Marc Richer-Laflèche

Expertises

Géosciences appliquées

Téléphone
418 654-2670

Télécopieur
418 654-2600

Courriel
marc.richer-lafleche@ete.inrs.ca

Centre Eau Terre Environnement

490, rue de la Couronne
Québec (Québec) G1K 9A9
CANADA

Voir le centre

Intérêts de recherche

Les activités de recherche du professeur Marc Richer-LaFlèche sont orientées sur les géosciences appliquées. Les projets de recherche, principalement basés sur des études géophysiques et géochimiques, couvrent un large spectre d’applications allant de la géophysique minière aux géosciences marines.

Le premier volet de recherche s’intéresse aux méthodes d’exploration des ressources minérales. Son équipe applique et développe de nouvelles stratégies d’exploration multidisciplinaires combinant la géophysique appliquée et la géochimie d’exploration. L’équipe de recherche vient de terminer un vaste projet de recherche en électromagnétisme (FRQNT-MERN-Falco-Zonge International) sur le camp minier de Noranda (Abitibi) et plus spécifiquement dans les secteurs du Flavrian, du lac Duprat et de Cléricy. Les méthodes audiomagnétotelluriques à sources naturelle (NSAMT) ou contrôlée (CSAMT) ont été appliquées pour améliorer la compréhension de la géologie profonde (>1000 m) de secteurs hôtes de minéralisations de sulfures massifs volcanogènes (SMV) et de minéralisations aurifères orogéniques. Dans la suite de ce projet, l’équipe a collaboré avec une équipe russe de sibérienne (AGS) et le professeur G. Trigubovich afin de tester une nouvelle approche TDEM permettant de mesurer la chargeabilité électrique à de très grandes profondeurs (>1000 m). Des anomalies de fortes valeurs de chargeabilité ont ainsi été détectées à 2400 m de profondeur sous le lac Hervé (Cléricy). L’équipe de recherche travaille activement sur le site du placer aurifère de St-Simon-les-Mines (Appalaches) dans le but de préciser la géologie profonde et d’optimiser la recherche d’or dans le roc (source de l’or placérien).

Le second volet des activités de recherche regroupe des études dans des domaines variés comme les géosciences marines et la géotechnique. L’équipe travaille activement (avec D. Perret, chercheur de la CGC) sur le secteur de Charlevoix (zone séismique). Pour le secteur de l’astroblème, des levés tomographiques géolélectriques et des levés gravimétriques et magnétométriques ont été réalisés afin de comprendre la géologie paléozoïque et quaternaire du graben de la rivière du Gouffre (Baie-Saint-Paul). Récemment, l’équipe du professeur Richer-LaFlèche a réalisé une étude géophysique (tomographie géoélectrique, forages géotechniques et levé séismique) et géotechnique de haute résolution de l’ensemble de la baie de Ste-Luce-sur-Mer (ministère de la Sécurité publique du Québec). Dans la même thématique, l’équipe réalise actuellement des études photogrammétriques SFM (terrestre, drone) et thermométriques de falaises et plages côtières de la région de Percé (Gaspésie). Avec le professeur Damien Pham Van Bang (génie hydraulique et côtier), l’équipe amorce la phase I du projet Emphase (FRQ-ANR) portant sur l’impact du batillage sur l’érosion des berges du fleuve Saint-Laurent (volet Québec).

Le professeur Richer-LaFlèche et son équipe ont réalisé un grand nombre de projets de prospection de sites archéologiques au Québec (partenariats avec la Ville de Québec, la Commission de la capitale nationale, l’Université Laval, la Société culturelle Avataq). Parmi les projets réalisés, notons les études des sites de Cartier-Roberval, de la maison des Jésuites de Sillery, du Trait-Carré de Charlesbourg, de la Villa Brophy, du site de l’église de Cap-Rouge et de sites préhistoriques dans le Grand Nord du Québec. Dans le domaine de l’agronomie de précision, le professeur Richer-LaFlèche a supervisé deux études portant sur la cartographie géophysique des sols agricoles au sud de Québec (Agriculture Canada) et dans la vallée du Gouffre à Baie-Saint-Paul (conductivité électrique et spectrométrie gamma). Le professeur Richer-LaFlèche collabore aussi avec la police scientifique (SPVM, Sûreté du Québec).

Formation universitaire

  • B.Sc. Géologie, Université de Montréal
  • M.Sc. Géologie, Université de Montréal
  • Ph.D. Géochimie, CNRS-Université de Montpellier II, France

Projets de recherche en cours

Minéralisations aurifères de la région de Belleterre, Témiscamingue

Ce projet de recherche en partenariat avec l’industrie minière (JAG Mines Ltée, Golden Share) porte sur la région de Belleterre et plus spécifiquement sur les minéralisations aurifères du Groupe volcanique archéen de Belleterre de la sous-province du Pontiac (Témiscamingue). Cette étude comporte un important volet géochimique axé sur l’étude du magmatisme basaltique et rhyolitique et sur l’origine des formations sédimentaires (formations de fer). Ce volet de recherche fait actuellement l’objet d’une thèse de doctorat (M. Koita, INRS).

Projets de recherche terminés

Exploration gazière et pétrolière au Bas-St-Laurent (2006-2012)

Dans le cadre de partenariats avec des sociétés québécoises d’exploration (Mines JAG Ltée, Olitra Inc., Ressources et Energie Squatex), l’équipe du professeur LaFlèche à été mandaté pour développer et mettre en place une approche multidisciplinaire intégrée permettant de localiser les secteurs à forts potentiels en hydrocarbures de type conventionnel dans la région du Bas-St-Laurent.

Localisation des projets de recherche de l’INRS dans les régions du Bas St-Laurent, de Charlevoix et du lac St-Jean.

Compte tenu de l’immensité du territoire et de la nature complexe de la géologie des Appalaches dans cette région, l’équipe de recherche a utilisé des méthodes géophysiques (gravimétrie, magnétisme, résistivité électrique, audiomagnétotellurique et spectrométrie gamma) et géochimiques (soil gas, pédogéochimie, lithogéochimie, analyses Rock-Eval et spectrométrie visible et infrarouge) pour caractériser les environnements géologiques primaire et secondaire et identifier la présence de micro-suintements d’hydrocarbures thermogéniques dans les sols forestiers. Ces travaux de recherche ont mené à la découverte de nouvelles cibles d’exploration en gaz naturel et condensats de type conventionnel au Témiscouata. La figure suivante montre un exemple d’intégration de données gravimétriques (anomalie de Bouguer) et de soil gas au Témiscouata. Cette étude a permis de localiser un domaine à très fort potentiel en gaz naturel et condensats de type conventionnel dans le secteur de St-Eusèbe (MRC de Témiscouata).

Localisation du creux gravimétrique du Témiscouata et des anomalies en éthane dans les sols forestiers de la région de St-Eusébe (Témiscouata). Levés gravimétriques et géochimiques réalisées par l’INRS pour Mines JAG Ltée et Olitra Inc.

Dans le cadre de ses travaux de recherche, l’équipe est appelée à utiliser des méthodes d’exploration non-conventionnelles comme les méthodes audiomagnétotelluriques à sources naturelle (NSAMT) ou contrôlée (CSAMT) pour produire une imagerie robuste de la géologie dans des secteurs où les données des levés sismiques sont fortement bruitées (fort pendage, roches basaltiques, fortes anisotropies des unités de shales et mudstones) ou inexistantes. Ce contexte caractérise la géologie appalachienne dans le Bas-St-Laurent. La figure suivante montre un bon exemple de levé NSAMT réalisé par le Laboratoire de Géosciences Appliquées (LGA) de l’INRS en novembre 2011 dans la région de St-Eusèbe (Témiscouata). Cette section souligne le passage progressif des unités dévoniennes au sud aux unités cambriennes au nord.

Section audiomagnétotellurique de 3,3 km de longueur par 1,4 km de profondeur recoupant la Formation de Témiscouata (Dévonien) au sud, le Groupe de Cabano (Ord-Sil), un récif siluro-dévonien du Groupe de Chaleurs et le les roches cambriennes du Groupe de Rosaire. Les principales failles de la région sont indiquées sur la section. Levé INRS en collaboration avec Zonge International (N. Bouzid).

 

Géophysique et géologie de la région de Charlevoix (2006-2012)

Dans le cadre d’un partenariat industriel (Mines JAG Ltée et Olitra Inc.), l’équipe de recherche a été mandatée pour évaluer le potentiel en hydrocarbures de type conventionnel de la région de Charlevoix et plus spécifiquement de la vallée de la rivière du Gouffre entre Baie St-Paul et St-Urbain. Cette région est marquée par une dépression topographique reliée à la juxtaposition d’un graben ordovicien, de la partie externe d’un cratère d’impact formé au Dévonien et d’un fjord quaternaire. Ce secteur est une des principales zones sismiques de l’Est du Canada. L’expertise géophysique et géologique, développée en collaboration avec Didier Perret de la Commission géologique du Canada, est entre autre utilisée pour des applications géotechniques dans le domaine de la sécurité publique (risque sismique, glissement de terrain) et des ressources en eaux souterraines de la région. La figure suivante présente une imagerie géoélectrique du fond de la vallée du Gouffre à Baie-St-Paul. Dans ce secteur, l’accumulation de dépôts glaciaires, fluviaux et marins atteint 400 m. L’unité d’argiles marines, qui recouvre la vallée du Gouffre, est problématique pour les risques sismiques et les glissements de terrain. La présence d’eau à environ 200 m de profondeur est notable et d’intérêt immédiat pour l’alimentation en eau de la municipalité de Baie-St-Paul.

Le cratère d’impact de Charlevoix (Lemieux et al., 2003)
Section géoélectrique de la partie inférieure de la vallée du Gouffre sur les terres agricoles de la partie sud de Baie-St-Paul. Levé ABEM Terrameter LS avec câbles de 1600 m.

Géophysique et géologie du bassin du lac St-Jean (2006-2012)

Dans le cadre d’un partenariat avec Mines JAG Ltée et Olitra Inc., notre équipe de recherche a été mandatée pour évaluer le potentiel en hydrocarbures de type conventionnel du bassin ordovicien du lac St-Jean. Compte tenu de la nature subaquatique d’une grande partie du bassin, l’équipe a du procéder à des levés géophysiques sur le lac. Un levé magnétométrique subaquatique a été réalisé et des levés gravimétrique, de résistivité électrique par induction électromagnétique (FDEM), de tomographie géoélectrique ont aussi été réalisés sur la surface gelée du lac. Des levés NSAMT et CSAMT ont également été réalisés pour documenter la géométrie et déterminer l’épaisseur maximale du bassin sédimentaire ordovicien. Contrairement aux autres régions du Québec, la plateforme du St-Laurent est en grande partie présente sous les eaux et sédiments quaternaires du lac St-Jean et les connaissances géologiques et géophysiques sont parcellaires. Notre équipe a réussi à développer de nouveaux protocoles d’acquisition en gravimétrie, tomographie géoélectrique et audiomagnétotellurique permettant la réalisation de levés sur la glace dans des conditions de très basses températures. Entre autre, l’équipe a réalisé des levés gravimétriques et audiomagnétotelluriques linéaires de plus de 20 km sur la surface gelée du lac St-Jean. Ces données ont permis de démontrer la présence d’un véritable graben sous le lac avec une accumulation de plus de 1500 m de roches sédimentaires ordoviciennes incluant une unité de shales bitumineux. Les études menées sur le lac St-Jean ont permis la réalisation des cartes magnétométriques et gravimétriques du lac permettant de localiser de grandes failles NO-SE probablement apparentées au rift du Saguenay.

Modèle numérique altimétrique de la région du lac St-Jean et du fjord du Saguenay.
Équipe de l’INRS à l’œuvre lors du levé audiomagnétotellurique réalisé sur le lac St-Jean.

Minéralisations polymétalliques porphyriques de la Beauce (MRC du Granit et de Beauce Sartigan) (2011-2013)

Dans le cadre de ce projet, les étudiants à la maîtrise C. Athurion et et au doctorat M. Koita de l’équipe du professeur LaFlèche ont compilé et réinterprété les données minières, géologiques, géophysiques et géochimiques de la propriété St-Robert (Mines JAG Ltée) et procédé à une cartographie géologique détaillée incluant l’étude détaillée des indices minéralisés du secteur de l’ancienne mine de la St-Robert Metals Corp. Le site de l’ancienne mine de St-Robert est l’un des rares gîtes porphyriques à Pb-Ag-Zn-Sb-Bi et tungstène de l’est du Canada.

Localisation de l’intrusif granodioritique de St-Robert sous une couverture de 150 m de roches sédimentaires de la Formation de Frontenac. Champ magnétique total filtré.

L’équipe du professeur LaFlèche a procédé à des levés gravimétrique, de tomographie géoélectrique (ERT) et audiomagnétotellurique (NSAMT) afin préciser la géométrie de la source plutonique responsable de l’hydrothermalisme et de la mise en place des minéralisations porphyriques. Une imagerie géoélectrique NSAMT d’une pénétration de plus de 1400 m a permis de localiser les principales failles locales et de documenter la juxtaposition de deux domaines géologiquement distincts correspondant aux domaines de hautes et faibles anomalies de Bouguer (gravimétrie).

Modèle d’inversion des données de résistivité électrique apparente mesurées par la méthode audiomagnétotellurique (NSAMT). Cette section montre la position de la masse intrusive enfouie à environ 125 m sous les roches sédimentaires de la Formation de Frontenac et la présence de la faille de St-Robert avec un pendage vers le sud-est. Dans ce secteur, l’épaisseur de la Formation de Frontenac semble varier de 200 à 600 m.
Modèle d’inversion des données de résistivité électrique apparente mesurées en mode dipôle-dipôle avec un câble de 2000 m et une distance inter-électrode de 20 m. Cette section montre la position de la masse intrusive enfouie à environ 120 m sous les roches sédimentaires de la Formation de Frontenac.

Implantation et optimisation d’un système d’imagerie géoélectrique de haute puissance

En collaboration avec Zonge International, l’équipe du LGA a monté un laboratoire mobile de résistivité électrique et de polarisation induite de haute puissance permettant le déploiement de 60 stations (électrodes) espacées de 50 m (dispositif de 3 km). Ce dispositif de 3000 m de longueur est relié à une génératrice diesel de 35 000 W permettant l’injection de forts courants. Le système permet des acquisitions automatisées en mode de résistivité complexe (ou spectrale) ce qui permet d’analyser les signatures des différentes phases électriquement polarisables (sulfures, oxydes, graphite, argiles) et de localiser des anomalies électromagnétiques rémanentes (REM) profondes. Le système permet l’obtention d’une imagerie tomographique de haute qualité pouvant préciser la géométrie de corps minéralisés conducteurs (gîtes SMV-VMS, Sedex, formation de fer, gîtes de graphite et d’argilites) et de localiser des anomalies de résistivité et de chargeabilité associées à la présence de réservoirs d’hydrocarbures.

Laboratoire mobile de résistivité électrique et de polarisation induite de haute puissance pouvant opérer en mode d’imagerie tomographique géoélectrique. Ce dispositif permet l’obtention de données de résistivité électrique complexe (ou spectrale).

Groupes et réseaux

Anciens étudiants et stagiaires postdoctoraux

Activités d’enseignement

Géochimie de basse température (GEO9402)

Cours axé sur la géochimie des basses températures. Analyse des concepts de base de thermodynamique et d’hydrogéochimie. Analyse des milieux atmosphériques, continentaux, lacustres, estuariens et marins. Étude des interactions hydrosphère-biosphère. Notions de base en écotoxicologie.

 

Géochimie de haute température (GEO9601)

Propriétés des éléments chimiques et leur distribution dans les roches. Éléments compatibles et incompatibles au cours des processus magmatiques de fusion et de cristallisation. Utilisation des diagrammes de variation, analyse statistique des données, calculs et modèles pétrogénétiques de séquences volcaniques. Applications à l’ordinateur. Rapport final et examen oral.

 

Métallogénie (GEO9401)

Acquérir des notions avancées sur les processus de formation des gîtes minéraux; connaître les caractéristiques et comprendre les processus spécifiques aux gîtes d’or, de Pb-Zn-Cu dans les bassins sédimentaires et de sulfures massifs à Cu-Zn-Au volcanogènes; développer les capacités d’analyse critique des textes scientifiques.
Pré-requis : GLG10351 Gîtologie et métallogénie

Publications

Pelletier, Maryse, Mercier-Langevin, Patrick, Dubé, Benoît, Bécu, Valérie, Lauzière, Kathleen et Richer-Laflèche, Marc, (Eds). (2016) Whole-rock lithogeochemistry of the Archean Rainy River gold deposit, western Wabigoon, Ontario. Ressources naturelles Canada / Natural Resources Canada.