3687 Maîtrise en sciences de la Terre
RESPONSABLE : Paul Bédard (1er cycle) et Michael Higgins (cycles supérieurs)
Unité d'enseignement en sciences de la Terre
Secrétariat : (418) 545-5011, Poste 5202
ADRESSE ÉLECTRONIQUE : ue_sc-terre@uqac.ca
GRADE : Maître ès sciences appliquées

Veuillez vous référer au programme 1687 Maîtrise en géologie et génie géologique.

Objectifs

Ce programme combine enseignement et recherche en vue de former des scientifiques capables d'aborder et de résoudre concrètement les problèmes géologiques reliés à l'exploitation minière dans le Précambrien. On met l'accent sur l'application des techniques modernes de recherche au problème de terrain. Ceci exige des étudiants la connaissance des sciences de base et de leurs applications ainsi qu'une bonne compréhension des processus géologiques.

Plusieurs des thèmes de recherche intègrent divers domaines de la géologie (gîtologie, sédimentologie, volcanologie, pétrologie, tectonique, géomécanique, mécanique des roches et traitement des minéraux) à l'exploitation des ensembles volcano-sédimentaires archéens et des bassins sédimentaires protérozoïques du Moyen-Nord québécois en vue de comprendre les contrôles de la minéralisation et d'assurer leur exploitation sur une base rationnelle. À ceci s'ajoutent une analyse géologique du Grenville dans l'axe Chibougamau Lac-Saint-Jean et une étude du graben du Saguenay dans le but de faire un inventaire géologique et d'explorer certaines particularités concernant le potentiel économique.

Le département possède un appareillage d'analyse de base qui comprend :

Conditions d'admission

Être titulaire d'un baccalauréat ou l'équivalent en géologie ou en génie géologique, obtenu avec une moyenne cumulative d'au moins 3,2/4,3 ou l'équivalent.

ou

Posséder les connaissances requises, une formation appropriée et une expérience jugée pertinente.

Règle administrative

Ce programme est ouvert aux admissions aux trimestres d'été, d'automne et d'hiver.

Contingentement

Ce programme n'est pas contingenté.

La recherche

Les équipes de chercheurs de ce programme portent leur intérêt sur plusieurs champs d'étude, notamment :

  1. la nature, la structure et l'évolution de la croûte terrestre, en particulier :
  2. la modélisation de l'évolution géologique et métallogénique de la ceinture de l'Abitibi;
  3. la modélisation de la mise en place des gisements métallifères;
  4. le comportement hydrogéologique et géomécanique des massifs rocheux fissurés.

Ces programmes de recherche, de même que leurs équipes de chercheurs, sont étroitement liés, ce qui favorise le décloisonnement des disciplines et le dynamisme du groupe.

Les activités de recherche découlant de ces programmes se concentrent dans les régions du bouclier précambrien, au Canada et ailleurs dans le monde. Ces programmes donnent lieu à de nombreux échanges et projets de recherche conjoints avec des groupes de chercheurs d'autres pays, notamment en France, en Chine, en Norvège, en Afrique australe et occidentale.

La liste qui suit donne des exemples plus spécifiques de projets de recherche en cours donnant lieu à des thèses de doctorat:

  1. étude de la mise en place et du rôle métallogénique des plutons felsiques dans la région de Chibougamau;
  2. caractérisation, étude des mécanismes de mise en place et développement de guides d'exploration de plusieurs ensembles de gisements aurifères:
  3. étude stratigraphique, structurale et métallogique du camp minier de Matagami;
  4. étude structurale, métamorphique et géochimique des zones internes et marginales de la province de Grenville;
  5. métallogénie des éléments du groupe des platinoïdes dans la Fosse de l'Ungava et dans la région de Chibougamau;
  6. étude tectono-stratigraphique de la région de la rivière Georges, à l'est de la Fosse du Labrador;
  7. géochimie et genèse du complexe d'Ashuanipi, au Nouveau-Québec;
  8. étude volcanologique, structurale et métallogénique du Groupe de Hunter (Abitibi Ouest);
  9. analyse et simulation des discontinuités structurales dans des zones de cisaillement de la région de Chibougamau.

Environnement de travail

Les activités pédagogiques du programme de Maîtrise en sciences de la Terre relèvent du Département des sciences appliquées (DSA). Le Centre d'études sur les ressources minérales (CERM) est la principale structure d'encadrement des activités de recherche. Le DSA bénéficie d'une importante subvention dans le cadre du programme d'actions structurantes du ministère de l'Enseignement supérieur et de la Science du Québec. Le thème de recherche ainsi subventionné est la modélisation en ressources minérales appliquée à l'Abitibi et à la province de Grenville.

Parmi les laboratoires et équipements disponibles au DSA accessibles aux membres du CERM et étudiants au doctorat, mentionnons :

Aide financière

Les étudiants inscrits à un programme d'études de deuxième cycle à l'UQAC peuvent bénéficier d'un support financier adéquat à la poursuite de leurs études :

Structure du programme

Ce programme comporte quarante-cinq (45) crédits.

Note :

Pour les fins d'inscription et de paiement des frais de scolarité, ce programme est rangé dans la classe B.

Plan de formation

Deux cours parmi les suivants (6 crédits)
6SCT801 Métallogénie
6SCT815 Séminaire
6SCT816 Études supervisées
6SCT817 Sujets spéciaux en sciences de la Terre
6SCT818 Lectures dirigées en sciences de la Terre
6SCT823 Géophysique de l'environnement
6SCT825 Hydrogéologie et géomécanique
Trois cours parmi les suivants (9 crédits)
1MRR903 Chimie des polluants
6MIG905 Méthode des éléments finis et simulation numérique
6MIG917 Systèmes appliqués aux ressources hydrauliques
6MIG922 Mécanique des milieux continus
6SCT802 Économique des minéraux
6SCT819 Stage
6SCT835 Modélisation en hydro-géomécanique
6SCT902 Pétrologie ignée
6SCT903 Pétrologie sédimentaire
6SCT904 Pétrologie métamorphique
6SCT905 Géochimie de haute température
6SCT906 Analyse structurale
6SCT924 Volcanologie
6SCT925 Minéraux industriels et matériaux de construction
6SCT926 Excursions géologiques
6SCT927 Géochimie de basse température
6STA980 Dynamique du Globe
6STA985 Concept de système en sciences de la Terre et de l'atmosphère
Pour compléter sa formation et sur l'approbation du directeur du programme, l'étudiant pourra suivre une activité de trois (3) crédits dans un autre programme de maîtrise
Mémoire (30 crédits)
6RECHER Mémoire
Chaque étudiant est tenu de rédiger un mémoire qui doit témoigner, de la part de l'auteur, d'une aptitude à mener à bien une recherche scientifique.

DESCRIPTION DES COURS

1MRR903 Chimie des polluants

À partir de données physicochimiques des polluants, de l'environnement et de la biota, étudier la distribution et le sort de différentes familles de polluants au moyen de modèles informatiques.

Revue des principales caractéristiques des différentes familles de polluants et des caractéristiques de l'environnement aquatique et terrestre. Introduction aux modèles numériques et prédiction assistée par ordinateur. Étude et utilisation de certains modèles numériques tels que POND, Sigle Lake and Stream Analysis (SLSA), Enhanced Stream Water Quality Model (QUAL2E), Pesticide Root Zone Model (PRZM). Bases de l'écotoxicologie et interprétation des données.

6MIG905 Méthode des éléments finis et simulation numérique

Rendre l'étudiant capable d'utiliser la méthode des éléments finis pour l'analyse et la simulation numérique de systèmes complexes.

Méthode des éléments finis pour l'analyse et la simulation numérique de systèmes complexes. Méthodes de variations et des résidus pondérés. Technique des éléments finis. Fonctions d'interpolation et intégration numérique. Étude des systèmes linéaires. Systèmes non linéaires. Systèmes non stationnaires. Exemple d'un programme général de solution par éléments finis.

6MIG917 Systèmes appliqués aux ressources hydrauliques

Problèmes d'exploitation et de mise en valeur des ressources hydrauliques selon le point de vue des systèmes. Objectifs du développement hydraulique. Concepts économiques et technologiques de production. Aspects hydrologiques. Facteurs économiques affectant la conception du système. Méthodes et techniques. Développement à fins multiples. Modèle simple d'un système de rivière et bassin-versant. Modèles mathématiques. Probabilité. Programmation dynamique. Théorie de dessin et simulation.

6MIG922 Mécanique des milieux continus

Rendre l'étudiant capable d'utiliser les lois de comportement classiques, d'expliquer le comportement des milieux continus en général, d'appliquer ces concepts à l'analyse de divers problèmes de la mécanique des solides et des fluides, et de développer les modèles linéaires pour les fluides visqueux et les solides élastiques.

Compléments des mathématiques, tenseurs cartésiens. Cinématique des milieux continus, descriptions lagrangienne et eulérienne, différents tenseurs de déformation. Efforts appliqués à un système matériel, puissance virtuelle, tenseur des contraintes de Cauchy. Lois de conservation de la physique classique des milieux continus (masse, quantité de mouvement, énergie), équations globales et locales du mouvement. Thermodynamique des milieux continus : premier et second principes; notion d'entropie et dissipation, inégalité de Clausius-Duhem. Lois de comportement pour matériaux simples : solides élastiques, fluides newtoniens.

6RECHER Mémoire

6SCT801 Métallogénie

Identifier les contextes favorables aux concentrations des gîtes minéraux.

Analyse détaillée des principaux types de gisements traités sous des aspects tels que contextes géologiques ponctuels et globaux, mécanisme de mise en place, guide d'exploration.

6SCT802 Économique des minéraux

Conduire à une compréhension approfondie des différentes facettes économiques de l'industrie minérale et des divers facteurs : technique, social, politique et stratégique ainsi que la mise en marché des minéraux.

Étude plus spécifique de la disponibilité des ressources, de l'influence des facteurs d'offre et de demande sur le comportement économique des minéraux. Étude des usages et des marchés des minéraux ainsi que les facteurs de substitution; évaluation des méthodes et des coûts de transport : impact économique des changements technologiques. Analyse des méthodes de financement et structures d'incorporation des entreprises minières.

La discussion portera aussi sur la qualité de l'environnement relié à l'exploitation minière; analyse de la commodité minérale; politiques gouvernementales et avantages comparés du pays dans le domaine international des minéraux.

6SCT815 Séminaire

Série de séminaires organisés en deux thèmes cohérents définis par le professeur et les étudiants. Travail de recherche bibliographique sur un des deux sujets.

6SCT816 Études supervisées

Fournir à l'étudiant un moyen d'approfondir ses connaissances sur un domaine relié à ses travaux de recherche.

Le plan de cours, les objectifs spécifiques, les méthodes d'apprentissage, les modalités d'encadrement et les modes d'évaluation sont convenus entre l'étudiant et le professeur qui le supervise et approuvés par le directeur du programme.

6SCT817 Sujets spéciaux en sciences de la Terre

Fournir à l'étudiant un moyen d'approfondir ses connaissances sur un domaine relié à ses travaux de recherche.

Projet d'apprentissage qui compte la description sommaire de l'objectif général et du contenu du projet, identification des objectifs spécifiques aux points de vue connaissances et habiletés, calendrier des activités d'apprentissage et d'encadrement, et modes et critères d'évaluation. Le projet d'apprentissage est soumis au directeur du programme pour approbation.

6SCT818 Lectures dirigées en sciences de la Terre

Revue et analyse supervisée de la littérature récente dans un domaine d'intérêt pour l'étudiant.

Établissement d'un programme de lecture d'au moins l'équivalent d'une trentaine d'articles récents (environ 1000 pages) couvrant les divers aspects du sujet retenu par l'étudiant et son superviseur, et dépôt dudit programme de lectures au directeur de programme pour approbation. Rédaction de fiches synthèse sur chaque article ou chapitre. Discussion et retour sur les lectures avec le superviseur à intervalles réguliers. Compilation d'une biliographie analytique sur les lectures.

6SCT819 Stage

Permettre à l'étudiant de réaliser des travaux techniques et de mettre en pratique les différentes notions qu'il a acquises dans sa formation académique; développer les habiletés de communication écrite de l'étudiant.

Pour l'étudiant, ce stage consiste à travailler de douze à seize semaines dans un milieu industriel ou connexe pendant un trimestre donné. Sous la supervision d'un géologue, d'un ingénieur géologue ou d'une personne qualifiée, il participe à l'exécution d'un projet et contribue de façon significative à la solution de divers problèmes géologiques. De plus, il contribue à la mise en application des solutions. À la fin de son stage, l'étudiant doit soumettre un rapport écrit qui fera l'objet d'une évaluation.

6SCT823 Géophysique de l'environnement

Utilisation des techniques géophysiques dans la solution de problèmes géotechniques et environnementaux. La méthode d'interprétation réciproque généralisée en séismique réfraction. La séismique réflexion de faible profondeur. La tomographie séismique. Le géoradar.

Principaux outils de diagraphie : gamma, neutronique, densité, potentiel spontané, induction et acoustique. Fondements de chacune des techniques, instrumentation, techniques de relevés, traitement des données, intégration et interprétation.

6SCT825 Hydrogéologie et géomécanique

Description et analyse des essais en laboratoire : propriétés hydraulique et mécanique des roches, relation contrainte-déformation-porosité-temps. Théories de rupture des roches. Loi cubique de l'écoulement dans une fracture. Interaction des procédés hydrauliques et mécaniques. Étude des sites.

Extrapolation des essais en laboratoire aux massifs rocheux. Essais hydrauliques et mécaniques en place. Propriétés hydrologiques et physiomécaniques des massifs rocheux. Comportement hydraulique et mécanique des massifs rocheux fracturés. Analyse statistique des propriétés hydrologiques et mécaniques des massifs rocheux.

Applications des méthodes des éléments finis et des modèles stochastiques aux problèmes géotechniques et hydrologiques d'ouvrages en massifs rocheurs. Stabilité mécanique et hydrologique des ouvrages en massifs rocheux : venues d'eau dans les excavation-coups de toit-affaissement et subsidence-soutènement-ancrages-infections. Stabilité des talus. Capacité portante des massifs rocheux et calculs des fondations. Stockage souterrain d'énergie ou de déchets.

6SCT835 Modélisation en hydro-géomécanique

Favoriser l'apprentissage de la modélisation et de la simulation numérique appliquées à l'hydrologie, l'hydrogéologie et la géomécanique. Pour ce faire, les étudiants apprendront à utiliser des logiciels spécialisés dans chaque domaine respectif. Suite à ce cours, les étudiants devront avoir acquis des compétences en modélisation numérique appliquée en hydrologie, en hydrogéologie et en géomécanique.

Utilisation des logiciels avec l'assistance des professeurs. Cet apprentissage se fera d'abord à partir de la résolution de problèmes simples. Par la suite, les étudiants réaliseront un projet de modélisation de plus grande Le cours sera donné essentiellement sous la forme de travaux dirigés dans un laboratoire d'informatique où les étudiants auront accès aux logiciels à partir des ordinateurs connectés sur le réseau de l'UQAC (licences réseau).

6SCT902 Pétrologie ignée

Comparer différents modèles de genèse des roches ignées en se servant de travaux de synthèses minérales en laboratoire à différentes pressions et températures comme cas limites.

Revue de la genèse des principales suites de roches ignées en se servant du modèle de la tectonique des plaques comme cadre général de référence.

6SCT903 Pétrologie sédimentaire

Approfondir la compréhension des terrains sédimentaires.

Étude des sédiments siliciclastiques et volcanogènes; hydrodynamique du transport et du dépôt des sédiments. Identification des éléments nécessaires à la reconnaissance d'environnements sédimentaires, à l'établissement de modèles de faciès et à l'analyse de bassin.

6SCT904 Pétrologie métamorphique

Étude comparative des données expérimentales obtenues en laboratoire avec les données pétrographiques.

Revue des roches et des processus du métamorphisme régional. Métamorphisme dynamique et développement de la schistosité régionale. Calibration des isogrades métamorphiques à partir des analyses des données thermobarométriques. Patrons de métamorphisme et interprétations tectoniques.

6SCT905 Géochimie de haute température

Études approfondies dans quelques domaines géochimiques de haute température se produisant lors de la formation et des transformations des roches ignées et métamorphiques : isotopes, éléments en trace, modélisation des systèmes, projet de laboratoire.

6SCT906 Analyse structurale

Étudier les structures géologiques au point de vue instruments d'interprétation cinématique et dynamique, discuter des sites géométriques favorables aux minéralisations et analyser d'une façon critique les méthodes de travail utilisées.

Déformations et contraintes. Structures de déformation, de formation et de transformation identifiables dans les roches. Géométrie des plissements superposés. Trajectoires de dispersion des éléments structuraux selon les mécanismes de déformation. Cartographie en terrain de tectonique polyphasée. Zones de cisaillements fragiles et ductiles.

6SCT924 Volcanologie

Approfondir la compréhension des terrains volcaniques. L'accent est mis sur la volcanologie physique des empilements sous-marins.

Propriétés physicochimiques et mode d'écoulement des laves; structures et organisation des coulées de laves. Volcanisme explosif; structures et organisation des dépôts pyroclastiques. Pétrographie des textures volcaniques. Nature et évolution des édifices volcaniques. Altérations de basses et hautes températures. Incidences économiques : gîtes volcanogéniques, géothermie, etc.

6SCT925 Minéraux industriels et matériaux de construction

Viser à une compréhension approfondie des phénomènes économiques et techniques dans le domaine des minéraux industriels et de construction.

Étude des aspects géologiques, technologiques et économiques des minéraux non métalliques utilisés dans divers secteurs tels que : combustibles, céramiques, industries chimiques, fertilisants, abrasifs et industrie de la construction. Les aspects spécifiques suivants y seront discutés : origines, occurrences, types et natures, qualités minéralogiques et technologiques, évaluation des dépôts et marketing des matériaux minéralogiques utilisés par les industries de la construction, les industries chimiques et les industries de la céramique.

Ce cours comprendra également des analyses géologiques et économiques de dépôts actuels et une attention particulière sera consacrée aux différents dépôts du Québec et du Saguenay-Lac-Saint-Jean.

6SCT926 Excursions géologiques

Étudier un problème géologique sur le terrain.

De cinq à sept jours d'excursion géologique avec un ou plusieurs professeurs. Cette excursion devra être élaborée autour d'un thème. Travail bibliographique et présentation d'un rapport écrit.

6SCT927 Géochimie de basse température

Appréciation des phénomènes géochimiques de basse température dans les solutions. Processus géochimique relié à l'évolution et mise en place des gisements. Comportement des isotopes stables, équilibre entre fluides, minéralisation et dispersion des éléments comme indicateur du processus et outil de prospection.

Études de la chimie de l'eau souterraine et de l'interaction eau-roche, comportement des composants chimiques dans la nappe phréatique.

6STA980 Dynamique du Globe

Synthèse et bilan des thèmes de recherche dans les divers champs disciplinaires des sciences de la planète. Les étudiants sont conviés à une revue exhaustive de sujets d'actualité scientifique où l'analyse et la critique scientifique peuvent être développés dans le cadre des problématiques spécifiques au champ d'étude du programme.

Les domaines d'étude recouvrent l'ensemble des enveloppes terrestres et les processus qui y ont cours : la géodynamique interne, comprenant l'étude des mécanismes physiques et chimiques, du noyau à la croûte terrestre (tomographie sismique, géodynamique chimique, flux de chaleur, etc.); et la géodynamique externe, qui inclut l'étude des changements globaux, l'évolution passée et à venir des continents, des océans et de l'atmosphère, la météorologie, la climatologie, ainsi que la modélisation des climats anciens, actuels et futurs.

6STA985 Concept de système en sciences de la Terre et de l'atmosphère

Dans ce cours, l'étudiant approfondit ses connaissances des méthodes quantitatives requises pour réaliser des caractérisations et des modélisations de systèmes terrestres, et de leurs interactions.

Après une revue des principales méthodes quantitatives utilisées en sciences de la Terre et de l'atmosphère, le cours permet l'approfondissement d'un certain nombre de méthodes appropriées aux besoins des étudiants parmi les suivants : la résolution de problèmes d'échantillonage; l'analyse des incertitudes; l'analyse des fractionnements, des mélanges et des équilibres de masse; l'analyse de séries temporelles et multidimentionnelles; l'analyse de données géométriques ou à distribution spatiale; la simulation numérique de phénomènes; la résolution de problèmes inverses; la prise en compte de l'hétérogénéité des milieux et de la variabilité des échelles de temps et d'espace, etc.