L'objectif de ce travail est l'étude des processus et des changements environnementaux récents (durant les derniers 30000 ans) à travers leurs enregistrement sédimentaire dans la zone Nord-Ouest de la Mer Noire (carottes sédimentaires prélevées à des profondeurs allant de 55 à 2100 m sous la tranche d'eau). Nous avons privilégié des méthodes permettant d'obtenir des informations sur le milieu de dépôt et la chronologie des évènements telles que : analyses des argiles, sédimentologie, magnétisme environnemental, caractéristiques isotopiques de la matière organique totale, 14C AMS. Afin d'obtenir une chronologie la plus fiable possible des évènements nous avons effectué des datations par le 14C de la matière organique et des coquilles fossiles du sédiment. La comparaison des datations obtenues sur les coquilles et la matière organique provenant d'un même niveau sédimentaire nous a montré que l'application des corrections sur les données 14C reste difficile ; cette difficulté provient du fait que le bassin a contenu tantôt de l'eau douce oxygénée, tantôt de l'eau stratifiée. C'est en associant les résultats de l'étude des taux des carbonates le long des carottes aux données 14C que nous avons établi l'échelle chronologique proposée. L'étude des minéraux argileux des sédiments nous a permis de conclure que pour le nord-ouest du bassin, l'origine des sédiments à smectite doit être recherchée au nord, et non au sud du bassin versant de la Mer Noire, comme il est admis dans la littérature. Les données de magnétisme environnemental nous ont permis de mettre en évidence des variations significatives dans les conditions d'oxygénation (aérobie/anaérobie) au sommet du sédiment ou dans la colonne d'eau. Ces données magnétiques, ainsi que celles de matière organique montrent aussi des modifications des conditions de salinité dans le bassin. En conclusion nous proposons une reconstitution des conditions d'environnement au cours des derniers 30000 ans.

A l'embouchure de l'estuaire de la Seine, un prisme sédimentaire d'une vingtaine de mètres d'épaisseur s'est mis en place au cours de la transgression holocène. L'étude des facteurs de contrôle de sa construction et de son évolution morphosédimentaire a été menée selon deux approches : (1) à partir de données sismiques et de carottage pour étudier l'évolution à long terme (pluri?millénaire) ; (2) à partir de données cartographiques anciennes pour l'étude des évolutions à moyen et court terme (pluri-décennale à pluri-annuelle) depuis les deux derniers siècles. L'évolution à long terme du prisme (construction holocène) est contrôlée d'une part par la vitesse de remontée du niveau marin, d'autre part par la position initiale de l'incision majeure de la Seine. C'est à l'aplomb de celle-ci que le système d'embouchure reste actif tout le long de la construction, tandis que dans les secteurs adjacents, notamment au sud, le système se comble rapidement. L'évolution du prisme depuis deux siècles se caractérise par un comblement progressif comprenant trois stades. 1834-1875 : vaste système divagant ; 1875-1960 développement des zones supratidales et comblement latéral du système interne ; 1960-2003 : comblement amont-aval du système par développement et progression vers le domaine marin de deux barres sableuses longitudinales. Le contrôle des aménagements dans cette évolution est considéré comme majeur et l'impact des facteurs naturels est extrêmement difficile à extraire. L'influence de cycles climatiques haute fréquence comme la NAO (North Atlantic Oscillation) est néanmoins sensible pour la période la plus récente (depuis 1980), période marquée par l'arrêt des aménagements.

Les systèmes turbiditiques forment de grands édifices sédimentaires sous-marins situés au large des fleuves en pied de pente continentale et constituent les dépôts terrigènes les plus distaux d’un système fluviatile. Leur structure interne, définie comme un empilement de systèmes chenal-levées, montre des changements architecturaux au cours du temps dont les forçages sont encore mal connus, et le rôle respectif des facteurs de contrôle interne (lié au fonctionnement propre du système) ou externe (climat, variations du niveau marin, tectonique) reste sujet à débats. Afin de mieux comprendre le rôle de ces facteurs de contrôle, une étude détaillée de l’architecture du système Congo a été réalisée. Cette étude a été menée dans le cadre du projet de recherche Reprezaï (Ifremer/IUEM, depuis 2006), faisant suite aux projets Guiness et ZaïAngo (Ifremer/Total, 1992-2003), projets au cours desquels de nombreuses campagnes en mer ont permis l'acquisition d’une importante base de données géophysiques et géologiques. Une analyse quantitative de différents paramètres architecturaux des chenaux (longueur totale, longueur construite après avulsion, entre autres) de l’Edifice Axial du Congo (derniers 200 ka) révèle des cycles sédimentaires de progradation et rétrogradation des dépôt-centres, les plus grandes rétrogradations correspondant à des avulsions situées très en amont dans l’édifice turbiditique. Les dépôts-centres identifiés à la terminaison des chenaux correspondent à des complexes de lobes (selon la nomenclature de Prélat et al., 2009) relativement allongés dont les volumes (de 3 à 196 km3) varient considérablement dans le temps et l'espace sans pour autant montrer de cycles de variation comme pour les autres paramètres. Le volume cumulé de ces complexes de lobes reconnus représente jusqu'à 31% du volume de l’Edifice Axial. L’étude multiproxies (datations 14C, δ18O, mesures XRF, Carbone Organique Total, …) de carottes prélevées sur les chenaux les plus progradants et les plus rétrogradants, a fourni un cadre chronologique permettant de caler temporellement ces cycles sédimentaires. L’évolution temporelle des paramètres architecturaux a été comparée avec les variations des signaux paléoenvironnementaux et paléoclimatiques (pollens, COT, mesures XRF et MSCL, argiles…) enregistrés par une carotte de référence située en domaine hémipélagique et contemporaine de la construction de l’Edifice Axial. Les résultats mettent en évidence un lien étroit entre l’évolution architecturale de l’édifice turbiditique et les décharges fluviatiles du Congo. Ces dernières, mais aussi l’extension du couvert végétal sur le bassin versant, contrôlent le rapport sable/argile et donc, en partie, la capacité de transport des courants turbiditiques. Ces deux facteurs dépendent des précipitations liées aux variations d’intensité de la mousson en relation avec les cycles de précession (19-23 ka, Milankovitch). Un scénario de mise en place des systèmes chenal-levées et lobes de l’Edifice Axial en fonction des variations climatiques arides/humides sur le bassin versant a ainsi pu être proposé grâce à de bonnes contraintes stratigraphiques pour les derniers 40 ka. En période aride, les courants turbiditiques, peu fréquents et avec un fort rapport sable/argile qui diminue leur capacité de transport, sont propices à l'aggradation des chenaux, engendrant des conditions favorables pour la création ultérieure d’avulsions en amont. En période de transition aride/humide, lorsque le couvert végétal est encore peu développé, la décharge fluviatile accompagnée d’une charge solide importante augmente le volume des courants turbiditiques, favorisant les avulsions en amont du système. Enfin, les périodes humides, caractérisées par un débit liquide fort associé à une charge solide essentiellement argileuse qui décroît au fur et à mesure que le couvert végétal s’étend, génèrent des courants de turbidité dont la capacité de transport diminue au cours du temps […] / Turbidite systems are huge submarine sedimentary fans located off rivers, at the foot of the continental slope. They constitute the most distal terrigeneous deposits of a fluvial system. Their internal structure, defined as a stacking of channel-levee systems, show architectural changes through time. Forcing factors of these architectural changesare still poorly understood, and the respective role of internal (related to the own functioning of the system) or external forcing factors (climate, seal-level variations, tectonics) remains debated. To better understand the role of these controlling factors, a detailed study of the Congo system architecture was carried out. This study was conducted as part of the Reprezaï research project (Ifremer/IUEM, since 2006), following the Guiness and ZaïAngo projects (Ifremer/Total, 1992-2003), during which many oceanographic surveys allowed acquiring an important geophysical and geological data base. A quantitative analysis of different architectural parameters from the channels (e.g. total length, length built after avulsion,…) of the Congo Axial Fan (last 200 ka) reveals progradational-retrogradational sedimentary cycles of the depocenters, the highest retrogradations corresponding to avulsions located very upfan. Depocenters identified at the termination of the channels correspond to relatively elongated lobe complexes (according to the nomenclature of Prélat et al., 2009) with greatly variable volumes (from 3 to 196 km3) both in time and space, without any cyclicity like that identified by other parameters. The cumulative volume of these lobe complexes represents up to 31% of the Axial Fan volume. The multiproxies study (14C dating, δ18O, XRF measurements, Total Organic Carbon…) of cores sampled on the most prograding and retrograding channels provided a chronological framework to these sedimentary cycles. The temporal evolution of the architectural parameters was compared with changes in paleoenvironmental and paleoclimatic signals (pollens, TOC, XRF and MSCL measurements, clay mineralogy,…) recorded in the sediments of a reference core deposited simultaneously to the Axial Fan, but located outside the turbidite flows. Results highlight a strong link between the architectural evolution of the turbidite system and the Congo River discharge. These, as well as the expansion of the vegetation cover in the catchment area, control the sand/clay ratio and thus, at least partly, the transport capacity of turbidity currents that build the channel-levee systems. Both factors depend on rainfall related to the monsoon intensity variations in relation with precession (19-23 ka Milankovitch). A scenario for the deposition of channel-levee systems and lobes of the Axial Fan in link with arid/humid climate variations in the catchment area has been proposed thanks to good stratigraphic constraints for the last 40 ka. During arid periods, turbidity currents are infrequent and present a high sand/clay ratio which decreases their transport capacity. These turbidity currents are suitable to channel aggradation, generating favorable conditions for the subsequent creation of upfan avulsion. During periods of transition of arid to humid conditions, when the canopy is still underdeveloped, fluvial discharge and significant sediment load increases result in an increase of the turbidity currents volume, which favors upfan avulsions. Finally, during humid periods, Congo discharge is characterized by a strong liquid flow and a mainly clayey solid discharge which decreases gradually as the canopy extends. These conditions generate turbidity currents with decreasing transport capacity through time. However the transport capacity of these currents remains sufficient to reach distal portions of the systems and favor channels progradation. This climatic factor seems therefore to regularly disrupt the more perennial internal control which is also highlighted by the Congo Axial Fan architecture.

La marge Ligure est une marge passive soumise à une déformation tectonique compressive associée à la tectonique salifère messinienne. La reprise en compression de la marge s’accompagne d’une sismicité modérée récurrente ponctuée d’évènements plus forts. La marge Ligure est le siège d’une sédimentation importante au Plio-Quaternaire. Elle constitue un environnement propice à l’étude des déstabilisations gravitaires. L’objectif principal de ce travail était de décrire et caractériser les principaux mouvements en masse ayant affecté la marge continentale Ligure au cours du Plio-Quaternaire, de localiser les principales zones sujettes aux déstabilisations et d’identifier les facteurs pré-conditionnant et déclenchant les ruptures dans le but de mieux évaluer l’aléa gravitaire. Une large couverture de données bathymétriques, géophysiques et des carottages acquis sur l’ensemble de la marge a permis de réaliser une étude multi-échelles des processus de ruptures gravitaires et des facteurs déclenchant associés. Près de 1500 glissements ont été identifiés. L’étude de leur répartition spatio-temporelle illustre que l’ensemble de la marge a toujours été affectée par des déstabilisations de pente mais que les principales zones de ruptures auraient migré vers l’ouest au cours du Plio-Quaternaire. Les grandes ruptures sous-marines sont préférentiellement associées aux zones de déformation maximale, cette dernière étant contrôlée par la tectonique crustale et/ou la tectonique salifère. Il apparaît que les ruptures résultent plus généralement d’une association de facteurs distincts qui ont participé à fragiliser la stabilité des dépôts de la pente et qui ont pu provoquer leur rupture. / The Ligurian margin is a passive margin characterized by high sedimentation rates during the Plio-Quaternary. It is affected by a compressive tectonic deformation leading to the inversion of the margin, together with a salt tectonic. The present-day moderate seismic activity is punctuated by stronger seismic events. Thus, this margin offers a good natural laboratory to study submarine landslides and their triggering factors. Although the Var Turbidite System has been well investigated over the last 20 years, the morphology and tectonics/sedimentary processes affecting the whole margin remained poorly known. This study aims to describe and to characterize the main types of mass movements, their preferential locations along the Ligurian margin during the Plio-Quaternary and their triggering factors to improve geohazards assessment related to landslides. A dataset including bathymetric and geophysical data and cores allowed to realize a multi-scale study of submarine failures and their associated triggering factors. About 1500 landslides were identified on the margin and in the basin. The study of their spatio-temporal distribution revealed that the margin has always been affected by mass-wasting processes and that the main zones of landsliding migrated westward during the Plio-Quaternary. The largest submarine landslides are preferentially associated with the highest deformation rates and their location is controlled by crustal tectonics and/or salt tectonics. The initiation of failures results from the combination of several factors including the margin deformation, earthquakes, salt tectonics and sediment under-consolidation.

La sédimentation marine récente dans les fosses de subduction est caractérisée par l'interstratification de sédiments hémipélagiques et de turbidites localement intercalées avec les coulées de débris, qui peuvent résulter de la destabilisation des pentes continentales par de tremblements de terre. La marge d’Equateur est constituée par une forte érosion tectonique qui contribue à la formation d'une fosse profonde remplie d'une suite complexe de faciès sédimentaires. La sédimentation par écoulements gravitaires est omniprésente le long de la marge et les faciès vont de dépôts de transport de masse d'épaisseur métriques latéralement continus à des turbidites d'épaisseur centimétriques isolées intercalées avec des couches d'hémipélagites, de volcanoclastiques et de téphras. Nous présentons l'interprétation de la bathymétrie, des profils sismiques à haute résolution et des données pétrophysiques des carottes sédimentaires. L'objectif de cette étude est de décrire la complexité morphologique à la frontière équatorienne de la plaque de Nazca où un ensemble d'aspérités marines profondes ont subducté à différentes échelles, et ses conséquences sur la distribution latérale des sédiments dans les différents sous-bassins. La marge équatorienne comprend trois segments géomorphologiques: Le segment nord, situé au nord de la crête Carnegie, est caractérisé par une large (5-10 km) et profonde fosse (3800-4000 m), une pente continentale ravinée et une plate-forme (10-40 km de large) avec subsidence active. Le segment central en face de la crête de Carnégie montre une fosse étroite (0-5 km de large) et peu profonde (3100-3700 m), la pente escarpée et ravinée, sans canyons, et plateau continental étroit de 15 à 40 km de large caractérisé par des zones d'affaissement et de soulèvement actifs. Enfin, le segment sud, situé au sud de la crête Carnegie, présente une large (5-10 km) et profonde fosse (4000-4700 m), une pente continentale pauvre en sédiments avec des systèmes de canyons bien définis et une large plate-forme de subsidence (20-50 km). La dynamique sédimentaire le long de la marge est évaluée par l'analyse de 15 carottes sédimentaires dont la description visuelle, les photographies à haute résolution, l'imagerie par rayons X, les données XRF et les propriétés pétrophysiques conduisent à l'identification de 11 faciès sédimentaires caractérisant 7 processus sédimentaires: dépôts de turbidite, hémipélagites, téphras, dépôts de coulées de débris, homogénites, des slumps et des dépôts de carbonate de ooze. Les âges des dépôts sont définis par la datation au radiocarbone des sédiments hémipélagites. Les âges vont de 500 à 48000 ans BP. Les profils sismiques à haute résolution permettent de définir 3 echo-faciès: transparent, stratifiés et chaotiques. Le facies transparent est principalement associé aux dépôts d'homogénites, le facies stratifié est associé aux dépôts interstratifiés turbiditique-hémipélagique et le facies chaotique est associé à des dépôts gravitaires grossiers. Le remplissage de la fosse représente un enregistrement lacunaire mais important de l'histoire de la marge de subduction. De grandes coulées de débris se déplaçant vers l'est dans les deux séquences inférieures du remplissage de la fosse sont initiées le long de la paroi extérieure de la fosse, le long de grandes failles normales dues à la flexion de la plaque océanique subductante. Les sédiments de la séquence supérieure du remplissage qui nappent la fosse sont plus largement fournis par la paroi interne de la fosse mais avec un fort contrôle de la ride de Carnegie. En conséquence, la profondeur, la fréquence, l'épaisseur, la composition et la disposition latérale des dépôts sédimentaires varient grandement entre le nord et le sud. Les grands méga-lits simples, les slumps, les coulées de débris et les homogénites sont situés dans les segments nord et sud. Ils sont déclenchés par de grands escarpements de failles régionales, dans le Nord / Recent deep marine sedimentation in subduction trenches is characterized by the inter-stratification of hemipelagic and turbidite sediments locally interbedded with debris flow, which can result from continental slope shaking triggered by earthquakes. The active margin of Ecuador comprises tectonic erosion that contributes to the formation of a deep trench filled by a complex suite of sedimentary facies. Gravity flow sedimentation is ubiquitous along the margin and facies range from laterally continuous m-thick mass transport deposits to isolated cm-thick turbidites intercalated with hemipelagite, volcanoclastics and tephra. In this study we show interpretation of swath bathymetry, high-resolution seismic profiles and petrophysical data from cores. The objective is to describe the morphologic complexity on the Ecuadorian border of the Nazca plate where a set of deep marine asperities is subducting at different scales, and their consequences on the distribution of sediments in the different sub-basins. Ecuadorian margin comprises three geomorphological segments: The northern segment, northward of the Carnegie Ridge, is characterized by a wide (5-10 km) and deep trench (3800 – 4000 m), a gentler gullied continental slope and a shelf (10-40 km wide) with active subsidence. The central segment facing the Carnegie Ridge, is strongly influenced by the subduction of the Carnegie ridge which induces a narrow (0–5 km wide) and shallow trench (3100 – 3700 m depth), a steep and gullied slope with no canyons and a 15–40 km wide shelf characterized by areas with active subsidence and uplift. Finally, the southern segment, southward of the Carnegie Ridge, presents a wide (5–10 km) and deep (4000–4700 m) trench, a starved continental slope with well-defined canyon systems and a wide subsiding shelf (20–50 km). The sedimentary dynamics along the margin is evaluated by the analysis of 15 cores. Visual description, high-resolution photographs, X-Ray imagery, XRF data and petrophysical properties led to the identification of 11 sedimentary facies that characterize seven sedimentary processes: turbidites, hemipelagites, tephras, debris flows, homogenites, slumps, and ooze carbonate deposits. Age of the deposits is defined by radiocarbon age dating of hemipelagic sediments. Ages range from 500 to 48,000 years BP. High-resolution seismic profiles allow definition of three echo-facies: transparent, layered and chaotic. Transparent echo-facies is mainly associated to homogenite deposits, layered echo-facies is associated to the turbiditic-hemipelagic interbedded deposits and chaotic echo-facies is associated to reworked gravity flow deposits. The trench fill represents a lacunar but important record of the subduction margin history. Large eastward debris flows in the lower two sequences of the trench fill are provided by the trench outer wall as a results of slope failures along normal faults due to the downward bending of the oceanic plate. The sediment of the upper sequence of the trench fill draping the trench floor, are largely provided by the inner trench wall strongly controlled by the Carnegie Ridge. As a result, depth, frequency, thickness, composition and lateral disposition of the deposits vary greatly from those at north and south. The large, simple mega-beds like slump, debris flows and homogenites are located at the northern and southern segments. They were triggered by large regional faults in the North and enhanced by the activity of sets of splay faults in the South overhanging the seafloor at the slope toe. Small-size, fluid rich events were triggered by subduction of isolated seamounts at the edges of the Carnegie Ridge due to frequent but small destabilizations of an inner trench wall preconditioned by the impacts of successive seamounts. Sets of partly volcanoclastic turbidites in central segment might have been triggered by the complex interaction of slope and continental shelf deformation by seamount subduction