La dynamique de la végétation du plateau de Millevaches présente de nombreuses particularités l'individualisant assez nettement du reste du Massif central. Les démarrages du noisetier (Corylus) et du chêne (Quercus) sont simultanés et datés de 9 120 ± 90 BP (soit [8551-8204] cal. BP). A l'Atlantique ancien, le noisetier constitue toujours l'essentiel de l'environnement végétal, accompagné du chêne, dont l'implantation ne progresse qu'étonnamment peu, et l'orme (Ulmus). Une réorganisation des formations forestières a lieu autour de 7 040 ± 110 BP (soit [8108-7665] cal. BP) avec une infiltration conséquente du tilleul (Tilia) et une première véritable régression des populations de noisetiers. C'est à la transition Néolithique ancien-Néolithique final (autour de 5 500 BP) qu'une présence humaine est révélée constituant la toute première trace d'anthropisation de tout le Limousin. Une installation retardée et progressive du hêtre (Fagus) constitue le point clé de la dynamique subboréale de la végétation du plateau de Millevaches, avec la non pénétration du sapin (Abies). L'arrivée du hêtre se fait à 4 800 BP (soit [5660-5317] cal. BP) ce qui constitue un retard de près de 700 ans (années calibrées BP) par rapport à la Haute-Auvergne. Les premières constitutions des chênaies-hêtraies sont postérieures 4 000 BP (soit [4826-4418] cal. BP) et ce n'est que postérieurement à 3 450  70 BP (soit [1930-1532] cal. BP) que le hêtre constitue l'essence dominante. Un déterminisme climatique, notamment pour son installation différée, a toujours été avancé par le passé dans le sens où la péjoration climatique subboréale n'avait peut-être pas été suffisante pour entraîner un net recul des chênaies au profit du hêtre. Il est permis d'évoquer maintenant une possible contribution anthropique à cette installation très accidentée du hêtre dès la transition Néolithique final-Bronze ancien. La Tène et plus particulièrement les IVe-IIe siècles avant notre ère constituent la deuxième période clé d'expansion de l'anthropisation. Cette vaste politique d'ouverture du milieu à vocation, semble-t-il d'abord pastorale, se poursuit à la période gallo-romaine. Certains indices polliniques laissent envisager l'hypothèse d'une culture du sarrasin (Fagopyrum) et du seigle (Secale) autour des IIe-IIIe siècles de notre ère. Enfin, une période centrée sur les Xe-XIIe siècles amorce une phase de forte pression agro-pastorale : ouverture totale du milieu, pâturage intensif causant le développement des landes sèches à callune (Calluna vulgaris), polyculture céréalière et, de façon plus marginale, arboriculture (Châtaigner/Castanea principalement, et Noyer/Juglans plus rarement). Deux inflexions sont notables : la fin du IIIe siècle de notre ère correspond à un repli agricole assez ponctuel et la déprise agricole moderne qui en définitive constitue, sur le plateau de Millevaches, le point de rupture et de mutation agraire le plus important au moins depuis le Moyen Age. De façon à caractériser précisément les modalités de l'anthropisation, une étude spécialisée de la pluie pollinique actuelle et une recherche de nouveaux marqueurs anthropiques (géochimiques surtout) ont été menées.

Durant le Crétacé inférieur, le paysage paléogéographique de la Tunisie était représenté par les domaines suivants : une plate-forme stable continentale au sud, un bassin marin ouvert sur le sud de la Téthys au nord et une zone de transition entre les deux domaines sud et nord, représentée par une plate-forme carbonatée à mixte et des hauts-fonds. Dans notre étude, nous nous sommes intéressé à cette zone de transition (secteur d'el Kef-Tadjerouine) qui montre une évolution d'un milieu néritique à un milieu plus ouvert. Dans les successions étudiées des secteurs du Slata, Djerissa, Boulahnèche et Hameïma, deux formations lithologiques déjà établies par des travaux antérieurs ont été étudiées, la Formation Hameïma et la Formation Fahdène. Dans ces successions, la découverte d'ammonites contribue à une nouvelle définition régionale des zones et à la découverte d'un Albien inférieur très étendu et plus complet par rapport à d'autres endroits. Avec l'aide de cette biozonation, d'une étude fine de faciès et d'assemblages faunistiques, d'une reconnaissance des environnements de dépôt, d'une hiérarchisation des surfaces et des séquences, des corrélations stratigraphiques sont établies entre les différentes coupes. Ces corrélations permettent de délimiter des séquences et de proposer une reconstitution paléogéographique de la zone d'étude. L'analyse séquentielle a permis de découper l'intervalle étudié en cinq séquences de troisième ordre. Ainsi, dans la plate-forme silico-carbonatée, deux séquences d'ordre trois ont été identifiées (SA1 et SA2). Elles sont séparées par des surfaces d'exposition subaérienne matérialisées par des karsts. Ces deux séquences SA1 et SA2 ont été découpées en séquences d'ordre inférieur qui ont été corrélées entre les différents secteurs. Les trois autres séquences ont été identifiées dans le bassin (SA3, SA4 et SA5) et ont été également corrélées entre les différentes coupes. Le passage entre les séquences de plate-forme et séquences de bassin a été marqué par l'ennoyage de la plate-forme dans le cadre de la transgression albienne. La tectonique locale a joué un rôle primordial dans l'organisation paléogéographique, en effet, les cortèges sédimentaires peuvent présenter des variations en allant d'un secteur à autre. Finalement, l'étude séquentielle a été appuyée par une étude des variations des isotopes stables de l'oxygène 18 et du carbone 13. En effet, les courbes des variations de ces deux isotopes semblent avoir enregistré des anomalies qui coïncident avec les surfaces particulières telles que les limites de séquences, de paraséquences, les surfaces d'inondation et les surfaces de transgression.

La Grande-Comore est la plus grande île d'un archipel localisé dans le canal de Mozambique sur une croûte dont la littérature permet de suggérer une nature océanique. Le Karthala est le principal volcan bouclier de l'île, il est le seul dont on connaisse l'activité historique, qui se localise essentiellement le long de deux rifts zones et à leur intersection dans la caldeira sommitale. Un volcanisme ancien forme le massif du Badjini situé à son extrémité sud. Le faible degré de sous-saturation en silice et les compositions de ses laves nous indiquent qu'elles sont essentiellement le produit d'un degré de fusion partielle identique affectant une source unique où le phlogopite et le grenat sont plus ou moins résiduels. Un modèle géophysique basé sur les taux de production magmatique des panaches mantelliques, ainsi que l'utilisation de résultats expérimentaux à hautes pressions, confirment une pression de fusion partielle élevée comprise entre 24 et 33 kbar. Les laves faiblement alcalines à transitionnelles des différents stades d'édification du Karthala ont des paragenèses variées : basaltes à olivine, océanites, ankaramites et basaltes à phénocristaux de plagioclase, qui témoignent de la diversité des processus de différenciation en jeu. L'évolution des compositions de ces laves nous a permis de mettre en évidence l'existence de deux chambres magmatiques distinctes. L'une profonde localisée à une profondeur d'environ 30 km (10 kbar), où les liquides basaltiques subissent un fractionnement wehrlitique plus ou moins important à l'origine d'un enrichissement précoce en incompatibles. L'autre plus superficielle, localisée à la base de l'édifice volcanique, où des fractionnements principalement océanitique et clinopyroxénitique, ainsi que gabbroïque à moindre échelle, ne leur font atteindre qu'un faible stade de différenciation (hawaiites et trachy-basaltes).

L'étude des sédiments laminés, permettant des reconstitutions paléoenvironnementales à haute résolution, constitue le fil directeur de notre thèse. Les lacs d'Anterne (2063 m asl) et du Bourget (231,5 m asl), tous deux situés dans les Alpes françaises du nord, ont été choisis afin de contribuer à la compréhension de l'évolution du climat dans cette région et d'étudier l'impact de activités humaines sur les environnements alpins et périalpins. Un des défis de cette thèse est donc de distinguer le rôle respectif de ces deux facteurs dans les changements observés à travers l'étude des sédiments. La séquence sédimentaire du lac d'Anterne couvre la majeure partie de l'Holocène. L'évolution des processus d'érosion dans le bassin versant a pu être reconstituée à partir d'analyses sédimentologiques et d'une approche " source-puits " appliquée aux analyses géochimiques organiques et minérales. Cette approche méthodologique, couplée aux indicateurs quantitatifs d'érosion, a permis de mettre en évidence l'évolution des couvertures pédologiques, lesquelles sont contrôlées par la lithologie, la topographie, la végétation, le climat et l'usage des sols. Les résultats obtenus ont apporté des éléments de réponse sur l'origine climatique et/ou anthropique des changements observés. Une évolution progressive au début de l'holocène (9950-5450 cal. BP) avec mise en place des sols (processus de décarbonatation et d'acidification) et de la végétation, puis stabilisation de celle-ci a ainsi été mise évidence. Des conditions anoxiques se sont développées au fond du lac au cours de cette phase de stabilisation. Elles sont interprétées comme la conséquence d'une végétation bien développée dans le bassin versant. Une évolution régressive des sols, accompagnée d'importants processus d'érosion débute vers 5450 cal. BP, en raison d'un renversement climatique vers des conditions plus froides. Cette histoire régressive se poursuit en réponse à une pression anthropique renforcée (déforestation, activité pastorale) à l'Age du Bronze (autour de 3400 cal. BP), durant la fin de l'Age de Ferdébut de la période Romaine (2400-1800 cal. BP) et au Bas Moyen Age (1000-1200 ap. J.-C.). Nos interprétations ont pu être confortées et enrichies grâce au croisement de nos données avec des reconstitutions climatiques obtenus sur le site d'étude (température à partir des chironomes) et dans la région, et avec des données de paléovégétation (pollen, bois fossiles) et d'archéologie acquises dans le massif entourant le Lac d'Anterne. L'enregistrement du lac du Bourget ne couvre que les 120 dernières années. L'intérêt de cette archive est l'étude de la variabilité hydroclimatique annuelle à décennale et la reconstitution de l'évolution des conditions trophiques et de l'oxygénation du fond du lac en relation avec les activités humaines (rejet d'eaux usées, activités agricoles) et le climat. Contrairement à Anterne, les sédiments laminés du Lac du Bourget sont varvés. Une datation juste, précise et à haute résolution a donc été obtenue. A partir des analyses sédimentologiques et géochimiques, notre étude a pu mettre en évidence les effets opposés des crues du Rhône (affluent temporaire du lac) sur la qualité des eaux du lac (apport de nutriments mais aussi d'oxygène). Un intérêt particulier a donc aussi été porté à la compréhension des facteurs contrôlant les crues du Rhône (climat/activités anthropiques).

Dans le cadre de prospection miniére sont étudiés : - les techniques de prospection - la géologie, géochimie et la genèse de ces formations

La formation de la croûte continentale est l'un des problèmes majeurs posés aux géoscientifiques. Parmi eux, le géologue peut apporter des éléments de réponse fondamentaux, c'est effectivement lui qui " image " la surface de la croûte au travers de la carte et en retrace les principaux " actes fondateurs " au travers des reconstitutions lithostratigraphiques. Une fois ces cadres posés, la réflexion porte à la fois sur les mécanismes qui ont produit la matière et ceux qui l'ont façonnée, qu'il s'agisse de phénomènes chimiques (magmatisme, hydrothermalisme) ou physiques (déformation, métamorphisme). L'objet de ce mémoire est de tenter de comprendre quels processus ont opéré durant les grandes étapes de la formation de la croûte archéenne de la partie SW de l'Afrique de l'Ouest, à partir des informations collectées dans le cadre de projets de cartographie du BRGM dans l'est et le centre de la Guinée (sud-est Guinée, 1998-1999 ; nord-est Guinée, 1998-1999 ; centre Guinée, 2001-2003). L'approche est essentiellement magmatologique, avec comme objectifs de cerner l'origine des magmas et leurs mécanismes de différenciation. Dans ce but, une démarche systématique est largement utilisée, qui s'appuie sur une comparaison entre les " signatures " géochimiques des roches archéennes et celles de roches modernes, ainsi que sur une mesure de l'état de fractionnement des sources des magmas archéens relativement au manteau primordial et aux sources des magmas modernes. Dans le SW de l'Afrique de l'Ouest, la formation et la différenciation du craton archéen (le domaine de Kénéma-Man) a procédé en quatre étapes majeures : 1/ paléoarchéenne (~ 3,5 Ga) ; 2/ léonienne (~ 3,1-2,95 Ga) ; 3/ libérienne (~ 2,9-2,8 Ga) ; 4/ tardiéburnéenne (~ 2,1-2 Ga). L'étape paléoarchéenne est principalement marquée par la mise en place de granitoïdes assez potassiques, aux signatures géochimiques communes de magmas produits par fusion à haute pression de matériaux basiques (ou " slab melts "). A la même époque, des roches basiques sont effectivement subductées, éclogitisées, puis stockées dans le manteau sous-continental, et c'est seulement au Mésozoïque (~ 100-200 Ma) que des kimberlites du Sierra Leone raméneront en surface ces témoins de " slabs " archéens, dont la plupart sont profondément contaminés par les magmas kimberlitiques (Barth et al., 2002b). Les signatures géochimiques des granitoïdes permettent de les interpréter comme des produits de la fusion partielle à faible degré d'un matériau basaltique primordial dont pourraient témoigner un ou deux rares échantillons d'éclogite ayant échappé à la contamination par les kimberlites. L'étape léonienne se traduit par la mise en place d'un ensemble de roches magmatiques basaltiques (greenstone) à acides (gneiss, granitoïdes), rarement ultramafiques, et de roches sédimentaires (quartzites, Fe-quartzites, paragneiss ...). Le point essentiel est la signature clairement orogénique de certaines roches basaltiques qui suggère le fonctionnement d'une subduction " froide " (ou tout au moins " tiède ") comparable aux subductions actuelles. Par ailleurs, le magmatisme léonien porte la trace de la permanence d'un manteau primordial à l'aplomb du craton et d'une différenciation possible des magmas vers des termes intermédiaires et acides dont certains semblent largement contaminés par la croûte paléoarchéenne. En Guinée comme en Côte d'Ivoire (Kouamélan et al., 1997a-b), l'étape libérienne est essentiellement une période de différenciation crustale, sans indice d'une accrétion significative. Quelques rares roches basiques témoignent de la permanence d'un manteau primordial à l'aplomb du craton, mais plus de 99% des roches libériennes visibles en surface sont acides. Les granitoïdes, souvent assez potassiques et particulièrement riches en éléments incompatibles (Th, terres rares légères ...), sont les plus abondants et des migmatites leur sont souvent étoitement associées. Parmi les granitoïdes, des charnockites constituent un type subordonné, mais qui témoigne des conditions de haute température probablement à l'origine de l'événement libérien. Celui-ci est interpété comme un épisode de fusion généralisé de la croûte, en conditions sous-saturées en H2O, ayant permis la production des granites riches en éléments incompatibles par fusion partielle à taux limité de précurseurs acides paléoarchéens à léoniens. Le moteur thermique de cet événement pourrait être l'injection de magmas mafiques en base de croûte, mais ce point reste à étayer. Le dernier événement " orogénique " subi par le craton est une remobilisation partielle au Paléoprotérozoïque supérieur (événement tardi-éburnéen), associée à une tectonique décrochante liée à la collision entre la croûte birimienne (~ 2,2-2,1 Ga) à peine achevée et le bloc archéen. En prélude à cet événement, un magmatisme juvénile se développe à la marge du craton qui associe des laves ultramafiques (komatiites) et mafiques (tholéiites). Là encore, les magmas semblent largement alimentés par un réservoir mantellique primordial qui recycle partiellement un constituant sélectivement appauvri en Th interprété comme l'héritage de " slabs " précédemment subductés. Finalement, telle qu'en témoigne sa composition de surface, la croûte supérieure archéenne d'Afrique de l'ouest apparaît un peu plus acide et très légèrement moins mafique que la moyenne proposée pour la croûte continentale supérieure moyenne (Taylor et MacLennan, 1985). Néanmoins, ces différences ne peuvent en expliquer d'autres, qui portent spécifiquement sur les éléments incompatibles. En premier lieu, la croûte archéenne d'Afrique de l'ouest apparaît quatre fois plus pauvre en Ta et Nb et significativement plus fractionnée en terres rares lourdes et plus enrichie en terres rares légères que la croûte supéreure moyenne. Elle est également plus riche en Ba et Th. Globalement, les processus archéens ont permis la production d'une croûte supérieure très proche de la croûte moyenne et globalement granodioritique, mais cette croûte archéenne présente une signature géochimique spécifique, plus " orogénique " que celle de la croûte moyenne, et où l'effet du slab melting transparaît nettement.

La circulation hydrothermale océanique est un élément clé dans le transfert de chaleur et de matière des profondeurs de la Terre vers sa surface. Certains sites hydrothermaux produisent de grandes quantités d'hydrogène et de méthane. C'est le cas du site de Rainbow (36°N), situé sur la dorsale médio-atlantique, auquel on s'intéresse ici. Les fortes concentrations d'hydrogène ([H2]=16 mM kg-1) et de méthane ([CH4]=2,5 mM kg-1) des fluides chauds (~365°C) émis par ce site ont été interprétées comme étant issues de l'hydratation des péridotites du diapir mantellique qui constitue son socle géologique du site, mais l'altération d'assemblages gabbroïques pourrait également être à l'origine de sa production d'hydrogène. Ces processus géochimiques dépendent fortement des caractéristiques de l'écoulement des fluides au sein de la matrice poreuse et fracturée du site. Cette étude a donc consisté au développement et à l'application de modèle numériques, thermo-hydrogéologique et géochimique et de leur chaînage, dans le but de caractériser la circulation hydrothermale, la production d'hydrogène et son transport au sein du site de Rainbow. Plusieurs résultats découlent de ces modélisations : la circulation hydrothermale est tridimensionnelle, de faible extension horizontale (Ø~2-8km), doit très probablement être canalisée par un chemin préférentiel de forte perméabilité, et peut être stable sur plusieurs milliers d'années. Nous avons pu montrer que l'hydrogène est produit par serpentinisation en amont de la zone de décharge et estimer les coefficients cinétiques in situ, la quantité d'hydrogène produite et montrer la possibilité d'une production d'une durée supérieure à 25 000 ans.

L'étude isotopique (Nd et Sr) de sédiments syn à post orogéniques permet l'identification et la quantification des principales formations géologiques dont l'érosion contribue aux sédiments molassiques. Dans le cas des Alpes, notre étude des molasses tertiaires péri alpines, montre : - l'érosion dominante de sédiments océaniques pendant l'Oligocène, - une période de transition entre 26 et 25 Ma (Oligocène terminal) qui correspond à des changements brutaux pour le bassin molassique, interprétés comme le signe d'événements tectoniques en amont, - l'érosion des socles métamorphisés pendant la phase méso-alpine débute à l'Aquitanien, - la dénudation des zones externes en cours de structuration (phase éo-alpine) débute, au Burdigalien, par l'érosion d'un socle non métamorphique qui contient des granites alcalins tardi-varisques atypiques. Puis, à l'Helvétien, l'érosion atteint le socle métamorphique et les couvertures déplacées. En terme de croissance crustale, l'évolution des compositions isotopiques du Nd montre l'introduction de Nd juvénile, par l'intermédiaire d'un cycle tectono- sédimentaire qui comprend: - la sédimentation océanique mésozoïque. - la sédimentation des flyschs qui témoigne des premiers événements compressifs. - l'expulsion tectonique précoce de nappes formées des sédiments précités. - l'érosion de ces nappes sédimentaires pendant l'Oligocène. Mais l'évolution des compositions isotopiques est aussi le résultat de l'érosion de granites tardi-varisques atypiques par leur valeur en ENd et inconnus jusqu'ici. La variation positive en ENd enregistrée par la molasse teniaire péri-alpine correspond à la fois à des appons juvéniles alpins et hercyniens.

La séquence sédimentaire de la carotte COR0503-CL05-37PC, prélevée dans le chenal Laurentien au centre du Golfe du Saint-Laurent (48°20'N - 61°29'W, à 408 m de profondeur), a fait l'objet de plusieurs analyses géochimiques et micropaléontologiques dans le but de reconstruire les variations de la productivité pélagique et des conditions du milieu benthique dans le golfe du Saint-Laurent pendant les derniers millénaires. Les analyses géochimiques (Corg et Corg/N) et isotopiques(δ13Corg et δ15N) montrent des variations importantes de flux de matière organique, notamment une augmentation du taux de carbone organique, depuis environ 2300 ans cal. BP, que l'on estime être liée à l'augmentation de l'apport en matière organique d'origine marine. Les kystes des dinoflagellés permettent également de reconstruire une augmentation de la productivité biogénique dans les eaux de surface. Par ailleurs, plusieurs changements ont été enregistrés dans les assemblages de foraminifères benthiques calcaires. Ces changements se manifestent essentiellement par l'augmentation de l'abondance relative, vers 2000 ans cal. BP, de Brizalina subaenariensis, Globobulimina auriculata et Bulimina exilis, des espèces tolérant de faibles taux d'oxygène et des flux de carbone organique élevés. La variation de l'abondance de Nonionellina labradorica indique des changements dans l'apport des eaux du Courant du Labrador. En outre, les analyses isotopiques (δ18O) sur les tests de foraminifères benthiques Bulimina marginata, montrent des variations de la température et/ou de l'origine des eaux profondes qui sont indépendantes de la variation de la productivité pélagique et de l'augmentation de l'apport en matière organique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Golfe du Saint-Laurent, hypoxie, dinokystes, productivité, foraminifères benthiques, géochimie, isotopes stables, Holocène.

Les spéléothèmes (concrétions carbonatées se formant dans les zones karstiques) sont des archives paleo-climatiques reconnues, dont l'intérêt majeur est de pouvoir être datées précisément par la méthode Uranium-Thorium. En revanche, les traceurs traditionnellement utilisés pour reconstruire les climats passés à partir de ces objets géologiques ne sont pas directement quantifiables en termes de paramètres climatiques comme la température moyenne, ou la quantité de précipitation. Les variations des concentrations en éléments traces contenus dans les spéléothèmes ont pu être relié dans certains sites aux changements climatiques passés, mais des doutes existent sur la robustesse de leur signal au sein d'une même grotte et entre différents sites.Nous nous sommes appliqués à déterminer les variations au cours des 50 000 dernières années de plusieurs catégories d'éléments (alcalino-terreux, uranium, et terres rares) dans des stalagmites de deux grottes situées dans le sud de la France (les grottes de Villars en Dordogne et de Chauvet en Ardèche), par spectrométrie ICP-MS. Les spéléothèmes sélectionnés ont déjà été datés et ont enregistré les variations paleo-environnementales à travers les isotopes stables de la calcite. Trois périodes d'étude caractérisées par des changements particuliers sont étudiées: le stade isotopique 3 de la dernière période glaciaire (~50-30 ka), la dernière déglaciation (~20-10 ka) et la fin de l'Holocène (~2-0 ka).Le signal des variations des alcalino-terreux à Villars pendant le stade isotopique 3 est significatif et robuste. La variabilité du strontium notamment, qui provient de processus hydrologiques intra-karst, suit les événements climatiques rapides enregistrés dans l'hémisphère Nord. D'autre part, le comportement de nombreux éléments traces pendant la déglaciation est similaire entre les grottes de Villars et de Chauvet. Enfin, des changements du couvert végétal sont probablement à l'origine des changements synchrones enregistrés par les éléments traces et les isotopes stables de la calcite au cours des deux derniers millénaires à Villars.Par ailleurs, l'étude des coefficients de partition des alcalino-terreux, de l'uranium et des terres rares dans des conditions variées montre l'importante de la variabilité inter-site de leur partitionnement.