Renaud Soucy La Roche

Formation universitaire

• Ph.D. Geological Sciences and Geological Engineering, Queen’s University (2018)
• M.Sc. Sciences de la Terre, UQAM (2014)
• B.Sc. Honour’s Geology, University of Ottawa (2011)

Fonctions

• 2024- , Professeur agrégé, Centre Eau Terre Environnement, Institut national de la recherche scientifique, Québec, QC
• 2022- , Professeur associé, Department of Geological Sciences and Geological Engineering, Queen’s University, Kingston, ON
• 2019- , Chercheur invité, Commission géologique du Canada, Ottawa, ON
• 2019-2024, Professeur adjoint, Centre Eau Terre Environnement, Institut national de la recherche scientifique, Québec, QC
• 2018-2019, Chercheur scientifique postdoctoral, Commission géologique du Canada, Ottawa, ON
• 2018, Chargé de cours (Structural Geology and Tectonics), Université d’Ottawa, ON

Cartographie et travail de terrain

La compréhension des systèmes tectoniques passe tout d’abord par une bonne compréhension de la géologie régionale, c’est pourquoi le professeur Soucy La Roche encourage ses étudiants à participer aux toutes premières étapes de la résolution d’un problème scientifique, c’est-à-dire les observations de terrain et la collecte d’échantillons.

Analyses structurales

Les analyses structurales à l’échelle régionale, de l’affleurement et de la lame mince permettent de mieux comprendre les zones de déformation (failles et zones de cisaillement) responsables de l’architecture structurale d’une région. Dans les terrains déformés, elles sont essentielles pour comprendre la distribution spatiale des unités (et des échantillons!), comprendre les mécanismes d’emplacement et d’exhumation, et parfois déchiffrer les déformations tardi-orogéniques qui compliquent les interprétations.

Pétrologie métamorphique

La pétrologie métamorphique (pétrographie, thermobarométrie, modélisation d’équilibre de phases) permet de quantifier les conditions de pression et de température auxquelles a été soumis un échantillon lors des différentes étapes du métamorphisme (chemin P-T).

Géochronologie et pétrochronologie

La compréhension des systèmes tectoniques est grandement facilitée par l’acquisition de dates associées à des épisodes de déformation ou de métamorphisme. De nombreux systèmes isotopiques applicables à différents minéraux sont disponibles pour définir l’âge absolu et la durée de ces évènements. Le professeur Soucy La Roche possède une expertise en géochronologie U-Th-Pb sur zircon, monazite, xenotime, allanite et titanite, Ar-Ar sur mica blanc, biotite et hornblende, et Lu-Hf sur grenat. De plus, les analyses isotopiques sont généralement complémentées par la caractérisation géochimique des éléments majeurs et traces des minéraux datés pour associer les épisodes de (re-)cristallisation à des réactions métamorphiques et des épisodes précis du chemin pression-température (pétrochronologie).

Géochimie

La composition géochimique en éléments traces des roches permet de reconstituer le contexte tectonique (par exemple rift océanique, zone de subduction, collision continentale, etc.) à l’origine des unités ignées. Elle permet donc d’en apprendre plus sur leur histoire pré-collision.

Intégration des connaissances

L’application des diverses méthodes présentées plus haut permet d’obtenir des jeux de données exhaustifs afin de construire des modèles qui décrivent l’évolution géologique d’une région ou les processus tectoniques en général.

Transect métamorphique et structural à travers les sous-provinces Opatica, La Grande et Opinaca (2024 – )

La Province du Supérieur regroupe plusieurs sous-provinces qui ont des caractéristiques lithologiques et métamorphiques distinctes, séparées par des zones de déformation. Le projet de maîtrise de l’étudiant Nicolas Talon vise à quantifier les conditions de pression et de température et la chronologie (P-T-t) du métamorphisme le long d’un transect à travers les sous-provinces Opatica, La Grande et Opinaca exposées au nord de Chibougamau. Ce projet permettra de mieux comprendre la relation entre le grade métamorphique et les grandes structures qui bordent les sous-provinces, dont certaines constituent des métallotectes aurifères importants. Enfin, la caractérisation des conditions P-T-t du métamorphisme permettra de concevoir l’évolution géologique ayant menée à la juxtaposition des sous-provinces d’Opatica, de La Grande et d’Opinaca. Le projet supporte les efforts de cartographie géologique menés par le MRNF dans cette région.

Financement : Ministère des Ressources Naturelles et des Forêts du Québec (MRNF)
Étudiant : Nicolas Talon (MSc, INRS)

Traçage des processus géologiques contrôlant la formation des gisements de graphite de haute qualité dans la Province de Grenville du centre et de l’ouest du Québec (2023 – )

Le graphite est un minéral commun au Québec et plus particulièrement dans la province géologique du Grenville. L’objectif de ce projet est de définir les facteurs géologiques contrôlant la qualité des gisements de graphite pour améliorer l’efficacité des programmes d’exploration pour ces gisements. Les facteurs géologiques influençant la qualité du graphite (taille et pureté des paillettes) étudiés incluent l’âge, la nature des dépôts sédimentaires, les conditions d’oxydoréduction des bassins sédimentaires, et leur histoire métamorphique. La compréhension de l’influence de ces différents facteurs sur la qualité des gisements de graphite dans le Grenville ouest et central permettra d’identifier en amont des programmes d’exploration les ceintures métasédimentaires ayant un fort potentiel pour les gisements de graphite de haute qualité.

L’étudiant au doctorat Lütfi Ersay se concentre sur deux de ces facteurs géologiques, soit l’évolution métamorphique (nombre d’évènements et durée du métamorphisme) et la remobilisation du graphite par des fluides hydrothermaux ou des liquides anatectiques. Trois gisements et gites de graphite sont visés, en partenariat avec Nouveau Monde Graphite et Lomiko Metals.

Financement : FRQNT – Développement durable du secteur minier – II; Ministère des Ressources naturelles et des Forêts
Étudiant : Lütfi Ersay (PhD, INRS)

La réconciliation de l’évolution métamorphique avec le contexte tectonique lors de la mise en place d’intrusions alcalines riches en éléments des terres rares dans la Province de Grenville (2023 – )

Les intrusions magmatiques alcalines de la province de Grenville représentent une source potentielle d’éléments des terres rares (ETR) au Québec, mais le contexte tectonique et les processus géologiques qui ont mené à leur formation sont controversés. Ce projet vise à éclaircir les contradictions géodynamiques apparentes entre les contextes tectoniques de formation des intrusions alcalines déduits à partir de données géochimiques et isotopiques (arc volcanique, magmatisme intraplaque) versus ceux déduits à partir de contraintes métamorphiques restreintes (collision continentale). Pour faire cette comparaison, l’étudiant à la maîtrise Mohamed Ghazali va acquérir des contraintes robustes sur la chronologie et les conditions de pression et de température du métamorphisme dans les roches encaissantes des intrusions alcalines riches en ETR de la région du Haut-Saint-Maurice.

Financement : FRQNT – Établissement de la relève professorale; CRSNG – Subvention à la découverte
Étudiant : Mohamed Ghazali (MSc, INRS)

Contrôles structuraux et métamorphiques sur la minéralisation aurifère (2023 – )

Je collabore à plusieurs projets visant à étudier les contrôles structuraux et métamorphiques sur la minéralisation aurifère dans les provinces géologiques du Supérieur et des Esclaves. Ces projets visent à définir le cadre structural et géologique de la ceinture Urban-Barry en Abitibi afin d’établir l’âge et les contrôles (surtout structuraux) sur la minéralisation en or (projet 1), à caractériser l’évolution tectonométamorphique et les implications pour la minéralisation aurifère dans la ceinture de roches vertes de Hope Bay au Nunavut (projet 2), et à comprendre les variations de déformation dans les intrusions minéralisées et les roches encaissantes autour de Val d’Or en Abitibi (projet 3).

Financement : CGC-TGI (décerné à Jean-Luc Pilote), Ressources Bonterra et Groupe Minier Windfall (projet 1); CRSNG – Alliance Chaire de recherche Agnico Eagle-Eldorado en exploration minérale (projets 2-3);
Collaborateurs : Jean-Luc Pilote (CGC, projet 1); Georges Beaudoin et Carl Guilmette (U Laval, projets 2-3)
Étudiant(e)s et stagiaire postdoctoral : Guillaume Raymond (PhD, INRS, projet 1), Ruth Orlóci-Goodison (PhD, U Laval, projet 2) et Hadi Hasanzadehshooiili (postdoc INRS, projet 3)

Évolution tectonique et métamorphique de l’orogène de Grenville, de la collision initiale à l’effondrement (2020 – )

La Province de Grenville représente les racines d’une chaîne de montagne comparable à l’Himalaya, mais âgée d’un milliard d’années, qui s’étend sur 2000 km à la marge sud-est du Bouclier canadien. Cette province géologique est le résultat d’environ 600 millions d’années d’activité magmatique et tectonique qui ont culminé en une collision contient-continent. Ce projet implique une approche variée (étude de terrain, analyses (micro-)structurales, pétrologie métamorphique, géochronologie avec divers géochronomètres) afin et de définir dans le temps et l’espace les différents épisodes métamorphiques et tectoniques qui ont façonné cette chaîne de montagne.

Le projet de recherche de l’étudiante à la maîtrise Eve Gosselin concerne la zone de cisaillement tardi-grenvillienne de Saint-François-de-Sales récemment identifiée dans la région du lac des Commissaires au Saguenay-Lac-Saint-Jean par nos partenaires du MERN. Cette étude vise à caractériser la macrostructure et la microstructure de la zone de cisaillement, les conditions de déformation (température), et l’âge de la déformation. Ces résultats permettront d’évaluer les corrélations potentielles avec d’autres zones de déformation similaires ainsi que les implications pour l’évolution de la Province de Grenville.

Le projet de recherche de l’étudiant à la maîtrise Zahoor Iqbal vise à établir un portait complet des épisodes métamorphiques ayant affecté la Province de Grenville centrale (domaines de Shawinigan, Mékinac-Taureau et Portneuf-Mauricie). Cette étude permettra de comprendre l’impact des épisodes de métamorphisme antérieur à la collision continent-continent sur la formation de la Province de Grenville.

L’étudiant à la maîtrise Brahim Aajli étudie la structure, la microstructure, les conditions de déformation, et la chronologie de la déformation le long de la zone de déformation de Saint-Fulgence afin de mieux comprendre l’influence de cette dernière sur l’évolution tectonique, magmatique et métallogénique de la région.

Financement : Ministère des Ressources Naturelles et des Forêts du Québec (MRNF); CRSNG – Subvention à la découverte; Geological Society of America – subvention de recherche pour étudiants gradués (décernées à E. Gosselin et Z. Iqbal); Geological Association of Canada – Eric Mountjoy Exchange Award (décerné à Z. Iqbal).
Étudiant(e)s : Eve Gosselin (MSc, INRS) et Zahoor Iqbal (MSc, INRS), Brahim Aajli (MSc, INRS)

Effets de la réactivation des structures de socle sur la plaque supérieure lors de l’orogenèse (2022 – )

L’Himalaya résulte de la collision entre l’Inde et l’Asie qui a débuté il y a environ 55 millions d’années. C’est l’archétype d’une collision continent-continent et donc un excellent laboratoire naturel pour comprendre les processus tectoniques qui ont potentiellement contrôlé l’évolution d’orogénies plus anciennes. Spécifiquement, cet orogène est idéal pour étudier les variations tectonométamorphiques perpendiculaires à la direction de transport tectonique pour tester l’influence des structures pré-collisionnelles présentes dans la plaque tectonique indienne sous-jacente. Dans le cadre de son projet de doctorat, Taylor Rae Morrell déterminera l’évolution pression-température-temps-déformation (P-T-t-D) des roches métamorphiques exposées le long d’un transect longitudinal dans l’ouest du Népal et le nord-ouest de l’Inde. Elle utilisera ses résultats afin d’identifier de possibles variations tectonométamorphiques latérales. Ces travaux permettront d’acquérir une meilleure compréhension tridimensionnelle du cœur de l’Himalaya. Une deuxième partie de son projet de doctorat étudiera un phénomène similaire dans la Cordillère Canadienne afin de comprendre l’influence des structures héritées présentes dans la plaque nord-américaine.

Financement : CRSNG – Subvention à la découverte
Collaborateur : Laurent Godin (Queen’s University)
Étudiante : Taylor Rae Morrell (PhD, Queen’s University)

Évaluation du potentiel géothermique de la faille Denali dans le sud-ouest du Yukon (2021 – )

Le développement d’un portfolio énergétique diversifié incluant des sources d’énergie renouvelables exploitées en continu, comme l’énergie géothermique, est essentiel pour diminuer les émissions des gaz à effet de serre. Ce projet vise à caractériser les ressources géothermiques associées à une faille majeure de la Cordillère canadienne, la faille Denali, où le potentiel géothermique est prometteur. Ce projet implique une étudiante au doctorat, Fiona Chapman, codirigée avec le professeur Jasmin Raymond. Il inclura la cartographie des fractures en surface associée à la faille Denali, la caractérisation des propriétés physiques des roches de cette région (composition, altération hydrothermale, perméabilité, conductivité hydraulique, conductivité thermique), et la modélisation numérique de l’écoulement sous-terrain et du transport de chaleur. Ces résultats sont essentiels pour déterminer la faisabilité du développement des ressources géothermiques associées à la faille Denali, ce qui pourrait permettre de remplacer la combustion du diesel dont les communautés nordiques dépendent pour le chauffage.

Financement : CRSNG Alliance, Yukon Geological Survey, Geological Society of America – subvention de recherche pour étudiants gradués (décernée à F. Chapman)
Collaborateur : Jasmin Raymond (INRS)
Étudiante : Fiona Chapman (PhD, INRS)

Évolution tectonométamorphique de la terrane Yukon-Tanana, Cordillère canadienne (2018 – )

La cordillère canadienne est composée d’un assemblage de terranes avec des compositions stratigraphiques et des histoires tectoniques distinctes. Ce projet vise à comprendre les origines et l’évolution de la terrane Yukon-Tanana exposée près d’Atlin dans le nord-ouest de la Colombie-Britannique, ainsi que ses interactions avec les terranes avoisinantes. Plus précisément, l’origine des protolithes est caractérisée grâce à la géochimie des éléments traces et à la géochronologie U-Pb sur zircons ignés et détritiques. L’évolution métamorphique des unités est étudiée grâce à la modélisation d’équilibres de phases (conditions de pression et de température) en collaboration avec Sabastien Dyer (diplômé à la maîtrise co-supervisé avec le Dr. Fred Gaidies, Carleton University et le Dr. Alex Zagorevski, Commission géologique du Canada). Des contraintes de temps sur les différents évènements métamorphiques et de déformation sont obtenues grâce à pétrochronologie U-Pb sur zircon, monazite et xenotime et Lu-Hf sur grenat. Les analyses microstructurales, incluant les micro-textures de recristallisation dynamique et l’orientation préférentielle des axes cristallographique du quartz, sont utilisées pour caractériser les conditions de déformation dans les zones de cisaillement de la région. Finalement, la géochronologie Ar-Ar in situ sur mica blanc est utilisée pour contraindre l’âge de refroidissement des unités et l’âge de réactivation de certaines structures de déformation.

Financement : Commission géologique du Canada – programme de géocartographie de l’énergie et des minéraux (Geo-mapping for Energy and Minerals – GEM).
Collaborateurs: Alex Zagorevski (Commission géologique du Canada – Ottawa); Fred Gaidies (Carleton University)
Étudiant : Sabastien Dyer (MSc, diplômé, Carleton University)

Diplômés

Eve Gosselin (M. Sc. 2020-2024)
Titre du mémoire: Implication tectonique des zones de cisaillement décrochantes durant l’orogénie grenvillienne dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean (Qc, Canada)
Présentement étudiante au doctorat à l’INRS

Olivier Langlois-Paradis (maîtrise professionnelle en sciences de la Terre 2021-2023)
Titre de l’essai: Relation entre l’érosion et les processus tectoniques dans l’Himalaya

Sabastien Dyer (M. Sc. 2018-2020)
Co-supervision avec Dr. Fred Gaidies (Carleton University, ON) et Dr. Alex Zagorevski (Commission géologique du Canada)
Titre du mémoire: The Early Jurassic metamorphic history of the Yukon-Tanana terrane of northwestern British Columbia: Insights from a new inverse garnet fractionation modelling technique.
Présentement étudiant au doctorat à l’Université de Waterloo

Affiliations professionnelles

– Ordre des Géologues du Québec (permis # 02234)
– Geological Society of America
– Geological Association of Canada
– Canadian Tectonics Group

Collaborateurs externes

John Cottle (University of California in Santa Barbara, USA)
– Pétrochronologie Laser Ablation Split Stream (LASS) U-Th-Pb sur monazite et xenotime

Jim Crowley (Boise State University, Idaho, USA)
– Géochronologie LA-ICPMS U-Pb sur zircon

Joshua Davies et Morgann Perrot (UQAM – Géotop)
– Géochronologie LA-ICPMS U-Pb sur zircon

Kyle Larson (University of British Columbia – Okanagan, Kelowna)
– Analyses microstructurale (Fabric Analyzer), Pétrochronologie LA-ICPMS U/Pb sur titanite, monazite

Alex Zagorevski (Commission géologique du Canada, Ottawa, Ontario)
– Géochimie et évolution tectonique de la Cordillère canadienne

Enseignement

Excursion géologique (GEO9911)

Chercheurs de la CGC participants : Sébastien Castonguay, Nicolas Pinet, Jean Bédard

Cette excursion est axée sur la tectonique, la déformation et le métamorphisme associés à deux provinces géologiques d’importance dans le sud du Québec : la Province de Grenville et les Appalaches. L’excursion initie les participants aux types de roches qui forment ces anciennes chaînes de montagne. Une attention particulière est portée aux styles de déformation de la croûte profonde à supérieure, tant pour un socle cristallin que pour des roches volcano-sédimentaires supracrustales. L’objectif principal est d’apprendre à « lire » les structures sur le terrain afin d’en tirer des interprétations tectoniques. L’excursion est composée de deux jours dans les régions de Portneuf-Mauricie (Grenville), deux jours au sud du Lac Saint-Jean (Grenville), et deux jours dans la région de Chaudières-Appalaches (Appalaches).

Sujet spéciaux (géologie) : Pétrologie métamorphique et pétrochronologie (GEO9910)

Ce cours explore deux thématiques liées, soit la pétrologie métamorphique et la pétrochronologie, via une série d’activités d’auto-apprentissage telles que des lectures dirigées et l’écoute de tutoriels en ligne, et des discussions en groupe. Les méthodes de détermination des conditions de pression et de température (P-T) du métamorphisme sont abordées (thermobarométrie, modélisation d’équilibre de phases), tout comme certaines méthodes pour ajouter une composante de temps à l’évolution métamorphique (P-T-t; principes de base en géochronologie, pétrochronologie sur monazite et grenat). L’évaluation critique des jeux de données géochronologiques sera aussi incluse dans le cours.

Géologie structurale avancée (GEO9604)

Co-enseigné avec Lyal Harris

Ce cours gradué concerne l’étude des roches déformées, c.à.d. ayant acquis une structure particulière distincte de la structure originelle sous l’effet de contraintes tectoniques. L’analyse de la déformation enregistrée par les roches déformées à différentes profondeurs de la croûte (soit à différents faciès métamorphiques) sera abordée de même que l’étude des mécanismes géologiques qui engendrent cette déformation, les liens entre la déformation et le métamorphisme et les applications à l’exploration minière.

Les principaux objectifs du cours sont:
1) d’acquérir les outils pour reconnaître et interpréter l’origine des éléments de la déformation dans différents types de roches de l’échelle régionale à l’échelle de la lame mince,
2) d’approfondir les concepts de la déformation progressive et de la déformation finie,
3) de comprendre les mécanismes de déformation des grandes structures tectoniques,
4) d’apprendre à interpréter et dater les fabriques tectoniques, et
5) d’apprendre à interpréter les structures géologiques et les événements tectoniques régionaux à partir des images aéromagnétiques et gravimétriques, avec les applications en géologie économique.

Plan de cours GEO9604 2022 (PDF)

Méthodes de caractérisation de la sous-surface (GEO1502)

Professeur responsable : Jasmin Raymond

La protection des aquifères superficiels et l’évaluation du potentiel énergétique des réservoirs profonds demandent de bien connaître les caractéristiques de la sous-surface. Ces dernières sont évaluées à l’aide de méthodes de terrain en géologie, géophysique et hydrogéologie. L’objectif de ce cours sera de permettre aux participants de se familiariser avec les méthodes de caractérisation appliquées aux ressources en eau souterraine et réservoirs profonds (pétrole, gaz, CO2, géothermie). À travers différents ateliers de terrain effectués dans la région de Québec, les participants réaliseront des levés de géologie structurale, des sondages avec les méthodes électriques et la tomographie par géoradar, le forage d’un puits d’observation, l’échantillonnage de l’eau souterraine ainsi que des essais de perméabilité et de conductivité thermique.

Dans le cadre de ce cours, le professeur Soucy La Roche guide une excursion dans la région de Québec afin d’observer les relations stratigraphiques et structurales entre le socle du Grenville, la plate-forme du Saint-Laurent et le front tectonique des Appalaches, tout en mettant en perspective des notions d’exploration pétrolière. Les principaux mécanismes de la déformation dans ces domaines tectoniques sont abordés.

Plan de cours GEO1502 2022 (PDF)

Activités scientifiques

Membre et co-président du comité permanent du Pôle géoscientifique de Québec

Co-organisation de l’édition 2023 de la conférence annuelle du Canadian Tectonics Group (division de l’Association Géologique du Canada), en ligne, Conférence nationale.

Organisation de l’excursion géologique 2023 du Canadian Tectonics Group à Lac Bouchette, Québec.

Co-organisation avec Bertrand Rottier (U. Laval) de l’Atelier Grenville 2022 à l’INRS, Québec.

Co-organisation de l’édition 2020 de la conférence annuelle du Canadian Tectonics Group workshop (division de l’Association Géologique du Canada). *** Recognition of Excellence in the Canadian Tectonics community for service to Community; Equity, Diversity, Inclusion ***

Président d’honneur et conférencier invité à la Journée des Sciences de la Terre et de l’Environnement 2020.

Représentant de l’INRS auprès de l’Association Géologique du Canada

Évaluateur pour le prix Jack Henderson Best PhD thesis award du Canadian Tectonics Group.

Membre du Editorial review board du Journal of Metamorphic Geology

Lecteur critique (reviewer) pour les journaux suivants :
– AGU Books
– Canadian Journal of Earth Sciences *** Outstanding Reviewer Award 2021 ***
– Geochemistry
– Geological Magazine
– Geology
– Geoscience Frontiers
– GSA Bulletin
– GSA Memoir
– International Geology Review
– Island Arc
– Journal of Geophysical Research: Solid Earth
– Journal of Metamorphic Geology *** 2021 Douglas Robinson JMG annual reviewer award ***
– Journal of Structural Geology
– Nature Communications Earth & Environment
– Precambrian Research
– Tectonics
– Tectonophysics