L'objectif de ce travail est d'évaluer les rôles respectifs des facteurs environnementaux et de la tectonique synsédimentaire en milieu de plate-forme propice à l'accumulation de matière organique. La zone atelier est le Jurassique supérieur du Boulonnais et ses dépôts terrigènes (grès et marnes), accumulés dans un contexte tectonique extensif, à une époque où les variations du niveau marin pouvaient être importantes. Nous montrons que les bancs calcaires et les récifs à huîtres que nous avons étudiés dans ces formations sont d'origine diagénétique très précoce et qu'ils se sont formés à l'interface eau-sédiment ou juste au-dessous. Ces carbonates sont induits par des réactions chimiques bactériennes rendues possibles par des circulations de fluides de long des failles synsédimentaires. Nos résultats montrent également que les conditions de préservation de la matière organique sont soumises à de nombreux facteurs mais nous insistons ici sur le rôle du fer qui, par sa présence, peut empêcher les réactions de sulfuration entre les ions sulfures et les molécules organiques. De ce fait, cette protection naturelle par sulfuration est empêchée et la matière organique est plus intensément reminéralisée. Les sources de fer sont multiples en milieu de plate-forme mais nos travaux suggèrent que les smectites puissent véhiculer du fer alors qu'elles sont souvent interprétées comme des vecteurs de matière organique. Enfin, nous montrons que des gradients de distribution de la smectite peuvent être très marqués sur de courtes distances, malgré la flottabilité de ce minéral. Cette information est utile pour les reconstitutions fondées sur les argiles. / The goal of this study was to evaluate the respective roles of environmental factors and synsedimentary tectonic in a platform environment favorable to the accumulation of organic matter. The study area is the Upper Jurassic of the Boulonnais (Northern France) and the terrigenous deposits (sandstone and marl) accumulated in an extensive tectonic context, at a time when the sea level variations could be noticeable. We show that the limestone beds and oyster reefs that we studied are of earliest diagenetic origin and that they were formed at the water-sediment interface or just beneath. These carbonates are induced by bacterial chemical reactions enabled by fluid circulation along synsedimentary faults. Our results also show that the conditions of preservation of organic matter is subject to many factors but we focus here on the role of iron which, by its presence, can prevent sulfuration reaction between sulfide ions and organic molecules. Thus, this natural protection by sulfuration is prevented and the organic material is more intensely mineralized. The sources of iron are multiple in a platform environment but our work suggests that smectites can convey iron while they are often considered to be organic-matter vectors. Finally, we show that smectite distribution gradients can be very marked over short distances in spite of the buoyancy of this mineral. This information is useful for clay-based reconstructions.

L’Europe occidentale enregistre d’importants changements paléogéographiques entre la fin du Mésozoïque et le Paléogène, en réponse à des évènements géodynamiques en limites de plaques. Les déformations affectant le NW de la plaque européenne ont déjà bien été identifiées dans plusieurs bassins, mais elles sont en revanche mal contraintes en Manche. L’objectif de cette thèse est ainsi de reconstruire les évolutions sédimentaires et structurales de la Manche orientale au cours du Paléogène et de les replacer dans le contexte géodynamique du domaine Ouest-Européen à travers l’étude du Bassin de Dieppe-Hampshire, dont la stratigraphie et le calendrier des déformations ne sont pas précisément connus. Ces travaux s’appuient sur l’apport de nouvelles données de sismique réflexion très haute résolution et de nouveaux carottages. L’analyse du remplissage sédimentaire a permis d’établir le cadre stratigraphique, de proposer un découpage séquentiel avec l’identification de quatre cycles de 2ème ordre entre le Thanétien et le Bartonien, et de cartographier la partie méridionale du bassin. La corrélation de ces cycles avec les bassins cénozoïques proches a permis de mettre en évidence cinq phases de déformation ayant affecté le Bassin Anglo-Parisien. Grâce à une analyse structurale fine, nous avons également pu détailler le style et la cinématique de la déformation en Manche orientale, proposer un calendrier de cette déformation, et enfin établir le rôle joué par l’héritage structural régional sur l’évolution paléogène du domaine. / Major paleogeographic changes are recorded within Western Europe between the end of Cretaceous and Paleogene times, in response of tectonic events along European plate boundaries. The deformation affecting the NW part of the European plate are already well identified in the Paris Basin, the Belgian Basin and in Southern England, however it is poorly constrained within the English Channel. The objective of this thesis is thus to reconstruct sedimentary and structural evolutions of the Eastern English Channel during Paleogene times, and to replace these evolutions within the geodynamic context of the Western European domain. This thesis has been focalized on the Dieppe-Hampshire Basin, for which the stratigraphy and the timing of the deformation are not precisely known. This work is based on the contribution of new very high resolution seismic reflection data and of new coring samples. The analysis of the sedimentary filling allowed to establish the stratigraphic framework, to propose a sequence stratigraphic division with the identification of four 2nd order cycles between the Thanetian and the Bartonian, and to map the southern part of the basin. The correlation of these cycles with surrounding Cenozoic basins led to evidence five deformation phases which have affected the Anglo-Paris Basin. Thanks to a careful structural analysis, we also detailed the style and the kinematics of the deformation in the Eastern English Channel, we proposed a deformation schedule and we established the role played by the regional structural inheritance on the Paleogene evolution of the domain.

L’objectif de ce travail est d’étudier la sédimentologie des dépôts organiques dans un bassin hémipélagique (séries mésozoïques du Bassin du S-E de la France) afin de comprendre les processus de transport et de préservation de la matière organique (MO), ainsi que sa distribution dans les différents cortèges sédimentaires. Les résultats démontrent qu’il n’y a pas de relation entre le cortège organique et la granulométrie de la fraction terrigène ou la minéralogie de la fraction argileuse. Des turbidites sont présentes dans un niveau organique particulier, mais elles n’ont pas acheminé de MO terrestre dans le bassin ; au contraire, elles ont eu un rôle négatif sur la préservation du contenu organique. De la MO terrestre est observée dans certains niveaux organiques, mais sans lien avec des dépôts gravitaires, signifiant donc que la MO terrestre peut être transportée vers le domaine marin distal sans nécessairement impliquer des processus gravitaires. Il n’y a pas de lien évident entre la nature de la MO et les cortèges de dépôts dans les séquences stratigraphiques de 3e ordre. L’apport majeur de ce travail concerne l’approche multi-facteurs de la sédimentologie de la MO en domaine marin. Pour une productivité primaire marine constamment faible à normale, il a été mis en avant le rôle de 3 facteurs clés pour la formation de dépôts organiques en bassin hémipélagique : le taux de sédimentation, la nature intrinsèque de la MO, et les conditions d’oxygénation du bassin. Les niveaux organiques les plus riches en MO sont les événements anoxiques globaux, démontrant que l’anoxie est le facteur permettant les plus fortes accumulations organiques dans ce type de bassin sédimentaire. / The goal of this work is to study the sedimentology of organic deposits in a hemipelagic basin (Mesozoic deposits of the S-E France Basin) in order to understand the processes responsible for transport and preservation of organic matter (OM), as well as its distribution in various sedimentary settings. The results demonstrate that there is no relationship between the organic content and the grain size of the terrigenous fraction or the mineralogy of the clay fraction. Turbidites are present in a particular organic level, but they did not convey terrestrial OM in the basin; on the contrary, they had a negative role upon the preservation of the organic content. Terrestrial OM is observed in some organic levels, but not related to gravity deposits, meaning that terrestrial OM can be transported to the distal marine domain without necessarily involving gravity processes. There is no clear link between the nature of the OM and the place of the deposits in the 3rd order stratigraphic sequences. The major contribution of the present work concerns the multi-factor approach to the sedimentology of OM in the marine domain. For a constantly low to normal marine primary productivity, it was highlighted the role of 3 key factors for the formation of organic deposits in the hemipelagic basin: the sedimentation rate, the intrinsic nature of OM, and the basin oxygenation conditions. The organic levels the richest in OM are the global anoxic events, which show that anoxia is the factor allowing the strongest organic accumulations in this type of sedimentary basin.

Le bassin de Cariaco représente un emplacement idéal pour l’étude de la préservation de la matière organique (MO) en particulier la sulfuration naturelle, car il a présenté des conditions euxiniques récurrentes au cours de son histoire. Pour contraindre les processus de préservation de la MO, nous avons étudié les sédiments varvés du bassin de Cariaco sur une période de 130 ka. Nous avons mis au point un protocole basé sur des hydrolyses séquentielles permettant d’isoler des kérogènes libres d'artefacts. Ce protocole a permis de libérer d’importantes quantités de carbohydrates représentant jusqu'à 3% du carbone organique total. Ces carbohydrates d’origine algo-bactérienne présentent une diminution en profondeur lié à des processus de dégradation in situ et/ou à l’incorporation dans la matrice macromoléculaire. L’étude des marqueurs moléculaires présents dans les extraits organiques corrobore l’origine principalement autochtone de la MO. Cependant la contribution des végétaux terrestres a été mise en évidence dans les échantillons correspondant aux périodes glaciaires. Le processus de sulfuration naturelle a un rôle important dans la préservation de la MO à Cariaco. La sulfuration intramoléculaire est indiquée par la présence des thiophènes et thiolanes à l’état libre. La désulfuration au nickel de Raney et la pyrolyse des kérogènes révèlent également une sulfuration intermoléculaire. La sulfuration ne présente pas une tendance générale à l’augmentation dans l’intervalle étudié. Le processus se révèle sensible aux variations climatiques, et facteurs tels que les conditions redox du milieu et la disponibilité et réactivité des précurseurs moléculaires. / The Cariaco basin provide an ideal location to study the organic matter (OM) preservation processes in particular the natural sulfurization, since it has presented recurrent euxinic conditions along its history. To better understand the OM preservation processes, we have studied the varved sediments of Cariaco in a time interval of 130 ky. In this study, we have employed an artifact free method based on stepwise hydrolysis for the isolation of kerogen. This method permitted to obtain important amounts of monomeric carbohydrates, accounting for up to 3% of the total organic carbon. Those algal/bacterial-derived carbohydrates present a decrease with depth related to in situ degradation and/or incorporation to the macromolecular matrix. The investigation of the organic extracted biomarkers corroborate the authochtonous origin of the OM. Nevertheless, an important contribution of terrestrial OM was observed in the samples from glacials periods. The natural sulfurization process have an important role in the preservation of OM in Cariaco basin. The intramolecular sulfurization was revealed by the presence of free alkylthiophenes and thiolanes. Raney nickel desulfurization and kerogen pyrolysis also revealed intermolecular sulfurization. The natural sulfurization does not present a global increase in the time interval studied. This process respond to variations in climatic conditions, redox conditions in the water column and sediments and also to the reactivity and availability of the molecular precursors.

Η εργασία αυτή στηρίζεται στα αποτελέσματα των μικροπαλαιοντολογικών αναλύσεων που πραγματοποιήθηκαν σε βενθονικά τρηματοφόρα σε δείγματα ιζήματος. Τα ιζήματα προέρχονται από πυρήνα που συλλέχθηκε από το Ανατολικό Κρητικό πέλαγος. Στα βάθη ιζήματος που επικεντρώνονται τα δείγματα έχουν παρατηρηθεί αλλαγές τόσο στην γεωχημεία των ιζημάτων, όσο και στο ποσοστό οργανικού άνθρακα. Σε αντίστοιχα βάθη στο Δυτικό Κρητικό πέλαγος είχε εντοπιστεί ο σαπροπηλός S2(Geraga et.al 2005). Ο S2 δεν εντοπίζεται συχνά στα ιζήματα των πυρήνων γι’ αυτό αναφέρεται και ως “σαπροπηλός φάντασμα”(ghost sapropel). Σκοπός της εργασίας είναι ο εντοπισμός και η εξέλιξη των παλαιοωκεανογραφιών συνθηκών που επικρατούσαν στον πυθμένα της περιοχής μελέτης για το χρονικό διάστημα μελέτης. / -

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζονται τα χαρακτηριστικά των υποθαλάσσιων αποθέσεων της ερυθράς ιλύος που καλύπτουν τεράστια έκταση του πυθμένα του κεντρικού Κορινθιακού κόλπου και προκύπτουν ως μεταλλευτικό κατάλοιπο της επεξεργασίας βωξιτών για την παραγωγή αλουμινίου. / In the present diplomatic work are examined the characteristics of submarine red mud tailings that cover enormous extent of seabed of central corinthian gulf and result as mining residue of treatment of bauxites for the production of aluminium.

L'étude de la variabilité spatio-temporelle des flux sédimentaires sous l'influence des forçages naturels et des activités de chalutage a été entreprise à l'échelle du plateau continental du Golfe de Gascogne, en associant des données in situ et une modélisation numérique 3D déterministe. Deux campagnes en mer spécifiques ont été menées pour quantifier les impacts physiques induits par un chalut professionnel au niveau de la Grande-Vasière, en termes de remise en suspension (panache turbide), et de perturbation de la structure et de la nature du sédiment superficiel. Ces données ont permis d'estimer à 0.13 kg.m-2 le taux d'érosion moyen. Leur croisement avec des données d'effort de pêche a conduit à une cartographie mensuelle du flux d'érosion par chalutage. D'autre part, un modèle hydro-sédimentaire 3D réaliste a été mis en place et calibré à partir de mesures au point fixe. Une attention particulière a été accordée au paramétrage de l'érosion naturelle sous l'influence combinée des vagues et des courants. Une nouvelle formulation de la loi d'érosion adaptée aux mélanges de sable fin et de vase classiquement rencontrés sur les plateaux continentaux a été proposée et a permis d'optimiser significativement la réponse du modèle en termes de turbidité. Deux simulations de 5 ans ont été réalisées en incluant ou non l'influence du chalutage de fond, dans le but de quantifier et comparer les contributions relatives des forçages naturels et anthropique sur les flux verticaux (érosion) et horizontaux (transport solide) de sédiments. La variabilité temporelle des flux est décrite en une succession de régimes caractéristiques répondant à divers forçages (e.g. marée, vent, vagues, chalutage), et les flux résiduels saisonniers et annuels sont commentés : sans tenir compte des apports fluviaux, le flux de matériel vaseux a été estimé à 1.6 Mt/an sortant par le nord (au droit de La Pointe du Raz) et à 0.62 Mt/an vers le talus continental (au niveau de l'isobathe 180 m). / The spatio-temporal variability of sediment fluxes under the influence of natural forcings and trawling activities was assessed at the scale of the Bay of Biscay shelf, from in situ data and a 3D process-based numerical modelling. Two sea trials were carried out to quantify physical impacts induced by a professional trawling gear over an intensively trawled area of the shelf, the "Grande-Vasière", in terms of resuspension (turbid plume) and alteration of the surficial sediment nature and structure. These data enabled to estimate an average trawling-induced erosion rate of 0.13 kg.m-2. Their combination with fishing effort data led to monthly spatial distributions of trawling-induced erosion fluxes.Besides, a 3D realistic hydro-sedimentary model has been set up and calibrated from measurements acquired at a mooring station. The calibration task mainly consisted in assessing the natural erosion law setting under the influence of waves and currents. A new formulation of the erosion law has been proposed to describe the erosion of any mixture of mud and fine sand (sediment facies classically encountered on continental shelves) and led to a noteworthy improvement of the model response in terms of turbidity. Two 5-year simulations were performed accounting for natural forcings only or both natural and anthropogenic forcings in order to quantify and compare their respective contributions to sediment fluxes (vertical and horizontal sediment dynamics). The temporal variability of sediment fluxes is described in a succession of typical regimes occurring in response to various conditions of forcings (e.g. tide, wind, wave, trawling), and residual fluxes are assessed at seasonal and annual scales: without accounting for riverine sediment inputs, the mud flux is estimated to 1.6 Mt/yr outflowing northward (at the latitude of the Pointe du Raz) and to 0.62 Mt/yr toward the continental slope (through the 180 m isobath).