Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada et Université de Bordeaux, Talence, France / Le détroit de Nares constitue l'un des trois domaines de l'Archipel Arctique Canadien (AAC) reliant l'océan Arctique à la baie de Baffin. Le potentiel d'eau douce transporté via ces détroits atteint, au sud de la baie de Baffin, la mer du Labrador, et module ainsi les caractéristiques physico-chimiques des eaux de surface et de sub-surface de cette région, siège de la formation d'une des composantes majeures de la circulation profonde de l'Atlantique Nord. Le détroit de Nares, à la frontière est de l'AAC, est à 80% couvert de glace de mer pendant 11 mois de l'année sous l'influence (1) de l'apport de banquise multi-annuelle provenant de l'océan Arctique au Nord, et (2) de la formation in situ de glace de mer. L'histoire hydrologique de cette région est donc intimement liée à celle de ces deux composantes. Par ailleurs, ce couvert de glace régule le transport d'eaux dessalées et de glace vers la baie de Baffin, et entretient l'existence d'une zone ouverte : la polynie des eaux du nord. La polynie des eaux du nord est aujourd'hui essentiellement une polynie à chaleur latente. L'arc de glace du bassin de Kane empêche la dérive de glace de mer et d'icebergs vers la baie de Baffin, pendant que les vents puissants chassent la glace formée à la surface de la polynie. Deux processus physiques important ont alors lieu : (1) la formation de glace de mer en continue entretient la formation de saumures ou « brines », des eaux salées et froides, et (2) sous l'effet du vent, les masses d'eaux de surface sont déviées vers l'île d'Ellesmere. Un mouvement vertical est initié par la plongée des brines et le pompage d'Ekman résultant du déplacement des masses d'eaux par le vent induit la remontée d'eaux atlantiques chaudes, riches en nutriments. La remontée d'eaux atlantiques peut promouvoir la fonte de la glace en surface, ce qui confère à la polynie des eaux du nord son caractère sensible. La productivité primaire est alimentée en continu par des eaux pacifiques riches en silicates à travers le détroit de Nares et la remontée d'eaux atlantiques riches en nitrates dans la polynie, jusqu'à la rupture estivale du pont de glace qui entraine l'entrée de glace dans la polynie et l'arrêt de la remontée de nitrates. Depuis les années 1980, la durée moyenne du pont de glace est en diminution, engendrant une chute de la productivité. Le détroit de Nares a été affecté durant la période post-glaciaire par (1) un retrait rapide des calottes groenlandaise et innuitienne, initialement ancrées sur le fond et convergeant au niveau du détroit de Nares, (2) une baisse importante du niveau marin (rebond isostatique) et (3) des conditions variables de glace de mer pérenne ou saisonnière. Ces trois phénomènes, dont la chronologie et le synchronisme à l'échelle régionale sont très mal contraints, font du détroit de Nares un domaine unique d'examen de la réponse de la cryosphère marine et continentale à un changement climatique rapide tel celui amplifié aujourd'hui dans les régions arctiques sous le forçage du réchauffement global. Les archives sédimentaires prélevées lors des campagnes (2014 et 2016) du NGCC Amundsen dans le cadre de l'ANR GreenEdge et du programme canadien ArcticNet offrent une opportunité unique de reconstituer l'histoire post-glaciaire à tardi-holocène de la région. Notre travail repose sur une analyse multi-proxies de ces archives incluant pour chaque carotte une étude sédimentologique approfondie (granulométrie et lithofaciès), une analyse micropaléontologique (assemblages de foraminifères benthiques et planctoniques), des mesures géochimiques continues de la distribution d'éléments majeurs et mineurs (banc XRF core-scanner), des analyses minéralogiques (q-XRD) et des mesures biogéochimiques (biomarqueurs de la glace de mer IP25 et HBI III). Nos résultats nous ont amené à proposer un âge d'ouverture pour le détroit de Nares situé entre 9 et 8.3 mille ans avant l'actuel (cal. ka BP), avec un âge probable autour de 8.5-8.3 cal. ka BP. Les conditions environnementales suivant la connexion de l'océan Arctique avec la baie de Baffin ont été très variables en lien avec le maximum thermique holocène (induisant de très fortes températures atmosphériques) et l'apport important d'eau de fonte lié au recul des calottes. Dans un environnement plus glacio-distal, un minimum de couvert de glace de mer est observé entre 8.1 et 7.5 cal. ka BP. Avec la chute de températures atmosphériques, le couvert de glace de mer saisonnière est établi de façon régulière à partir de 7.5 cal. ka BP, mais ce n'est qu'à partir de 5.5 cal. ka BP que le pont de glace du bassin de Kane s'inscrit durablement au printemps et en été. La polynie est initiée à partir de 5.5 cal. ka BP, mais elle repose sur une chaleur essentiellement latente. Ce n'est qu'à partir de 4.5 cal. ka BP, lorsque les températures atmosphériques sont assez froides, que la formation de brines est assez importante pour engendrer le transport vertical d'eaux atlantiques. A partir de 3.7/3.0 cal. ka BP, le pont de glace nord est présent de façon quasi-pérenne, ce qui empêche l'entrée de glace de mer arctique épaisse dans le détroit de Nares et abouti à la fragilisation du pont de glace dans le bassin de Kane. Le détroit de Nares devient libre de glace de façon saisonnière et, du fait de l'absence de convection, les eaux de la région nord de la baie de Baffin deviennent stratifiées. Le rétablissement du pont de glace du bassin de Kane est limité à une courte période centrée autour de 500 ans avant l'actuel. / Nares Strait is one of three channels of the Canadian Arctic Archipelago (CAA) which connect the Arctic Ocean to Baffin Bay. The CAA throughflow is a major component of ocean circulation in western Baffin Bay. Nares Strait borders the CAA to the east, separating Ellesmere Island from Greenland, and is 80% covered in sea ice 11 months of the year. The heavy sea ice cover is constituted of (1) Arctic (multi-year) sea-ice having entered the strait by the north, and (2) locally formed first year sea ice, which consolidates the ice cover. The hydrological history of the area is intimately linked to the formation of land-fast sea ice in the strait, constituting ice arches. The seaice cover in Nares Strait regulates freshwater (liquid and solid) export towards Baffin Bay, and is integral to the formation of an area of open water in northernmost Baffin Bay: The North Water polynya. Nares Strait has been at the heart of major geomorphological changes over the past 10,000 years. Its deglacial and post-glacial history is marked by (1) rapid retreat of the Greenland and Innuitian ice-sheets which coalesced along Nares Strait during the Last Glacial Maximum, (2) post-glacial shoaling associated to isostatic rebound, and (3) variable multi-year and seasonal sea ice conditions. Little is known about the evolution of these three environmental components of the Nares Strait history, and they are poorly constrained in terms of chronology and synchronism with other regional changes. Nares Strait and its eventful Holocene history provide a unique case study of the response of the marine and continental cryosphere to rapid climate change, such as that affecting Arctic regions in modern times. The marine sediment archives that were retrieved during the ANR GreenEdge and ArcticNet (2014 and 2016) cruises of CCGS Amundsen offer a unique opportunity to investigate the Deglacial to Late Holocene history of Nares Strait. Our reconstructions are based on a multi-proxy study of these cores, including sedimentologic (grain size and lithofacies), geochemical (XRF), mineralogical (q-XRD), micropaleontological (planktic and benthic foraminiferal assemblages), and biogeochemical (sea ice biomarkers IP25 and HBI III). Our results include an age for the Deglacial opening of Nares Strait between 9.0 and 8.3 cal. ka BP, with the event likely occurring closer to the later bracket of the timeframe (i.e., ca 8.5-8.3 cal. ka BP). This event established the throughflow from the Arctic Ocean towards northernmost Baffin Bay. Environmental conditions were highly unstable in the Early Holocene, and marine primary productivity was limited. A period of minimum sea-ice cover occurred from ca 8.1 to 7.5 cal. ka BP, during the Holocene Thermal Maximum, when atmospheric temperatures were higher than today in Nares Strait. Sea-ice cover became more stably established as a seasonal feature around 7.5 cal. ka BP and primary productivity related to ice edge blooms increased. Eventually, the duration of the ice arches increased and they were present in spring and into the summer from 5.5 to 3.7 cal. ka BP, which allowed the inception of the North Water polynya. The North Water reached its maximal potential between 4.5 and 3.7 cal. ka BP, when warmer Atlantic-sourced water upwelled in the polynya, providing nutrients for primary productivity. The establishment of a near-perennial ice arch in northern Nares Strait prevented export of multi-year sea ice into Nares Strait and hindered the formation of the southern ice arch, ultimately resulting in a less productive polynya over the past ca 3.0 cal. ka BP.

L’archéologie de l’Arctique canadien, bien qu’ayant fait une large place à certaines catégories d’objets, telles les têtes de harpon, n’a encore que peu exploité la grande richesse informative des objets en matières dures d’origine animale. Une périodisation typologique a été réalisée sur l’ensemble de la période du Paléoesquimau (~ 4000-500 B.P.), classiquement subdivisée en Prédorsétien et Dorsétien au Canada. Les pratiques techniques et économiques des Paléoesquimaux ont été abordées à partir de l’étude de six sites localisés autour du Golfe de Foxe, région centrale pour l’archéologie arctique : région d’Igloolik (Parry Hill, Lyon Hill, Jens Munk, Freuchen et Kaersut) et nord du Nunavik (Tayara). Les données typologiques et technologiques obtenues permettent de confirmer l’existence d’un continuum culturel entre Prédorsétien et Dorsétien. L’évolution des industries en matières dures d’origine animale observée, notamment au moment du passage du Prédorsétien au Dorsétien, a été interprétée en termes de changements socio-culturels. Un fait marquant serait l’apparition des têtes de harpon à logette partiellement fermée, contemporaine d’une intensification de l’exploitation du morse, témoignant de chasses désormais collectives qui auraient incité les chasseurs à séjourner désormais ensemble dans des habitations plus grandes, occupées sur de plus longues périodes. Mots-clés : Paléoesquimau ; Arctique ; technologie ; typologie ; ivoire ; os ; bois de caribou ; Canada / The studied ivory, bone and antler artifacts from the Canadian Arctic, only correspond to harpoon heads that served to build the Palaeo-Eskimo chronology (~ 4000-500 B.P.). To ascertain the chronological subdivision between the Pre-Dorset and Dorset cultures a typological study associated with a technological approach was performed. Palaeo-Eskimo technological and economical practices have been derived from the study of six sites located around the Foxe Basin: Igloolik region (Parry Hill, Lyon Hill, Jens Munk, Freuchen and Kaersut sites) and northern Nunavik (Tayara site). The assumption of a Pre-Dorset/Dorset continuum could be confirmed. The observed evolution of osseous industries during Palaeo-Eskimo period (and more precisely the Pre-Dorset/Dorset transition) has been interpreted in terms of socio-cultural changes. The observed technological changes (i.e. harpoon head hafting) could be associated with new patterns of raw material exploitation (diversification in the selection of materials and anatomical elements, as well as functional categories). They testify to the important socio-cultural changes (collective rather than individual hunting) already observed in the settlement patterns (aggregation of the humans in larger houses for longer time periods). Keywords: Palaeo-Eskimo culture; Arctic; Canada; technology; typology; ivory; bone; antler

Cette étude a été réalisée dans la région du détroit de Fury et Hecla (Nunavut), entre la péninsule de Melville et le nord-ouest de l’Ile de Baffin. L’analyse de carottes de sédiments de lacs situés sur la rive sud du détroit nous a permis de reconstituer l’histoire environnementale régionale depuis la dernière déglaciation. Les enregistrements biostratigraphiques et géochimiques témoignent tout d’abord d’un retrait glaciaire accompagné d’une transgression marine à partir de 8200 années cal. BP, suivant l’ablation graduelle du dôme de Foxe lors de l’optimum climatique de l’Holocène. Au cours de cette période, la connexion entre les océans Atlantique et Pacifique se serait établie et le relèvement glacio-isostatique en cours aurait initié l’isolement progressif des bassins lacustres de l’influence marine. Des analyses multivariées appliquées aux données biologiques et géochimiques nous indiquent également que les conditions climatiques chaudes se seraient maintenues entre 6000 et 3900 années cal. BP, avant que la région ne plonge dans un épisode de refroidissement associé au Néoglaciaire, tel que reflété par une diminution de la biomasse et une augmentation de l’oxygénation des bassins. Plus encore, en tenant compte des datations au 14C des unités d’isolement et de l’altitude actuelle des deux lacs, cette étude propose un modèle de relèvement glacio-isostatique régional et suggère une nouvelle limite marine ayant atteint 204 m au nord-est de la Péninsule de Melville suivant la déglaciation. / This study was conducted in the Fury and Hecla Strait region (Nunavut), between Melville Peninsula and northwestern Baffin Island. Sedimentological records of two lakes located on the southern shore of the strait allowed us to reconstruct the regional environmental history since deglaciation. Biostratigraphic and geochemical profiles initially reveal a regional deglaciation and marine transgression around 8200 cal. yr BP, following the gradual breakup of the Foxe Ice Dome during the Holocene Thermal Optimum. At that time, the connection between the Atlantic and Pacific oceans must have been established and the glacial isostatic adjustment gradually isolated the lacustrine basins from marine influence. Multivariate analyses conducted on the biological and geochemical datasets indicate that climatic conditions remained relatively warm throughout the 6000-3900 cal. yr BP interval, before significantly cooling during the Neoglacial period, as inferred from a decrease in biomass and increase in bottom water oxygenation. Moreover, based on the 14C-dated isolation contacts and threshold elevations of the two lakes, this study proposes a regional land emergence model and suggests a new marine limit that reached 204 m in northeastern Melville peninsula following deglaciation.

L'étude menée ici porte sur l'établissement de la population à Détroit (Michigan) de 1701 à 1765. À partir du peuplement fondateur et de l'enracinement d'une population sur les lieux, l'étude dégage différentes caractéristiques liées au contexte du peuplement, à la composition de la population migrante, à la nature de la mobilité vers Détroit, aux pratiques d'alliances, de solidarités et de sociabilité qui révèlent les mécanismes de construction d'une communauté. L'étude entend positionner le phénomène migratoire et le peuplement de l'intérieur du continent nord-américain dans l'ensemble des phénomènes migratoires et des peuplements canadiens. La recherche combine une étude démographique de la mobilité des populations à une analyse sociale des comportements. Elle fait appel aux méthodes de reconstitution de population en usage en démographie historique et combine une analyse à micro-échelle de la population à une recherche empirique du peuplement. Le peuplement de Détroit est fortement influencé par le rôle commercial de l'endroit. Toutefois, dès 1749 l'État entend y promouvoir un développement à caractère agricole et il ira jusqu'à offrir un programme de subvention aux colons à cette fin. Les changements contextuels dans lesquels rétablissement se développe marquent effectivement le mode migratoire de la population qui s'y rend et forgent la société qui s'y développe. Le contexte commercial permet la migration de familles jeunes provenant de milieux plus urbains alors que le peuplement agricole fait appel à un plus grand nombre de célibataires de provenances plus variées situées souvent en milieu rural. Toutefois, l'analyse montre aussi que les deux mouvements reposent sur le même type de clientèle soient des personnes issues de familles nombreuses et souvent brisées. L'étude révèle l'initiation d'une route migratoire typiquement canadienne qui s'articule autour des activités du commerce des fourrures où le gouvernement de Montréal fournit la clientèle de base de l'immigration vers Détroit. De même, le peuplement de l'endroit bénéficie de l'expansion des routes migratoires reliées à la pratique d'activités agricoles qui, originalement, ont rayonné à partir des régions rurales immédiates de Québec et de son gouvernement. La toile sociale qui se tisse à Détroit repose d'abord sur un fort réseau de parenté alors que près de la moitié des arrivants ont des antécédents familiaux sur les lieux. Les alliances matrimoniales demeurent le moyen privilégié pour s'intégrer dans le milieu d'accueil et ont comme premier résultat de densifier encore davantage les réseaux de parenté. Toutefois, la sociabilité qui se pratique entre les individus par le biais des témoignages au mariage ou les parrainages montre que la plus grande partie de la sociabilité s'exerce à l'extérieur des réseaux de parenté. On observe alors que la sociabilité tend à cibler le milieu économique formé des marchands de fourrures ou encore des membres de l'élite civile comme le notaire ou le chirurgien. Le contexte du peuplement de Détroit vient ainsi marquer les pratiques alors que l'importance du monde de la fourrure ressort. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

L'acquisition de données géophysiques à haute résolution dans le secteur sud du détroit de Nastapoka (Umiujaq, côte est de la baie d'Hudson) a permis de reconstituer l'évolution morphostratigraphique des dépôts holocènes depuis le retrait de l'Inlandsis laurentidien (~8,4-8,2 cal ka BP) et ce, dans un contexte de régression forcée. Six unités sismostratigraphiques ont été définies à partir de l'analyse de profils de sous-surface: des lentilles de till isolées (unité 1), des dépôts glaciomarins (unité 2), un dépôt de comblement de bassin (unité 3), des dépôts d'origine paraglaciaire (unités 4 et 5) et une unité de sédiments postglaciaires homogènes (unité 6). La géométrie des dépôts paraglaciaires et postglaciaires ainsi que des méga-rides de courants témoignent l'action des courants de fond. Les âges ¹⁴C montrent que les vitesses de sédimentation moderne dans la partie sud du détroit de Nastapoka sont en moyenne de 0,6 mm/an depuis ~1,3 cal ka BP.

Une carotte sédimentaire, couvrant les derniers 2500 ans, a été échantillonnée sur la marge continentale Ouest du Spitzberg dans le détroit de Fram (78,92°N 6,77°E, profondeur d'eau: 1497 m) avec pour objectif de reconstituer les variations hydroclimatiques à partir de l'analyse des assemblages de dinokystes. L'abondance relative des taxons de dinokystes ainsi qu'une analyse en composantes principales permet de distinguer une période de transition majeure à 300 ans cal. BP. Celle-ci est marquée par la disparition simultanée des taxons thermophiles Spiniferites mirabilis-hyperacanthus et Impagidinium sphaericum ainsi qu'une augmentation des taxons polaires-subpolaires Impagidinium pallidum et Pentapharsodinium dalei. Les températures de surface estimées suggèrent des conditions plus chaudes que celles de l'actuel (moyenne de 7°C en Été, soit une anomalie d'environ +2°C) jusqu'à 300 ans cal. BP malgré plusieurs phases de refroidissement vers 1700, 1500, 1200 et 800 ans cal. BP. Les derniers 300 ans se caractérisent par une tendance au refroidissement, avec des températures d'Été chutant de 7,6 à 3,5°C et un couvert de glace de mer atteignant 7 mois/an. Les résultats obtenus montrent que le couvert de glace de mer et la température de surface océanique dans la région du détroit de Fram sont sensibles aux variations hydroclimatiques, principalement liées au débit relatif des eaux chaudes et salées du courant Nord Atlantique pénétrant à l'Est et des eaux froides et déssalées sortant de l'Arctique, à l'Ouest. Nos données mettent également en évidence un optimum thermique vers 1320 ans cal. BP qui représenterait le seul intervalle des derniers 2500 ans pouvant être un analogue des conditions modernes post-AD 2000 et se singularisant par une absence du couvert de glace de mer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Holocène, Mers nordiques, Détroit de Fram, Conditions océaniques de surface, Dinokyste.

Le fait dorsétien reste à ce jour, en préhistoire de l’Arctique, sujet à de nombreux débats quant à sa définition exacte, les modalités entourant son implantation, son expansion et sa disparition de la portion Est de l’Arctique canadien, ainsi que l’organisation socioéconomique qui le caractérise. La compréhension des chaînes opératoires reliées à la production de la culture matérielle constitue un moyen privilégié d’accéder à l’univers des choix techniques et socioéconomiques. Suivant la documentation ethnographique, nous considérons que l’analyse de la séquence de traitement des peaux, dans le but de produire les vêtements et l’équipement nécessaires à la survie en milieu arctique, peut donner accès aux modes de gestions des différentes phases de cette activité technique dans le temps et dans l’espace, ainsi qu’à la nature de la contribution féminine au cours du cycle saisonnier d’exploitation des ressources. Cette étude démontre que, suivant les similarités et les contrastes extraits d’une confrontation entre les modes de gestion des chaînes opératoires de traitement des peaux Inuit et Dorsétien, il est possible de proposer un modèle révélant le mode d’organisation socioéconomique de ces derniers, ainsi que d’aborder la nature des relations sociales (relations de genre) sous-jacentes. Étant soumis à un cycle saisonnier de disponibilité et d’accessibilité aux ressources, ainsi qu’à des besoins matériels équivalent à celui ceux des Inuits, les peuples dorsétiens ont pu élaborer un mode de gestion de leurs activités techniques et de leurs relations sociales particulier, en accord avec une réalité culturelle et sociale qui se distingue de celle de leurs successeurs. La combinaison des analyses tracéologiques (identification de la fonction de l’outillage en chert et en quartz) et spatiales, complétée par une analyse des relations de genre, permet de générer les données nécessaire à ce type d’étude. Les trois sites archéologiques sélectionnés sont situés le long du littoral sud du détroit d’Hudson au Nunavik. La période culturelle couverte par ces derniers comprend la phase de transition du paléoesquimau ancien au paléoesquimau récent (Pita KcFr-5 / 2800-2600 AA), ainsi que la phase dite Dorsétienne (Tivi KcFr-8A / 2600-1000 AA et Tayara KbFk-7 / 2125 – 1186 AA). Mots clés : Paléoesquimau, Dorsétien, chaîne opératoire de traitement des peaux, analyse lithique, tracéologie, expérimentations archéologiques, ethnoarchéologie, analyse de genre, archéologie de l’espace domestique, cycle saisonnier, fonction des outils, microlame. / To this day, Dorset culture continues to be the subject of numerous debates in the field of Arctic prehistory, regarding its exact définition, the methods it used to establish itself, its expansion, and its disappearance from the eastern portion of the Canadian Arctic, as well as its characteristic socioeconomic organization. An understanding of the chaînes opératoires related to their material culture represents a privileged path to access a universe of technical and socioeconomic choices. By following the ethnographical documentation, we consider that the analysis of the skins working process, for the purpose of producing the garments and equipment necessary to survive in an Arctic environment, could provide access to methods to manage the different phases of this technical activity in time and space, in addition to showing the nature of female contributions throughout seasonal cycles of resources availability. This study demonstrates that, by looking at the différences and similarities gathered through a comparison between the management methods of production processes to treat animal skins used by the Inuit and Dorset cultures, it is possible to suggest a relevant model of the socioeconomic organization of the latter, as well as to approach the nature of their underlying social and gender relations. Being subject to a seansonal cyle of availability and access to resources, while experiencing material needs équivalent to those of the Inuit, the Dorset peoples were able to create a particular method for managing their technical activities and their social relationships, consistent with a cultural and social reality that differs from the one experienced by their successors. A combination of use-wear analyses (identification of the use of tools in chert and quartz) and spatial analyses, completed by an analysis of gender relationships, allows the data necessary in this type of study to be generated. The three archaeological sites chosen are located along the southern coastline of the Hudson Strait in Nunavik. The cultural period covered by these sites covers the transitional phase from ancient to récent Paleo-Eskimo (Pita KcFr-5/2800-2600 B.P.), as well as the one knows as the Dorset phase (Tivi KcFr-8A/2600-1000 B.P. and Tayara KbFk-7/2125-1186 B.P.). Keywords: Paleo-Eskimo, Dorset, skin process chaîne opératoire, lithic analysis, use-wear analysis, archaeological experiments, ethno-archaeology, gender analysis, household analysis, seasonal cycle, tools function, microblades.

La circulation océanique est un élément important du système climatique, notamment via les courants de surface, les upwellings et la formation d'eaux profondes. Les flux d'eau douce, glace de mer et courants océaniques, de l'Océan Arctique vers les mers nordiques jouent un rôle critique en ce qui a trait, en particulier, à l'Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). Les facteurs contrôlant ces flux, à l'échelle géologique, sont encore partiellement méconnus. Un moyen indirect de retracer l'intensité et les schémas de circulation de la glace de mer est de retracer l'origine des sédiments transportés par la glace de mer, et sédimentés au long des grands courants de glace et d'eau douce vers l'Atlantique Nord. Il s'agit donc de tracer un flux particulaire direct, lié à la matrice des particules détritiques. Un second flux, indirect, provient des éléments dissous dans les masses d'eau, marqués par les processus d'adsorption/désorption le long des marges où les flux particulaires terrigènes sont les plus importants. L'extraction de la phase authigène d'un signal dissous par lessivage spécifique, nous a permis de documenter l'évolution des masses d'eau transitant par le détroit de Fram depuis le dernier maximum glaciaire. Dans les deux premiers volets de notre étude, nous avons analysé la composition géochimique et les isotopes de Pb, Nd et Sr d'échantillons de surface prélevés le long d'un transect NE-SO dans le détroit de Fram. Ces analyses ont permis de définir trois domaines sédimentaires distincts : l'extrême est du détroit (i.e. la marge continentale du Svalbard), la partie est du détroit et enfin, la partie ouest du détroit. La marge continentale du Svalbard est sous l'influence des apports sédimentaires proximaux du Svalbard. La partie est du détroit reçoit du matériel sédimentaire des mers nordiques et possiblement des marges russes (e.g. mer de Barents et mer de Kara). Enfin, la partie ouest du détroit est sous l'influence des courants océaniques en provenance de l'océan Arctique. La carotte MC16, située dans le centre du détroit, est sous l'influence principale des masses d'eaux et de la glace de mer arctiques malgré et remonte jusqu'au dernier maximum glaciaire. Des recirculations dans la mer du Groenland peuvent influencer le régime courantologique du détroit de Fram, notamment lorsque ces gyres s'étirent vers le nord en période interglaciaire. Les sédiments de cette carotte (MC16) ont été lessivés afin de récupérer les fractions détritique (résidus) et échangeable (lessivats). La composition élémentaire des sédiments du détroit de Fram a permis de répartir les éléments en trois groupes : terrigènes, biogéniques et authigènes. La matière organique délivrée de manière discontinue aurait, par modifications des conditions d'oxydo-réduction, entraîné la redistribution de certains éléments tels que le manganèse et le molybdène. Le fer quant à lui, présente une mobilité moins importante que celle du manganèse et ne semble pas avoir subi de redistribution majeure. Le plomb et le néodyme incorporés dans les hydroxydes de fer n'auraient été que peu ou pas redistribués, validant ainsi la pertinence des analyses de lessivats le long de la colonne sédimentaire. Les rapports 206Pb/204Pb et 208Pb/206Pb ainsi que les isotopes de Nd et Sr de la fraction détritique définissent deux tendances (A et B) correspondant respectivement aux intervalles pre- et post-Dryas Récent. Une revue de la littérature nous a permis d'identifier la signature isotopique de trois sources majeures d'Ice Rafted Detritus (IRD), les marges continentales russes, canadiennes et groenlandaises. La tendance A (pré-Dryas Récent) reflète l'influence des marges canadiennes et des marges russes occidentales (mers de Barents et de Kara), régions occupées alors par de larges calottes de glace : les calottes Laurentienne et Innuitienne en Amérique du Nord et la calotte Eurasienne de la Scandinavie aux mers de Barents et Kara. Une excursion isotopique est enregistrée à ~19.8 ka BP et présente une composition isotopique vers le pôle russe, suggérant quelques instabilités de la calotte Eurasienne. Les échantillons de l'Holocène présentent des compositions isotopiques moins variables provenant de sources plus diverses : les marges canadiennes, les marges des mers Est Sibérienne et de Chukchi ainsi que des marges groenlandaises. L'intervalle du Dryas Récent (~12.9-11.6 ka BP) est marqué par une excursion isotopique vers le pôle canadien suggérant un drainage via l'océan Arctique du lac proglaciaire Agassiz. La composition isotopique de la fraction lessivable est liée aux processus d'échange de surface (boundary exchange processes), aux sites à flux particulaire élevé. Les masses d'eau acquerraient leur signature isotopique par échange avec les flux particulaires le long des marges continentales canadiennes et russes. Cette étude illustre la complémentarité des informations issues de l'analyse des fractions héritées (résidus) et échangeables (lessivats) dans les sédiments du détroit de Fram. Dans le troisième chapitre, nous nous sommes plus particulièrement intéressés au Dryas Récent, épisode froid de la dernière déglaciation qui s'est produit entre 12.9 et 11.6 ka BP. Cet événement est un des mieux documentés à l'égard de son impact climatique. Un drainage du lac proglaciaire Agassiz dans l'Atlantique Nord, via le Saint-Laurent, est fréquemment évoqué comme cause du Dryas Récent. Cet apport d'eau douce dans l'Atlantique Nord aurait provoqué un ralentissement de l'AMOC et donc un refroidissement aux moyennes et hautes latitudes de l'hémisphère nord. Toutefois, un passage par le nord via la rivière Mackenzie aurait été plus efficace pour ralentir l'AMOC. L'étude de deux carottes prélevées dans le centre du bassin Arctique (Ride de Lomonosov) et dans le détroit de Fram a mis en évidence une forte augmentation de la sédimentation lors du Dryas Récent. Ce matériel sédimentaire présente une signature similaire à celle des marges canadiennes. Nos résultats confirment l'hypothèse d'un événement paléocéanographique dans l'Arctique durant le Dryas Récent et révèlent également de profonds changements de la circulation arctique suite à cet événement. Le changement de source des IRD après le Dryas Récent suggère une modification de la circulation de la glace de mer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Océan Arctique, Paleocéanographie, Sédiments, Isotopes Radiogéniques

L’oxyde nitreux (N2O) est le troisième plus important gaz à effet de serre et sa concentration atmosphérique est en constante augmentation. Pourtant, de nombreuses sources de ce gaz sont encore méconnues, notamment en arctique. Cette étude a permis de déterminer la distribution horizontale et verticale du N2O dans les eaux du détroit de Lancaster et du nord de la baie de Baffin et d’en déterminer la source. Les résultats montrent que la zone étudiée est un amalgame hétérogène de sources et de puits de N2O atmosphérique et que ce gaz est produit par la nitrification, une réaction localement limitée par le substrat. La présence d’eaux sursaturées en N2O sous la surface pouvant remonter à la surface lors de tempêtes, de même que l’augmentation des dépositions atmosphériques de composés azotés réactifs, suggèrent que le potentiel d’augmentation des émissions d’oxyde nitreux est bien présent dans cette région arctique. / Nitrous oxide (N2O) is the third most important long-lived greenhouse gas, and its atmospheric concentration is steadily increasing. However, many sources of this gas remain unknown, particularly in the Arctic. In this study, we determined the horizontal and vertical distribution of N2O in the waters of Lancaster Sound and the north of Baffin Bay, and we identified its source. Results show that the study area is a heterogeneous mixture of nitrous oxide sources and sinks, and that this gas is produced by nitrification, a locally substrate-limited reaction. With the presence of subsurface N2O oversaturated waters that could reach the surface during storms, and with the predicted increase in atmospheric reactive nitrogen deposition, conditions are set for a potential rise in the N2O emissions from this Arctic area.

Le détroit de Gibraltar est une voie de passage interocéanique et intercontinentale majeure. Cette situation le projette au centre de différents réseaux de circulations et de mobilités internationales. Ces circulations, intégrées dans les grands flux marchands et humains qui dominent la planète, font toute l'attractivité des lieux et entraînent une organisation maritime et terrestre singulière autour de ce seuil océanique. En particulier, les infrastructures portuaires se sont développées de manière spectaculaire et accueillent aujourd'hui les principaux transporteurs mondiaux. Cette faveur donnée au développement économique a de nombreux effets pervers, qui s'ils ne sont pas pris en compte rapidement, mèneront à une fragilisation des territoires frontaliers du détroit. Le détroit de Gibraltar est également une frontière externe de l'espace Schengen sur lequel les enjeux de la mobilité humaine entre l'Europe et l'Afrique se cristallisent. Ce caractère d'espace de transit pour les hommes et les marchandises en fait, à toutes les échelles d'étude, un observatoire de la mondialisation et ses répercussions sur les territoires. L'analyse du fonctionnement spatial de cet espace de transit est menée par une approche multi-scalaire et pluri-thématique des territoires riverains du détroit. Par-delà l'étude des circulations maritimes, ce travail de thèse propose une réflexion sur les difficultés de l'intégration des territoires dans la mondialisation.