Les carottes de Manicouagan

Sa forme ronde et son île centrale lui valent le surnom de l’Œil du Québec : le lac Manicouagan. Ce lac a aussi la particularité d’occuper un cratère météorique, d’être le plus profond du Québec et même d’atteindre une profondeur sous le niveau de la mer. C’est aussi un territoire innu perdu en 1970 par la mise en eau du barrage Manic-5. L’histoire de ce paysage désormais englouti est conservée dans les sédiments du lac et Léo Chassiot, professeur au Département des sciences de l’environnement de l’Université du Québec à Trois-Rivières s’est donné comme mission de la déchiffrer.

Un peu de cartographie

« Si on regarde les cartes historiques, il y avait deux grands lacs, un peu en arc, de chaque côté, le lac Manicouagan à l’Est et le lac Mouchalagane à l’Ouest », décrit Léo Chassiot. Avant l’ennoiement, le lac Manicouagan faisait déjà 60 km de long, entre 2 et 3 km de large et 320 m de profondeur. Le barrage a fait monter le niveau d’eau de 130 m et réuni les deux lacs. 
Au Département de géographie de l’Université Laval, le professeur Patrick Lajeunesse s’était déjà intéressé à ce lac et en avait sondé les profondeurs à l’aide d’un échosondeur à balayage multi-faisceaux à 250 kHz. À cette fréquence, l’onde est réfléchie par les sédiments et en connaissant la vitesse de propagation de l’onde dans l’eau et le positionnement  GPS, il est possible d’établir une carte bathymétrique 3D du fond du lac. Cette carte révèle une profondeur maximale de 100 m sous le niveau de la mer! Or cette profondeur est seulement celle de la surface des sédiments. Le roc qui constitue le vrai fond du lac est encore plus loin sous la couche de sédiments. Pour percer les sédiments, Patrick Lajeunesse avait procédé par imagerie acoustique avec des ondes de plus basse fréquence, de 3 kHz, capables d’imager 20 à 30 mètres de sédiments sous la surface. Avec des fréquences encore plus basses, ses collègues allemands sont parvenus à atteindre le socle rocheux 250 à 280 m sous la surface des sédiments. Cette profondeur est cependant obtenue au détriment de la résolution, alors que l’imagerie à 3 kHz donne une visualisation plus précise de l’accumulation des sédiments depuis les dernières décennies et notamment depuis le remplissage du réservoir. Alors qu’il était professionnel de recherche au côté de Patrick Lajeunesse, Léo Chassiot a entrepris de décortiquer ces données pour avoir un premier aperçu de la morphologie du lac et de son histoire. Les données acoustiques à 3 kHz apportent déjà des indices sur la nature des sédiments, mais pour aller plus loin dans la compréhension de la dynamique de sédimentation, Léo Chassiot a entrepris de carotter le fond du lac. Partant des données géophysique, il a identifié 20 sites situés entre 220 et 440 m de profondeur susceptibles de porter les traces de l’ennoiement du barrage et organisé une campagne de carottage.

Expédition carottage

En hiver 2022, Léo Chassiot a rejoint à la station Uapishka – monts Groulx et a reçu le soutien de la communauté de Pessamit pour parcourir le réservoir en long et en large et prélever les 20 carottes de sédiments. « Anthony Bacon, qui est agent territorial, nous a beaucoup aidé pendant 15 jours à circuler en skidoo sur la glace avec le matériel de façon sécuritaire. Il fallait faire parfois 30 km d’un côté pour rejoindre un site, puis 25 km de l’autre côté. Chaque fois, installer le trépied, forer la glace, descendre le carottier et le remonter avec la carotte. Mais avec  3 à 400 m d’eau, on ne pouvait simplement le tirer manuellement. On l’attachait à la motoneige et c’est Anthony qui le remontait tranquillement », raconte Léo Chassiot. Vingt carottes d’environ 1 m de long ont ainsi été remontées des profondeurs du lac, prêtes à révéler 2000 ans d’histoire.

Ce que disent les carottes

L’examen des sédiments montre le changement drastique dude régime de sédimentation avec la mise en eau du barrage. Avant 1970, le lac ressemblait à un fjord avec des pentes escarpées qui apportaient des sédiments de nature minérale. « Avant le barrage, les sédiments sont brun clair et après, les sédiments sont sombres, riches en matières organiques. Avant, il y avait une sédimentation liée à l’érosion des dépôts glaciaires et avec le barrage, tous ces systèmes sédimentaires qui étaient actifs se sont retrouvés sous 130 m d’eau et se sont arrêtés. Depuis, il n’y a plus ces apports minéraux, mais il y a des sédiments organiques qui viennent de la décomposition des sols ennoyés », décrit Léo Chassiot. 
Les carottes révèlent aussi des dépôts de glissements de terrain. « Lors d’un glissement de terrain, il y a d’abord un panache d’eau turbide et débris qui dévalent les pentes et dépose des couches épaisses de sédiments homogènes et ensuite, des particules fines qui restent en suspension et qui décantent très doucement en lamines très claires. Ce sont de bons indices de glissements », explique Léo Chassiot. Ces glissements de terrains, nombreux avant le barrage, se sont raréfiés depuis, bien que l’ennoiement lui-même en ait provoqué quelques-uns. Parmi les glissements de terrain du passé, l’un est daté du milieu de XVIIe siècle et pourrait bien résulter du tremblement de terre d’une magnitude voisine de 7 et qui a ébranlé Charlevoix en 1663. Des datations au radiocarbone indiquent qu’un grand glissement de terrain s’est produit à la même époque sur les rives de la rivière Saint-Maurice. Des écrits historiques indiquent que ce séisme a vraisemblablement été ressenti jusqu’à Boston, alors il est plausible que des pentes instables qui bordaient le lac Manicouagan se soient destabilisées.

Les carottes n’ont pas tout dit

Les carottes renferment d’autres indices du passé que Léo Chassiot aimerait analyser : des charbons de bois et des diatomées qui pourraient témoigner des feux de forêts et de la qualité de l’eau du lac au fil des siècles. Les carottes permettraient aussi de voir l’effet du barrage sur le cycle du mercure. Au-delà du lac, Léo Chassiot aimerait étudier l’activité hydrologique des rivières, et puis comme il le dit : « la région est vaste, il y a plein de lacs pour aller étudier l’histoire des monts Uapishka »

Quelques publications

• Chassiot, L. et al. Slope failures and event sedimentation in Manicouagan impact crater lake, northeastern Canada: from the 1663 CE Charlevoix earthquake to the large reservoir impoundment. Geological Society of America Bulletin, sous presse (2026).
• Chassiot, L., Lajeunesse, P., L’Heureux-Houde, F.-X., Bernier, J.-F., Lenz, K.-F., & Gebhardt, A. C. (2024). Geomorphology and Late Quaternary evolution of Lake Manicouagan, a deep impounded impact crater-fjord-lake of the eastern Canadian Shield hinterland. Geomorphology, 446, 108978 (2024). https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2023.108978
• Lenz, K.-F., Gebhardt, A. C., Lajeunesse, P., Lohrberg, A., Gross, F., & Krastel, S. (2023). Valley morphology and Quaternary seismic stratigraphy of the Manicouagan impact crater lake (Eastern Canada). J. Quaternary Sci., 38, 1025-1043. https://doi.org/10.1002/jqs.3529
• Lajeunesse, P. (2014). Buried preglacial fluvial gorges and valleys preserved through Quaternary glaciations beneath the eastern Laurentide Ice Sheet. Geological Society of America Bulletin 126, 447–458. https://doi.org/10.1130/B30911.1

Affiliations

Institut nordique du Québec
Département des sciences de l’environnement, UQTR
Centre de recherche sur les interactions bassins versants écosystèmes aquatiques (RIVE)

Crédit photo : Nadine Beaudet, Les Vues du Fleuve