Les glissements sous-marins dans l'estuaire du Saint-Laurent, Québec, Canada

Submarine landslide in the St. Lawrence Estuary

• Auteur / Autrice : Méril Mérindol
• Direction : Nabil Sultan, Guillaume St-Onge
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 14/12/2022
• Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Université du Québec à Rimouski
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géo-Océan (Plouzané, Finistère) - Institut des sciences de la mer de Rimouski
• Jury : Président / Présidente : Jacques Déverchère
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nabil Sultan, Guillaume St-Onge, Jacques Déverchère, Thierry Mulder, Nathalie Feuillet, Nathalie Babonneau, Elda Miramontes García, Stéphanie Girardclos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Mulder, Nathalie Feuillet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Saint-Laurent, Estuaire du (Canada)

Paléosismologie

Sédimentologie

Mots clés libres

Aléas-géologiques

Géotechnique

Liquéfaction

Paléo-sismologie

Sédimentologie

Stabilité de pente

Geological hazards

Geotechnics

Liquefaction

Paleoseismology

Sedimentology

Slope stability

Résumé

L’estuaire du Saint-Laurent, situé dans la province du Québec au sud-est du Canada, abrite près d’une centaine de glissements sous-marins. Leur présence dans cette région avec un haut niveau d’aléa sismique a conduit à supposer qu’ils ont été déclenchés par la sismicité régionale. Le présent projet de doctorat a donc pour objectif de comprendre l’origine de ces glissements sous-marins. Le projet utilise une grande quantité de données géophysiques, sédimentologiques, datations et géotechniques qui sont intégrées dans des modèles numériques. Les glissements sous-marins de l’estuaire du Saint-Laurent ont des âges synchrones sur près de 220 km et sont corrélés aux séismes historiques majeurs. Ainsi, seule la sismicité peut les avoir déclenchés. L’établissement de cette relation permet d’identifier deux évènements sismiques antérieurs à la colonisation européenne en ~645 CE et ~1145 CE. De plus, le séisme de 1663 CE ressort comme l’évènement majeur des derniers 2000 ans car il a déclenché le plus de glissements sous-marins. Son épicentre positionné dans la région de Charlevoix n’avait pas été révisé depuis près d’un siècle. A partir des glissements sous-marins déclenchés par la liquéfaction du sédiment, l’épicentre du séisme de 1663 CE a pu être repositionné à plus de 120 km au nord-est de sa position initiale. Ainsi, il serait associé à une faille active au large de la ville de Tadoussac, proche de l’embouchure du fjord du Saguenay. Enfin, les plans de rupture des glissements sous-marins se développent aux interfaces d’unités sédimentaires qui correspondent à des transitions d’environnement de dépôt. L’intégration de ces niveaux de décollement dans des modèles numériques permettent de prédire les zones qui en cas de séisme majeur glisseront.En conclusion, la sismicité est le facteur de déclenchement de glissements sous-marins dans l’estuaire du Saint-Laurent et cela s’explique par la liquéfaction de niveaux grossiers (silt à sable) générée par les secousses sismiques. De futurs glissements sous-marins sont susceptibles de se produire à l’avenir soulignant la nécessité d’étudier cet aléa naturel au Québec.

The St. Lawrence Estuary, located in the province of Québec in southeastern Canada, is home to almost one hundred submarine landslides. Their presence in this region of high seismic hazard has led to the assumption that they were triggered by regional seismicity. The aim of this PhD project is to understand the origin of these submarine landslides. The project comprises a huge amount of geophysical, sedimentological, age and geotechnical datas which are integrated into numerical simulations.Submarine landslides in the St. Lawrence Estuary have synchronous ages over 220 km and are correlated with major historical earthquakes. Thus, only seismicity can have triggered them. Establishing this relationship allows us to identify two seismic events prior to European colonization around 645 CE and 1145 CE. Moreover, the 1663 CE earthquake appears to be the major event of the least 2000 years because it triggered the greatest number of submarine landslides. Its epicenter located in the Charlevoix region had not been revised for almost century. Using submarine landslides triggered by sediment liquefaction, the epicenter of the 1663 CE earthquake could be repositioned more than 120 km northeast of its originally presumed position. Thus, it could be associated with an active fault off the city of Tadoussac, near the mouth of the Saguenay Fjord. Finally, submarine landslide failure planes develop at interfaces of sedimentary units that correspond to depositional environment transitions. The integration of these levels of detachment in numerical models allows the prediction of areas that will slip in the future, in the case of a major earthquake.In summary, seismicity is the triggering factor for submarine landslides in the St. Lawrence Estuary and this is due to the liquefaction of coarse levels (silt to sand) generated by seismic shaking. Submarine landslides are likely to occur in the future, hence the need to study this natural hazard in Québec.