Les progrès récents en géologie, et en particulier en stratigraphie génétique, ont permis de mieux appréhender l'étude du remplissage sédimentaire des bassins sur des échelles de temps de quelques centaines de milliers à dizaines de millions d'années, et d'espace de l'ordre de la dizaine à la centaine de kilomètres. Le but de notre travail est la conception d'un modèle déterministe numérique permettant la simulation de ce remplissage sédimentaire. Trois types de modélisation sont actuellement développées : les modèles géométriques, diffusifs et particulaires. Parmi ces approches, nous avons retenu l'approche diffusive, seule approche permettant la simulation du remplissage des bassins sédimentaires aux échelles de temps et d'espace envisagées. Nous avons ainsi conçu un modèle diffusif, baptisé Dionisos (Diffusion Oriented - Normal and Inverse - Simulation Of Sedimentation). L'étude de lois utilisées en mécanique des fluides et de leurs enregistrements dans les sédiments sur de grandes échelles de temps et d'espace nous a permis de concevoir une équation de diffusion reliant le flux de sédiments, s'écoulant en chaque point du bassin, à la pente (énergie de l'écoulement de l'eau), au flux d'eau (capacité de transport de l'eau) et à un coefficient de diffusion (efficacité du transport). Afin de simuler le transport de plusieurs lithologies, nous avons de plus défini une couche superficielle d'altération au sein de laquelle s'effectue l'ensemble de ce transport. Les applications de ce modèle diffusif sur des cas théoriques et sur des cas réels ont montré que ce modèle restitue les implications des concepts de la stratigraphie génétique (partitionnement volumétrique et distorsion des unités génétiques) et les géométries sédimentaires observées. Le modèle est ainsi physiquement et géologiquement cohérent. Ces applications du modèle Dionisos ont de plus illustré différents retours possibles vers les informations géologiques, tant au niveau des cas théoriques (relation entre bathymétrie et sablosité, évolution de la pente du littoral, ... ) qu'au niveau des cas réels (affinement de la définition des bathymétries, ... ). Malgré ces résultats encourageants, il reste cependant différents points à tester, améliorer ou développer, tels que la prise en compte de la dérive littorale et des écoulements turbiditiques, ainsi que la production des carbonates. Ainsi, couplé avec des modèles tectoniques, le modèle Dionisos devrait permettre de mieux appréhender l'influence à diverses échelles des processus tectoniques sur la sédimentation.

Le Bassin du Rio do Peixe (Nord-Est du Brésil) s'est formé en contexte continental pendant le Crétacé inférieur (Berriasien à Barremien). Le bassin est limité par des failles synsédimentaires reprenant, dans le socle, des structures ductiles d'âge précambrien (orogénèse Brasilienne = Panafricain). Ce bassin a été le sujet de travaux de terrain et de cartographie, suivis par des études tectoniques et paléomagnétiques. Les sédiments du bassin sont composés de couches de grès et d'argilites qui sont souvent affectées par des plis et des failles. Les dépocentres du bassin sont localisés à l'intersection de deux familles de failles principales, de direction E/W et NE/SW. Beaucoup de ces failles présentent des stries de friction, certaines avec croissance de fibres de calcite. Ces stries indiquent des déplacements de type décrochant, normal ou chevauchant. On a effectué des mesures sur approximativement 300 failles, parmi lesquelles 160 présentaient des stries avec un sens de cisaillement non équivoque. Ces données sont réparties sur 11 sites différents. L'analyse vise à déterminer le champ de paléocontraintes et les directions des axes principaux de la déformation. Sur 8 de ces sites les directions de compression et de raccourcissement sont approximativement ENE/WSW et sub-horizontales, sur les 3 autres sites, ces directions sont sub-verticales. Les directions d'extension et allongement sont approximativement NNW/SSE et sub-horizontales sur 8 de ces sites et subverticales sur 3 autres. Cette disposition est interprétée comme-étant le résultat d'une tectonique décrochante senestre sur les failles de direction E/O, accompagnée par des décrochements dextres sur des failles de direction NE/SW. Cette interprétation est confirmée par une analyse paléomagnétique effectuée sur 10 sites différents. Cette analyse a détecté des petites rotations (10°) de sens horaire sur les blocs SE du bassin et des rotations anti-horaires de même amplitude sur les blocs NW. La formation du bassin est liée à l'événement majeur de déformation continentale qui a abouti à l'ouverture de l'Océan Atlantique Sud. La majorité des modèles tectoniques existants pour expliquer la séparation de l'Afrique et de l'Amérique du Sud considèrent que cette zone continentale a été soumise à des contraintes uniaxiales extensives au début de la déformation crustale. Les résultats obtenus ici suggèrent que la déformation crétacée de cette région est plus complexe : les rotations différentielles qui ont eu lieu entre les continents Africain et Sud Américain, durant les moments initiaux du rifting, ont provoqué dans cette région un état de contraintes particulier, différent du reste de la Marge Atlantique. Cette différence est liée à la forme particulière que la marge continentale possède dans cette zone, où le rift présente un changement de direction proche de 80° (écart angulaire entre les marges Est et Equatoriale de l'Amérique du Sud).

L'étude globale des variations de la microfaune dans les alternances marne calcaire est effectuée dans un faisceau de bancs du Valanginien supérieur qui a été reconnu sur l'ens emble du bassin vocontien ; elle est complétée par des observations dans les marnes bleues gargasiennes à "pseudo- alternances " Il existe une relation entre la composition de la microfaune et la lithologie du sédiment . Dans les marnes, la microfaune est peu abondante et peu diversifiée; les individus sont de petite taille * On y trouve principalement des foraminifères à test agglutinant fin et quelques foraminifères à test hyalin ; les radiolaires sont rares . Dans les marnes calcaires ou les calcaires argileux délités, la microfaune est abondante et très diversifiée ; les individus sont de grande taille. Les organismes planctoniques sont prépondérants: foraminifères dans l'Aptien, radiolaires dans le Valanginien . Dans les calcaires, la microfaune est très abondante mais peu diversifiée. Les radiolaires en constituent l'essentiel. Les individus sont de petite taille. Les variations qualitatives et quantitatives de la microfaune permettent d'opposer la partie Ouest et la partie Est du bassin vocontien . Bien marquée pendant les "périodes marnes", cette opposition tend à s'atténuer pendant les "périodes calcaires" * Cela peut résulter d'un changement dans l'hydrodynamisme du bassin * C'est dans la partie Ouest du bassin, là où les apports terrigènes étaient les plus abondants, que s'observe la plus forte concentration de radiolaires dans les sédiments . Les apports argileux devaient être accompagnés de matières nutritives. A partir de là, et compte-tenu de la répartition verticale des radiolaires dans le couple banc-interbanc, on peut supposer que le flux de matièraux d'origine continentale était beaucoup plus intense durant les"périodes"calcaires" que pendant les "périodes marnesl" . Ceci implique un taux de sédimentation beaucoup plus important au niveau des bancs calcaires qu'au niveau des interbancs marneux. L'étude de la matière organique permet d'arriver à la même conclusion. Les variations cycliques de la composition de la microfaune en liaison avec les variations de l'hydrodynamisme du milieu et celles du flux des apports terrigènes peuvent être expliquées par des oscillations climatiques : le dépôt des calcaires s'effectuant pendant des périodes plus froides et (ou) plus humides que celui des marnes .

L'objet de cette thèse concerne l 'étude minéralogique et sédimentologique des séries détritiques du Crétracé supérieur marin provençal . Les résultats obtenus conduisent à recher cher l 'origine des zones d'apport du matériel terrigène dans un domaine pourvoyeur dont la nature et la localisation ont pû être précisées . - L'étude des formations détritiques a nécessité un certain nombre de méthodes d 'ana lyse: Les calcimétries , les granu lométries des fractions sableuses et gréseuses, l 'e xoscopie des quartz, la minéralogie des argiles, la pétrographie, la minéralogie de la fraction sableuse sont avérées des techniques d'analyse complémentaire pour reconstituer la dynamique et l'origine des matériaux terrigènes . - Les analyses calcimétriques ont permis de préciser l'influence de l'environnement marin sur le miLieu de dépôt des sédiments terrigènes. Les analyses granulométriques des sables mettent en évidence la tendance générale de la sédimentation à chaque étage du Crétacé supérieur; La localisation dans l'espace et dans le temps des axes d'apport des principaux corps détritiques a pu être confirmée par l'étude de la granulométrie des grés. L'observation et l'analyse des quartz au Microscope Electronique à BaLayage a permis d'évaluer, d'une part les différentes étapes de transit des sédiments , d'autre part le type de climat contemporain de leur érosion . Les caractères principaux de la sédimentation fine, ainsi que la paléomorphologie, l'activité tectonique et les principales conditions climatiques qui caractérisent le substrat pourvoyeur ont été reconstituées grâce a l'étude miné ralogique des argiles. Les données de la pétrographie et de la minéralogie (minéraux Lourds, typologie des zircons) ont permis de préciser la nature (métamorphique et calco- alcaline) et la localisation du domaine pourvoyeur . Ainsi, a pu être établie une paléogéographie ante-dérive du bloc Corso-sarde dans laquelle prendrait place le substrat pourvoyeur appelé Socle Sud Provençal. Celui - ci s'étendant au Sud-Sud Est de la région toulonnaise jusque dans le golfe du Lion aurait alimenté la sédimentation détritique marine en Provence occidentale pendant toute la durée du Crétacé supérieur .

Les bassins sédimentaires sont l'expression de déformations lithosphériques. Plus la durée de vie d'un bassin est longue, plus sa probabilité de changer de nature géodynamique est forte. De nombreux bassins enregistrent le passage d'un régime extensif à un régime compressif. Cette évolution peut se traduire par un arrêt définitif de son fonctionnement, ou à l'inverse, par une réorganisation majeure de la subsidence et des faciès. Ces évolutions sont de type marge passive / marge active ou de type bassin intracratonique / bassin d'avant-pays, voire rift oblique / avant-pays. Si le premier type d'évolution a fait l'objet de nombreuses modélisations, ce n'est pas le cas du dernier. Le propos de ce travail est d'étudier les modalités de passage d'un rift oblique à un bassin d'avant-pays et ses conséquences sur l'enregistrement sédimentaire à partir de l'analyse 3D des géométries sédimentaires (Serrano et al., 2001). Le domaine étudié est le bassin d'Aquitaine du Crétacé supérieur au Paléogène, durant la 'convergence Ibérie-Eurasie et sa conséquence: la formation de la chaîne des Pyrénées. En effet, si l'histoire du Crétacé inférieur à l'Eocène supérieur est relativement bien connue, avec (1) un rift oblique au Crétacé inférieur et (2) la "phase" dite pyrénéenne à l'Eocène moyen-supérieur, les modalités d'évolution de l'un à l'autre demeurent sujettes à nombreuses discussions. Nous nous proposons donc, d'apporter de nouveaux éléments pour contraindre cette étape cruciale de l'histoire du bassin d'Aquitaine que constitue le passage d'un régime extensif à un régime compressif. Cette démarche repose sur une analyse 3D des géométries sédimentaires selon les principes de la stratigraphie séquentielle, sur puits et sismique.

Ce travail concerne les variations de faciés du Crétacé du Mont Ventoux, des Baronnies et du massif de Suzette. La stratigraphie, la tectonique , la paléogeographie et l'histoire géologique de cette région ( Mont Ventoux) sont étudiées

L'ouverture de l'Atlantique Sud s'est initiée par une phase de rifting au Crétacé inférieur. Pendant cette période, une épaisse série salifère s'est développée dans tout le segment Central. La présence contemporaine d'évaporites, communément associées à un climat aride, suggère donc la possibilité d'avoir eu, au Crétacé inférieur, des zones arides à proximité de l'Equateur. Cette observation soulève alors des questions majeures: quelle a été l'incidence du rifting sur le climat? Et quels rôles ont pu jouer ces deux processus, climat et tectonique, dans la dynamique sédimentaire et entre autre sur la dynamique des dépôts du sel? Dans ce but, une approche par modélisation numérique a été choisie et trois grandes étapes ont été suivies, (1) une synthèse paléogéographique, (2), une modélisation climatique, et (3) une modélisation stratigraphique. La synthèse paléogéographique a permis, dans un premier temps, de mettre en évidence une évolution diachrone de l'activité du rift, précoce au Nord du segment Central avant de se propager dans la partie Sud, et d'autre part de préciser la chronologie des deux phases d'extension, rift et sag. Les modélisations climatiques ont montré l'existence d'une ceinture climatique humide au Nord de la zone d'étude, ainsi qu'une forte saisonnalité. Enfin, les modélisations stratigraphiques ont révélé l'importance de la prise en compte (1) de cette saisonnalité dans les modèles et (2) de la paléogéographie du segment Central. L'interaction entre les trois thématiques a permis de préciser l'importance des paramètres de contrôle pour la formation des évaporites. Ainsi, (1) le climat a joué un rôle majeur en offrant des conditions climatiques favorables grâce à la saisonnalité du climat dans la mise en place des évaporites, mais (2) le rift a éxercé un contrôle primordial puisqu'il a généré un régime de subsidence permettant la connexion marine et l'apport de sel nécéssaire au dépôt des évaporites dans un bassin encore protégé.

Les calcaires du Crétacé inférieur de la "Falaise de BLANCHE" affleurent sur une grande partie du territoire libanais. Ils apparaissent dans le paysage sous forme d'escarpements linéaires saillants constituant autant de points d'ancrage remarquables pour tout recalage stratigraphique. Toutefois, jusqu'à très récemment, cette unité était piètrement caractérisée : il lui manquait notamment une définition rigoureuse. Nous introduisons ici l'Étage régional Jezzinien, dont la localité-type est sise à Jezzine. Il s'agit également d'une unité stratigraphique particulière, une « unconformity-bounded unit", une unité qui, par définition, est encadrée par deux discontinuités. Le nouvel étage régional couvre deux séquences. Le canevas lithostratigraphique étant clairement redéfini, nous avons pu étudier les associations micropaléontologiques, constituées essentiellement de foraminifères benthiques et d'algues calcaires, associations dorénavant relativement bien contraintes du point de vue de leur âge. Typiquement sud-téthysiennes, elles facilitent les corrélations holostratigraphiques à haute résolution avec la région du Golfe persique, sur le côté oriental de la Plaque arabique. L'intervalle Jezzinien correspond ainsi à la partie supérieure de l'Étage Régional Kharaïbien (aussi connu comme unité réservoir "Thamama II" dans l'industrie pétrolière). À son tour, le Jezzinien est indirectement corrélé avec les unités stratigraphiques urgoniennes nord-téthysiennes où il correspond à un intervalle relativement court comprenant la limite des étages standards (internationaux) Barrémien et Bédoulien. Les associations macropaléontologiques reconnues dans le Jezzinien (échinides) et au-dessus de cette unité (ammonites) viennent à l'appui de notre datation micropaléontologique ou tout au moins ne la contredisent pas. / The "Falaise de Blanche" is a prominent cliff consisting mostly of Lower Cretaceous limestones that extends as linear outcrops over most of the Lebanese territory and provides geologists a remarkable reference for stratigraphic studies. However, until now, this unit was lacking a clear definition. We introduce herein the Jezzinian Regional Stage, the type-locality of which is at Jezzine. It is an unconformity-bounded unit and, per definition, it is framed by two discontinuities. The new regional stage implicitly spans two sequences. The lithostratigraphic framework having been properly redefined, we were able to investigate time-constrained micropaleontological assemblages consisting mostly of benthic foraminifers and calcareous algae. Typically Southern Tethysian, these assemblages contribute to high-resolution, holostratigraphic correlations with the Persian Gulf area on the eastern part of the Arabian Plate. The Jezzinian interval correlates with the upper part of the Kharaibian Regional Stage (also known as the "Thamama II" reservoir unit in the oil industry). The Jezzinian is also indirectly correlated with the Northern Tethysian Urgonian stratigraphic units where it corresponds to a rather short interval encompassing the standard Barremian - Bedoulian stage boundary.Locally the upper discontinuity is associated with a significant intra-Bedoulian hiatus. The macrofossil assemblages found in the Jezzinian (echinids) and above it (ammonites) support, or at least do not contradict, our micropaleontological dating.

Les travaux de cette thèse portent sur la caractérisation chimique des ambres provenant de plusieurs gisements d’âges et d’origines géographiques variés, dont certains sont inédits. Des protocoles identiques à tous les échantillons et combinant les analyses spectroscopiques (IR et RMN 13C) et chromatographiques (THM-CPG-SM) ont été appliqués, permettant d’identifier l’origine botanique des ambres et fournissant des indices pour la reconstitution des paléoenvironnements terrestres. La caractérisation chimique des gisements d’ambre du Jurassique supérieur (Kimméridgien) jusqu’au Crétacé supérieur (Santonien) du Liban, de Jordanie, du Congo, d’Equateur et de France, permet de proposer des biomarqueurs pour les résines de Cheirolepidiaceae, une famille exclusivement mésozoïque de Conifères. Une évolution des sources botaniques des résines produites durant le Mésozoïque et le Cénozoïque est alors discutée. Une production dominée par les familles de Conifères Araucariaceae et Cheirolepidiaceae est remarquée au Jurassique supérieur et Crétacé inférieur. La production au Crétacé supérieur est plutôt dominée par des Cupressaceae. Au Cénozoïque, les origines botaniques des ambres sont plus variées, et des familles d’Angiospermes sont à l’origine de nombreux gisements, dont l’ambre du Pérou produit par une Fabaceae. La production par des Conifères reste toutefois importante au Tertiaire, à l’exemple des ambres de Nouvelle-Zélande qui ont pour origine les Araucariaceae. Les données obtenues ont permis une ré-évaluation de la classification des ambres par Py-GC-MS. Ainsi, une nouvelle molécule dont la structure est inconnue encore, a été identifiée dans les chromatogrammes d’ambres de classe Ib et Ic, ajoutant un caractère discriminant entre ces deux sous-classes. Enfin, la relation âge / maturation des résines fossiles est discutée, qui dépend avant tout des conditions d’enfouissement des résines. Une large base de données moléculaires est ainsi établie pour un grand nombre de gisements d’âges et d’origines botaniques variés, qui permettra une comparaison globale dans les travaux futurs. / This work focuses on the chemical characterisation of amber from different outcrops from different localities, and varied ages. Some of these outcrops had never been studied. All the amber samples were analysed with the same analytical techniques. The combination of the data obtained from spectroscopic (IR and 13C NMR) and chromatographic (THM-GC-MS) analysis allows the identification of the botanical origin of the amber and provide some information, for the reconstruction of the palaeoenvironment. Biomarkers for the cheirolepidiaceous resins were proposed based on the chemical characterisation of different amber outcrops dating from the Upper Jurassic (Kimmeridgian) to the Upper Cretaceous (Santonian) from Lebanon, Jordan, Congo, Ecuador and France. The Cheirolepidiaceae familt was exclusively present in the Mesozoic era. Hence, the evolution of the botanical origins of the produced resins during the Mesozoic and Cenozoic eras was discussed. It seems that Araucariaceae and Cheirolepidiaceae were the dominant resin producing trees during the Upper Jurassic and the Lower Cretaceous. While, cupressaceous resiniferous plants were dominant during the Upper Cretaceous. Howerver, resins dating from the Cenozoic era, were produced by a wider variety of plants, as resiniferous families of Angiosperm intensively participated in the resin production, i.e. the Peruvian amber produced by Fabaceae. Conifer resins traces were also detected in the Tertiary, such as the amber from the Araucariaceae found in New Zealand. The obtained data allowed a re-evaluation of the classification of ambers by Py-GC-MS, leading to the discovery of a novel molecule. This molecule of an unknown structure brings a new discrimination factor between the classes Ib and Ic. Finally, the age / maturity relationship is showed to be dependent on the burial and the conservation conditions of the resins. A broad molecular database is established based a large group of amber outcrops from different ages, and having diverse botanical origins. This database could be used as a comparative platform for further work in the future.

Le Crétacé est décrit comme la période la plus chaude des derniers 300 millions d’années. La circulation océanique et l’origine des eaux profondes alimentant les bassins restent mal connues pour le Crétacé, alors qu’elles sont capitales dans la compréhension du rôle de l’océan dans l’évolution du climat à cette époque. Les isotopes du néodyme (Nd) permettent de tracer la circulation océanique et les échanges entre les masses d’eau, et ont été utilisés pour explorer la circulation océanique globale des océans actuels et dans le passé. La composition isotopique en Nd (εNd) des océans dérive de celle des continents qui les entourent. Les courants océaniques exportent cette signature, et les eaux profondes de chaque bassin océanique ont une composition en Nd qui leur est propre. L’interprétation du signal du Nd des eaux océaniques au Crétacé est rendue difficiles du fait de l'insuffisance de la couverture spatiale et temporelle des données existantes. L’objectif de cette thèse est l’acquisition la signature en Nd sur les marges continentales et dans les régions dépourvues de données pour le Crétacé, en se focalisant prioritairement sur les zones potentielles de production d’eau profonde. L’εNd est analysé à partir d’échantillons de dents de poissons, d’oxydes encroûtant les tests de foraminifères et de fraction détritique extraits des sédiments. Les résultats sont comparés aux données de la littérature afin d’identifier les sources des eaux profondes et leur évolution au cours du Crétacé. Les liens entre les changements océanographiques, paléogéographiques et climatiques sont explorés avec un modèle climatique couplé océan-atmosphère. / The Cretaceous is depicted as the warmest period of the last 300 Ma. The oceanic circulation and location of the source zones of deep-waters are essential to understand the role of oceans in the evolution of the climate during the Cretaceous, yet they remain unclear for this period. The neodymium (Nd) isotopes are used to track oceanic circulation and exchanges between water masses, in both past and modern oceans. The Nd isotope composition (εNd) in the ocean is related to the nature of the surrounding continental landmasses. The oceanic currents transport this isotopic signature, thus every oceanic basin acquires a singular εNd. Unequivocal interpretations of the Cretaceous seawater εNd values stem from the insufficient spatial and temporal cover of available data. This PhD thesis intents to collect the Nd signature of continental margins and in regions without data for the Cretaceous, with special attention given to the potential source zones of deep-water production. Fossil fish teeth, coatings on foraminifera tests and detrital fraction from Cretaceous sediments are analyzed for their εNd. The results are compared to published data sets, in order to identify deep-waters source zones and their evolution throughout the Cretaceous. The links connecting oceanographic, palaeogeographic and climatic changes are investigated with a coupled ocean-atmosphere circulation model.