviaux. Point blanc : localisation de la coupe étudiée. B) Carte topographique du site. On y distingue la terrasse marine, les deux cônes alluviaux (C1 et C2) et les ravins qui les alimentent. Point noir : localisation de la coupe étudiée. Équidistance : 25 pieds = 8 m.Fig. 7 – The Sainte-Anne-des-Monts alluvial fan. A) Vertical aerial photography. Scale is 1 / 15 000. F: Abandoned cliff; T: marine terrace; P: raised beaches; C1 and C2: alluvial fans. The white dot indicates the location of the studied cross-section. B) Topographic map of the studied site. The marine terrace and both alluvial fans with associated gullies can be seen. The black dot locates the studied section. Equidistance: 25 feet = 8 metres.

27Il s'est mis en place sur une terrasse marine de la Mer de Goldthwait située à 45 mètres d'altitude et datée d'environ 13 000 ans BP (Lebuis et David, 1977). Le cône, dont la bissectrice atteint environ 40 m, est alimenté par deux vallons inscrits dans la falaise morte (fig. 7B). Il fossilise un site archéologique paléo-indien daté de 6800 BP environ dont le contexte et les vestiges archéologiques ont été décrits en détail par J. Benmouyal (1987). Nous ajoutons ici des données stratigraphiques et sédimentologiques inédites récoltées par le professeur P. Gangloff (comm. pers., 2001). La coupe excavée lors des fouilles archéologiques montre deux unités séparées par un sol enfoui, c’est-à-dire des sables littoraux sous-jacents au cône et la séquence alluviale qui retient notre attention.

28Les sédiments littoraux se composent de bancs de galets qui alternent avec des couches de sable. Ils se terminent au sommet par une couche de sable grossier, très bien trié, sur un mètre d’épaisseur. Le matériel caillouteux est constitué de roches locales, indiquant une alimentation à partir des reliefs voisins, notamment de la falaise morte. Le grand axe des galets de schistes mesure de 3 à 10 cm. La médiane des indices d’émoussé, calculés selon la méthode de A. Cailleux et J. Tricart (1959) est de 207. Elle traduit un degré d’usure comparable à l'ensemble des formations littorales goldthwaitiennes de la région (Hétu, 1987).

29La partie supérieure des sables littoraux comporte un podzol fossile dont les horizons organiques sont absents, probablement érodés et incorporés dans les dépôts sus-jacents. Par contre, on distingue très bien l'horizon lessivé (Ae), blanchâtre, dont l'épaisseur varie de 5 à 10 cm. Légèrement consolidé, il surmonte un horizon B de couleur rouille qui est lui aussi partiellement concrétionné. C'est dans l'horizon Ae ou à sa base, au contact de l'horizon B, que le matériel archéologique a été prélevé (Benmouyal, 1987). L’occupation du site par les Paléo-indiens remonterait à 6800 ans BP (QU-347). Cette date a été obtenue sur des fragments de charbon de bois « […] associés à des restes culturels, surtout des éclats, et des pierres interprétées comme étant les vestiges d’un foyer » (Benmouyal, 1987).

30La séquence alluviale au droit du site archéologique est épaisse d’environ 1 mètre. Elle s'amincit progressivement vers le rebord de la terrasse, au nord, pour finir par disparaître complètement (fin du cône). La coupe expose, sur 1 m d’épaisseur, neuf couches de limon de 2,5 à 27,5 cm d’épaisseur et trois lentilles constituées de sables grossiers et de gravillons de schistes décomposés formant des taches jaunes. Ces lentilles ont 2,5 à 7,5 cm d’épaisseur. Les lits de limons, riches en matière organique, sont de couleur noire. Les sept analyses granulométriques réalisées sur les couches de limon indiquent que la médiane oscille entre 11 et 44 microns. Ces couches contiennent en outre des argiles et des sables dans des proportions qui vont de 10 à 20 % pour les premières et de 20 à 40 % pour les seconds.

31Cette coupe permet de dégager la séquence d’événements qui suit. L’exondation de la terrasse marine vers 13 000 ans BP a été suivie par l'occupation humaine, puis par une phase de pédogenèse, avant qu'un cône de déjection ne vienne la recouvrir localement. La date obtenue sur le niveau archéologique (6800 ans BP) fournit un âge maximum pour le début de la sédimentation alluviale qui pourrait être, en fait, beaucoup plus récente. Ce cône, de toute évidence, appartient à la phase forestière (Labelle et Richard, 1984 ; Marcoux et Richard, 1995). Des limons noirs, organiques, continuent de s'accumuler dans un marais, au pied de la falaise morte. Ils suggèrent que le cône s’est mis en place dans un milieu marécageux, sous l’influence du ruissellement issu des vallons creusés dans la falaise morte.

Le cône du lac de Mont-Louis

32Un dernier cône de déjection limoneux a été découvert sur le plateau gaspésien, vers 630 m d’altitude, à proximité du lac de Mont-Louis (fig. 1, tab. 2). Avant la construction de la route forestière qui le recoupe, sa bissectrice devait atteindre une cinquantaine de mètres (il en reste 40). Une tranchée de plus de plus de 10 m de longueur a été dégagée dans la partie occidentale du cône (fig. 8A).

Fig. 8 – Le cône alluvial du lac de Mont-Louis. A : vue d’ensemble de la partie occidentale du cône. La coupe étudiée apparaît à gauche du camion. B : une partie de la coupe ; 1 : diamicton basal (solifluxion) ; 2 : séquence alluviale ; 3 : couches organiques. C : dépôt de solifluxion (cailloux fortement orientés).
Fig. 8 – The Mont-Louis Lake alluvial fan. A: full view of the western side of the fan. The studied trench is located on the left-hand side of the truck. B: A section of the trench; 1: diamict interpreted as a solifluction deposit; 2: the alluvial sequence; 3: peat layer. C: close-up of the solifluction deposit. The clasts are strongly oriented.

Fig. 8 – Le cône alluvial du lac de Mont-Louis. A : vue d’ensemble de la partie occidentale du cône. La coupe étudiée apparaît à gauche du camion. B : une partie de la coupe ; 1 : diamicton basal (solifluxion) ; 2 : séquence alluviale ; 3 : couches organiques. C : dépôt de solifluxion (cailloux fortement orientés).Fig. 8 – The Mont-Louis Lake alluvial fan. A: full view of the western side of the fan. The studied trench is located on the left-hand side of the truck. B: A section of the trench; 1: diamict interpreted as a solifluction deposit; 2: the alluvial sequence; 3: peat layer. C: close-up of the solifluction deposit. The clasts are strongly oriented.

33Elle révèle trois unités distinctes : un diamicton basal, la séquence alluviale proprement dite et une tourbe sommitale (fig. 9).

Fig. 9 – Stratigraphie de la partie occidentale du cône du lac de Mont-Louis et résultats des datations (dates calibrées). 1 : diamicton basal (solifluxion) ; 2 : séquence alluviale (limon) ; 3 : lentille de gravier ; 4 : tourbe ; 5 : couches organiques. Les astérisques localisent les mesures d’orientation et d’inclinaison des cailloux. Les résultats sont présentés sur les deux stéréogrammes (A et B). Le stéréogramme C révèle une forte proportion de cailloux imbriqués.
Fig. 9 – Stratigraphy of the western part of the Mont-Louis lake alluvial fan, and calibrated radiocarbon dates. 1: basal diamict (solifluction deposit); 2: alluvial sequence (silt); 3: gravel lens; 4: peat layer; 5: organic layers. Location of measurements of clast inclination and orientation is indicated with an asterisk. Results are indicated on stereograms B and C. The stereogram C shows a high proportion of imbricated clasts.

Fig. 9 – Stratigraphie de la partie occidentale du cône du lac de Mont-Louis et résultats des datations (dates calibrées). 1 : diamicton basal (solifluxion) ; 2 : séquence alluviale (limon) ; 3 : lentille de gravier ; 4 : tourbe ; 5 : couches organiques. Les astérisques localisent les mesures d’orientation et d’inclinaison des cailloux. Les résultats sont présentés sur les deux stéréogrammes (A et B). Le stéréogramme C révèle une forte proportion de cailloux imbriqués.Fig. 9 – Stratigraphy of the western part of the Mont-Louis lake alluvial fan, and calibrated radiocarbon dates. 1: basal diamict (solifluction deposit); 2: alluvial sequence (silt); 3: gravel lens; 4: peat layer; 5: organic layers. Location of measurements of clast inclination and orientation is indicated with an asterisk. Results are indicated on stereograms B and C. The stereogram C shows a high proportion of imbricated clasts.

34Le cône alluvial repose sur un diamicton de couleur grise, massif, à matrice limono-sableuse peu abondante et dont la charge clastique, généralement jointive, est constituée de fragments anguleux d’origine locale (schistes, argilite, grès) auxquels se mêlent quelques cailloux subarrondis aux faces polies et striées (façonnement glaciaire). Les éléments allongés sont orientés dans le sens de la pente générale du versant (fig. 8C, fig. 9B et fig.9C). La surface du diamicton présente une topographie irrégulière avec un monticule et deux petits ravins dans le fond de la dépression (fig. 9A). Ce diamicton s’étend à tout le versant de part et d’autre du cône ; il n’appartient pas à la séquence alluviale qui le surmonte. Il s’agit probablement d’un dépôt de solifluxion remaniant des altérites d’origine périglaciaire et les cailloutis glaciaires tapissant le versant.

35La séquence alluviale est exposée sur environ 35 m de largeur, principalement dans la partie occidentale du cône (fig. 8A). Son épaisseur oscille entre 50 et 90 cm. Elle ravine le diamicton basal dont elle est séparée par une couche organique riche en charbon qui se dédouble localement (fig. 9). Cette couche organique correspond vraisemblablement à un humus antérieur à la sédimentation alluviale. Elle a fourni six dates 14C qui s’organisent en deux groupes. Les quatre plus anciennes sont localisées dans le fond de la dépression latéralement par rapport au monticule : elles s’échelonnent entre 7760 et 6215 ans BP (fig. 9A et tab. 1). Les dates UL-2199 et TO-9115 ont été obtenues sur le même échantillon, la première sur la matière organique en vrac (6215 BP) et la seconde sur les charbons qu’elle contenait (7760 ans BP). Ces charbons pourraient provenir d’un seul et unique feu ou de plusieurs. Dans ce dernier cas, il s’agirait d’un âge moyen. L’écart de plus de 1500 ans entre les deux dates implique une longue période de stabilité relative entre la mise en place du diamicton et le début de la sédimentation alluviale. Celle-ci semble avoir commencé beaucoup plus tard sur le monticule, soit après 3500 ans BP (UL-2311 et 2475).

36La séquence alluviale est constituée par la superposition de grandes couches de limon brun, très bien trié, de 2 à 35 cm d’épaisseur. Celles-ci sont séparées par des horizons de matière organique brun foncé à noire, très bien décomposée, dont l’épaisseur varie entre 1 et 7 cm (fig. 8B). Certains horizons peuvent être suivis latéralement sur plus de 4 à5 m. D’autres, plus courts, dessinent des arcs inversés (concavité vers le haut) qui soulignent des fonds de chenaux colmatés. Une lentille de sable grossier est visible localement. La distribution des dates disponibles indique que la sédimentation s’est faite très lentement entre 6220 et 4770 ans BP et qu’elle était pour l’essentiel limitée au fond d’une partie de la dépression. Le gros de la sédimentation dans cette partie du cône s’effectue entre 3545 et 1245 ans BP (fig. 9A). La séquence se termine au sommet par une tourbe forestière de 30 à 40 cm d’épaisseur qui a commencé à se former vers 1245 ans BP (UL-2312) à la faveur d’une accalmie dans la sédimentation limoneuse, laquelle est encore active dans la partie orientale du cône.

37Les données disponibles, ajoutées à celles déjà publiées (Richard et al., 1997), permettent de reconstituer la séquence d’événements suivante. Entre la déglaciation, qui survient dans ce secteur vers 11 000 ans BP, et l’afforestation, que les données disponibles permettent de situer vers 8000 ans BP, le diamicton a été remanié par la solifluxion dans une ambiance climatique de type périglaciaire, avec pergélisol. La végétation s’est installée sur ce versant dès 7700 ans BP. Commence alors une période de stabilité relative qui se poursuit jusqu’à 6200 ans BP et au cours de laquelle il se produit plusieurs incendies. La sédimentation alluviale, très lente avant 4770 BP, s’accélère entre 3500 et 1600 ans BP. Elle devient négligeable après cette date, du moins au droit de la coupe. De nos jours, elle est confinée à la partie orientale du cône (fig. 2B). Le cône et son bassin étaient entièrement boisés avant les coupes récentes. La sédimentation alluviale, contemporaine de la phase forestière, résulte d’un ruissellement de sous-bois à faible débit qui est surtout actif au printemps, durant la fonte des neiges, mais que nous avons vu également en activité en été après une longue séquence de pluie.

Conclusion

38Il importe de rappeler que la mise en place des cônes alluviaux étudiés exclut d’emblée toute influence anthropique. Les Paléo-indiens étaient des nomades chasseurs-cueilleurs dont l’emprise sur le paysage peut être considérée comme négligeable (Benmouyal, 1987 ; Chalifoux, 1999). Les déboisements ont débuté avec l’arrivée des Européens et leurs descendants. Sur la côte, les défrichements ont commencé, il y a moins de 300 ans, et dans l’arrière-pays, où sont localisés les cônes de Squatec et du lac de Mont-Louis, il y a moins d’un siècle (Fortin et Lechasseur, 1993). Les cônes étudiés appartiennent bel et bien à la morphogenèse forestière du Québec méridional.

39Malgré la distance qui les sépare, les quatre cônes étudiés permettent de reconstituer des évolutions très similaires. Ces cônes limoneux sont apparus dans la deuxième moitié de l’Holocène après une période de stabilité (biostasie) dont la durée s’étend, suivant les secteurs, sur un à quatre millénaires. On sait, comme l’ont démontré plusieurs études, que le climat de l’Holocène moyen (entre 6500 et environ 3500 ans BP) était beaucoup plus sec (Lavoie et Richard, 2000 ; Carcaillet et Richard, 2000 ; Asnong et Richard, 2003). Le bilan hydrique de cette période ne permettait probablement pas de soutenir des écoulements efficaces en sous-bois. C’est du moins ce que suggèrent nos données sur l’évolution de la sédimentation alluviale qui s’avère très lente, voire nulle, avant 4000 ans BP. Les cônes se mettent en place durant l’Holocène supérieur à la faveur d’une recrudescence des écoulements en sous-bois, qui semble s’accentuer après 4000 BP alors que les lacs du nord-est américain connaissent une forte hausse de leur plan d’eau. Cette hausse a été attribuée par C. Carcaillet et P.J.H. Richard (2000) a une augmentation des précipitations hivernales. Il est évident qu’il existe une relation entre la quantité de neige accumulée dans les bassins versants au cours de l’hiver et le ruissellement printanier. Les nombreux ruisselets qui dévalent les pentes boisées du sud du Québec durant la fonte des neiges en administrent la preuve. Il est donc tout à fait plausible de leur attribuer la mise en place des cônes limoneux décrits dans cet article, d’autant plus que cette sédimentation alluviale que l’on pourrait qualifier de nivale a pu être saisie sur le vif à plusieurs reprises lors de nos campagnes de terrain printanières. Les données disponibles confirment l’existence d’un climat plus humide à l’Holocène supérieur (depuis 4000 ans) et appuient l’hypothèse formulée par C. Carcaillet et P.J.H.Richard (2000) pour rendre compte de la hausse récente du niveau des lacs.

40Les petits cônes alluviaux de la forêt boréale recèlent des archives paléohydrologiques d’une grande richesse qui sont encore peu exploitées et cette étude en révèle le potentiel. Il faudra cependant étendre l’analyse à de nombreux cônes avant que ne se dégagent, par-delà les dynamiques locales, les véritables tendances régionales. Pour ce faire, il faudra prendre appui sur des études de cas bien documentées. Le cône du lac de Mont-Louis, mieux daté, démontre la nécessité de raffiner le cadre chronologique. Il faut se méfier des coupes ponctuelles ouvertes au hasard dans les cônes et tabler au contraire sur les grandes coupes qui les traversent d’un bord à l’autre car la sédimentation est susceptible de se déplacer avec le temps (Hétu et Bail, 1996). Il faudra par ailleurs préciser le rôle respectif du ruissellement nival et celui déclenché par les fortes pluies.

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Annexe

Abridged English version

In the northeast of North America, most data on the evolution of late Holocene palaeohydrologic conditions are obtained by the study of lakes and peat bogs. Two distinct periods can be defined by these data (Harrison, 1989; Payette and Filion, 1993; Yu et al., 1997; Newby et al., 2000; Lavoie and Richard, 2000; Carcaillet and Richard, 2000; Asnong and Richard, 2003; Miousse et al., 2003). The evidence first points to a low water level period between 6 500 and 3 500 years BP for the eastern side of North America. The climate for this period was hotter and dryer. The second period, from 3 500 yr BP to the present day, is characterised by high water levels. This cooler and more humid period is also distinguished by the formation of numerous peat-bogs in humid depressions in southern Quebec (Richard et al., 1992; Hétu and Gray, 2002). Development of cooler and more humid conditions may be attributed to a reorganization of atmospheric circulation over the North American continent that could have been responsible for an increase in winter precipitations (Carcaillet et al., 2001; Shuman and Donnelly, 2006). Carcaillet and Richard (2000) suggested that this may explain the recent water-level increases in lakes, emphasizing the major role played by winter snowfall on lake water levels. Indeed, water released by snowmelt contributes directly to lake recharges, maximum levels being reached in springtime (Lauriol et al., 1985; Bégin and Payette, 1988).

The goal of this article is to verify Carcaillet and Richard’s (2000) hypothesis in order to explain the late Holocene increase in lake water levels. Water released by snowmelt must first flow throughout the catchment area before reaching lakes or rivers. These flows carry sediments and organic debris that are deposited at the bottom of hillslopes (fig. 2), forming small alluvial fans with radiuses ranging from 40 to 100 metres. Alluvial fans have developed primarily as a result of the resedimentation of postglacial hillslope regolith and late Wisconsin drift. We have studied the stratigraphy of four fans located in southern Quebec (fig. 1, table 1), in order to determine the time period during which they were formed. This region is completely forested since at least 8000 years. It is of the utmost importance to mention the absence of human influence on the evolution of the fans, as land clearings in the area started only 300 years ago. Various Quaternary deposits can be found under the fans: glaciolacustrine clay, marine clay, solifluction deposits and coarse alluviums (fig. 3, 5, 6, 7 and 8). The fans themselves essentially consist of fine sediment, mainly silt (fig. 4). They also contain organic layers, pieces of wood and charcoal (fig. 7). Detailed geomorphologic analysis of alluvial fans demonstrates evidence of episodic phases of late Holocene surface aggradation. A total of twenty-two radiocarbon dates from organic horizons above and below inorganic units indicate that the fans have been formed mainly after 4000 yr BP (fig. 3, 5, 6, 7 and 8; table 2). The warmer and dryer climate prevailing before 4000 yr BP does not seem to have been favourable for the formation of these small alluvial fans. The formation of fans requires an increase in spring runoff, and hence an increase of winter snowfall, constituting additional evidence of a cooler and more humid climate during the late Holocene. Finally, our results support the assumption stated by Carcaillet and Richard (2000) to explain the rise of lake levels during the Late Holocene.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Localisation des cônes étudiés. 1 : cône de Squatec ; 2 : cône de la Neigette ; 3 : cône de Sainte-Anne-des-Monts ; 4 : cône du lac de Mont-Louis.Fig. 1 – Map showing location of studied alluvial fans. 1: Squatec fan; 2: Neigette fan; 3: Ste-Anne-des-Monts fan; 4: Mont-Louis Lake fan.
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Titre Tableau 1 – Liste des datations 14C. mo : matière organique ; ch : charbon.Table 1 – List of radiocarbon dates. mo: organic matter; ch: charcoal.
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Titre Fig. 2 – Ruissellement printanier et sédimentation alluviale récente sur les cônes étudiés. A : cône de la Neigette (printemps 1994) ; B : cône du lac de Mont-Louis (printemps 2001).Fig. 2 – Spring runoff and recent alluvial sedimentation on studied fans. A: Neigette fan (Spring 1994); B: Mont-Louis Lake fan (Spring 2001).
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Titre Tableau 2 – Caractéristiques des cônes étudiés et de leur bassin versant respectif.Table 2 – Characteristics of studied alluvial fans and their watershed.
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Titre Fig. 3 – Le cône alluvial de Squatec. A) Vue d’ensemble de la tranchée. B) Stratigraphie du cône. C) Le sol enfoui et la date calibrée obtenue (TO-9984). 1 : argile glacio-lacustre ; 2 : sol enfoui ; 3 : séquence alluviale (cône).Fig. 3 – The Squatec alluvial fan. A) Full view of the trench. B) Stratigraphy of the fan. C) The buried soil and the calibrate radiocarbon date (TO-9984). 1: Glacial lacustrine clay; 2: buried soil; 3: alluvial sequence (fan).
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Titre Fig. 4 – Résultats des analyses granulométriques. 1 : argile glacio-lacustre de Squatec ; 2 : cône alluvial de Squatec ; 3 : cône alluvial du lac de Mont-Louis.Fig. 4 – Grain-size analysis results. 1: Squatec glaciolacustrine clay; 2: Squatec alluvial fan; 3: Mont-Louis Lake alluvial fan.
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Titre Fig. 5 – Le cône alluvial de la Neigette. A : vue d’ensemble du cône ; 1 : argile marine ; 2 : cône alluvial ; 3 : barre rocheuse. B : stratigraphie du cône alluvial ; 1 : gravier alluvial ; 2 : unité limoneuse ; h : couche organique.Fig. 5 – The Neigette alluvial fan. A: full view of the fan; 1: marine clay; 2: alluvial fan; 3: bedrock ridge. B: alluvial fan stratigraphy; 1: coarse alluvial gravel; 2: fine-grained sediment (mainly silt); h : organic layer.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/5533/img-7.png
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Titre Fig. 6 – Stratigraphie du cône alluvial de la Neigette avec les dates étalonnées disponibles. Les dates conventionnelles apparaissent au tableau 2. 1 : argile marine ; 2 : gravier alluvial ; 3 : limon alluvial ; 4 : datations 14C.Fig. 6 – Stratigraphy of the Neigette alluvial fan with available calibrated radiocarbon dates. Conventional dates are shown in Table 2. 1: marine clay; 2: alluvial gravel; 3: alluvial silt; 4: radiocarbon dates.
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Titre Fig. 7 – Le cône alluvial de Sainte-Anne-des-Monts. A) Photographie aérienne verticale au 1/15 000. F : falaise morte ; T : terrasse marine ; P : plages soulevées ; C1 et C2 : cônes alluviaux. Point blanc : localisation de la coupe étudiée. B) Carte topographique du site. On y distingue la terrasse marine, les deux cônes alluviaux (C1 et C2) et les ravins qui les alimentent. Point noir : localisation de la coupe étudiée. Équidistance : 25 pieds = 8 m.Fig. 7 – The Sainte-Anne-des-Monts alluvial fan. A) Vertical aerial photography. Scale is 1 / 15 000. F: Abandoned cliff; T: marine terrace; P: raised beaches; C1 and C2: alluvial fans. The white dot indicates the location of the studied cross-section. B) Topographic map of the studied site. The marine terrace and both alluvial fans with associated gullies can be seen. The black dot locates the studied section. Equidistance: 25 feet = 8 metres.
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Titre Fig. 8 – Le cône alluvial du lac de Mont-Louis. A : vue d’ensemble de la partie occidentale du cône. La coupe étudiée apparaît à gauche du camion. B : une partie de la coupe ; 1 : diamicton basal (solifluxion) ; 2 : séquence alluviale ; 3 : couches organiques. C : dépôt de solifluxion (cailloux fortement orientés).Fig. 8 – The Mont-Louis Lake alluvial fan. A: full view of the western side of the fan. The studied trench is located on the left-hand side of the truck. B: A section of the trench; 1: diamict interpreted as a solifluction deposit; 2: the alluvial sequence; 3: peat layer. C: close-up of the solifluction deposit. The clasts are strongly oriented.
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Titre Fig. 9 – Stratigraphie de la partie occidentale du cône du lac de Mont-Louis et résultats des datations (dates calibrées). 1 : diamicton basal (solifluxion) ; 2 : séquence alluviale (limon) ; 3 : lentille de gravier ; 4 : tourbe ; 5 : couches organiques. Les astérisques localisent les mesures d’orientation et d’inclinaison des cailloux. Les résultats sont présentés sur les deux stéréogrammes (A et B). Le stéréogramme C révèle une forte proportion de cailloux imbriqués.Fig. 9 – Stratigraphy of the western part of the Mont-Louis lake alluvial fan, and calibrated radiocarbon dates. 1: basal diamict (solifluction deposit); 2: alluvial sequence (silt); 3: gravel lens; 4: peat layer; 5: organic layers. Location of measurements of clast inclination and orientation is indicated with an asterisk. Results are indicated on stereograms B and C. The stereogram C shows a high proportion of imbricated clasts.
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Pour citer cet article

Référence papier

Bernard Hétu, « Paléohydrologie à l’Holocène supérieur dans l’Est du Québec (Canada) : l’apport des petits cônes alluviaux », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 14 - n° 1 | 2008, 45-57.

Référence électronique

Bernard Hétu, « Paléohydrologie à l’Holocène supérieur dans l’Est du Québec (Canada) : l’apport des petits cônes alluviaux », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 14 - n° 1 | 2008, mis en ligne le 01 avril 2010, consulté le 18 octobre 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/5533 ; DOI : 10.4000/geomorphologie.5533

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Droits d’auteur

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