Évolution tardi-quaternaire et morpho-stratigraphie des sédiments du cratère des Pingualuit : variation du niveau du lac, origine des mouvements de masse et influence de la glaciation wisconsinienne

RÉSUMÉ: Le cratère des Pingualuit, situé dans la péninsule d'Ungava (Nunavik, Canada), est un cratère d'impact de 1.4 Ma renfermant un lac de 246 m de profondeur. Le lac est un système fermé, uniquement alimenté par les précipitations atmosphériques depuis la dernière déglaciation. La présence d'un lac sous-glaciaire dans le cratère lors du dernier maximum glaciaire exclut l'érosion par les glaces des sédiments de fond. Ces caractéristiques ont potentiellement permis au cratère des Pingualuit des enregistrements sédimentaires paléo-climatiques et paléo-écologiques des derniers cycles glaciaireslinterglaciaires au niveau de la partie terrestre de l'Arctique canadien. Dans l'optique de définir la stratigraphie au fond du lac et de reconstruire 1 ' histoire glaciaire tardi-quaternaire du cratère des Pingualuit, cette étude s'appuie sur des données provenant de trois expéditions conduites en mai 2007 (carotte sédimentaire d'une longueur d'environ 9 m), en août 2010 (~50 km de lignes sismiques) et en septembre 2012 (topographie à haute-résolution des parois internes à l'aide d'un LiDAR terrestre). Malgré la faible pénétration (~ 10 m) du profileur de sous-surface de 3.5 kHz causée par la présence de blocs dans la colonne sédimentaire, les données sismiques couplées à la stratigraphie de la carotte permettent l'identification de deux unités glacio-Iacustres déposées lors des dernières étapes du retrait de l'Inlandsis laurentidien au cratère. Deux dépôts postglaciaires associés à des mouvements de masse ont également été identifiés sur les pentes et dans la partie profonde du bassin du cratère. La topographie à hauterésolution des pentes internes du cratère générée à partir des données LiDAR a permis de mettre en évidence un ancien niveau de lac à 545 m et de déterminer les altitudes des exutoires à l' origine de drainage. De plus, la cartographie des formes glaciaires à partir de l' interprétation de photos aériennes a rendu possible le paramétrage d'un nouveau modèle présentant la déglaciation et le drainage du lac du cratère des Pingualuit. Le modèle suggère trois phases principales de drainage en fonction de l'activation de sept exutoires suite au retrait vers le sud-ouest de l'Inlandsis laurentidien. Finalement, par opposition à d' autres lacs de cratère de haute latitude à l'image du lac EI'gygytgyn (nord-est de la Sibérie) et de Laguna Potrok (secteur méridional de la Patagonie) dans lesquels des enregistrements paléo-climatiques à haute résolution ont été reconstitués grâce à un taux d'accumulation sédimentaire élevé, les données sismiques du lac du cratère des Pingualuit suggèrent un taux de sédimentation très faible suite au retrait de l'Inlandsis laurentidien en raison de l'absence d'affluents dans le lac. -- Mots clés: Lac de cratère; Déglaciation; LiDAR terrestre; Modelés glaciaires; Variations du niveau de lac; Paléo-rivages; Profiles de sismique réflexion; Ungava. -- ABSTRACT: The Pingualuit Crater, located in the Ungava Peninsula (Northern Québec, Canada) is a 1.4 Myr old impact crater hosting a 246 m deep lake. The lake is a closed system, fed only by atmospheric precipitation since the last deglaciation. The existence of a subglacial lake in the crater during the Last Glacial Maximum (LGM) precluded glacial erosion of the bottom sediments. These characteristics have potentially allowed the Pingualuit Crater Lake to preserve paleoclimatic and paleoecological sedimentary records of the last glacial/interglacial cycles in the terrestrial Canadian Arctic. In order to define the stratigraphy in the lake and to reconstruct the Late-Quaternary glacial history of the Pingualuit Crater, this study investigates data from three expeditions carried out in May 2007 (- 9 m long sediment core), in August 2010 (-50km of seismic lines) and in September 2012 (high-resolution terrestrial LiDAR topography of the inner slopes). Despite the weak penetration (~ 1 0 m) of the 3.5 kHz sub-bottom profiling caused by the presence of blocks in the sedimentary column, sei smic data coupled with stratigraphy from the sediment core enabled the identification of two glacio-lacustrine units deposited during the final stages of Laurentide Ice Sheet (LIS) retreat in the crater. Two postglacial mass movement deposits were also identified on the slopes and in the deep basin of the crater. The high-resolution topography of the internaI slopes of the crater generated from the LiDAR data permitted the confirmation of a paleo-Iake level at 545 m and determination of the altitudes of drainage outlets. Furthermore, the mapping of glacial and deglacial landforms from air photo interpretation of the area allowed the setting of a new model for the deglaciation and drainage of the Pingualuit Crater Lake. The model proposes three main phases of lake drainage, based on the activation of seven outlets following the retreat of the LIS front towards the south-west. Finally, as opposed to other high-Iatitude crater lakes such as Lake EI'gygytgyn (northeastern Siberia) or Laguna Potrok (southern Patagonia) where high-resolution paleoclimatic records were reconstructed due to high sediment accumulation rates, the seismic data from the Pingualuit Crater Lake suggest very low sedimentation rates after the retreat of the LIS owing to the absence of tributaries in the lake. -- Keywords: Crater Lake; Deglaciation; Terrestrial LiDAR; Glacial Landforms; lakelevel variations; Paleo-shorlines; Seismic reflection profiles; Ungava