LE LAC DE CHAILLEXON (DOUBS - FRANCE) EST UN LAC DE BARRAGE NATUREL CREE PAR UN ECROULEMEMENT ROCHEUX DURANT LA SECONDE MOITIE DU BLLING (12300 B.P.). LE COMBLEMENT SEDIMENTAIRE DU PIEGE LACUSTRE PRESENTE UN ENREGISTREMENT CONTINU DU TARDIGLACIAIRE ET DE L'HOLOCENE. CE TRAVAIL PROPOSE UNE APPROCHE DU FONCTIONNEMENT GLOBAL DU SYSTEME LIMNOLOGIQUE (BASSIN VERSANT PRODUCTEUR ET PIEGE LACUSTRE RECEPTEUR). A PARTIR DE L'ANALYSE DU SYSTEME ACTUEL (PRODUCTION, FLUX, STOCKS) ET DES ENSEIGNEMENTS QUI S'EN DEGAGENT, IL EST PROPOSE UNE INTERPRETATION QUANTITATIVE ET QUALITATIVE DES STOCKAGES ANCIENS ET DE LA PRODUCTION SEDIMENTAIRE DU BASSIN VERSANT, SOUS L'INFLUENCE DES CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES.

Le littoral Fluminense, situé en zone tropicale humide (23°S-43°W, Rio de Janeiro, Brésil), présente un gradient d'aridité, généré par l'occurrence d'un upwelling côtier, principalement contrôlé par le régime des vents. Les lagunes du littoral, dont les caractéristiques physico-chimiques sont en relation avec ce gradient d'aridité, enregistrent des variations hydro-climatiques en relation avec l'occurrence de cet upwelling. Ce travail porte sur des enregistrements lagunaires prélevés dans deux lagunes (Brejo do Espinho et Padre) et sur un enregistrement marin prélevé dans la zone de l'upwelling. Les variations hydroclimatiques des lagunes ont été reconstituées à partir de l'étude des diatomées complétée par l'estimation de la salinité quantifiée par une fonction de transfert diatomées/salinité. La fonction de transfert a été établie à partir d'une calibration sur les milieux lagunaires actuels en fonction du gradient de salinité. La variabilité de l'intensité de l'upwelling a été reconstituée à partir de la productivité primaire de la zone d'upwelling basée sur l'étude des coccolithophoridés. La comparaison entre la variabilité hydro-climatique reconstituée dans les lagunes et l'occurrence de l'upwelling, en tenant compte de la remontée du niveau marin au cours de l'Holocène, permet de définir les changements d'intensité de l'upwelling et du régime des vents qui se sont exercés sur le littoral Fluminense. Ces changements peuvent être expliqués par l'impact des événements El Niño, par la position des fronts polaires et la migration de la zone de convergence intertropicale.

La découverte d'un grand nombre de vestiges archéologiques immergés, à proximité de la ville actuelle d'Alexandrie, a rendu nécessaire un travail pluridisciplinaire sur les variations relatives du niveau de la mer et la mobilité des paysages côtiers au cours des temps antiques. Une double approche à été suivie : des prospections sous-marines en scaphandre autonome et trois campagnes de carottages. Ce travail a permis de reconstituer l'évolution géomorphologique du littoral d'Alexandrie depuis 6000 ans. La morphogenèse d'un tombolo reliant l'île de Pharos au continent a été étudiée ainsi que le comblement progressif des baies orientales et occidentales. A partir de la fin du IVe s. ap. J.-C., la fondation d'Alexandrie provoque une artificialisation du littoral. L'Heptastade est construit sur le sommet du tombolo. L'aménagement de cette chaussée est à l'origine de deux vastes complexes portuaires. La rade principale, la mieux protégée, occupe la baie située à l'est de l'Heptastade. Plusieurs carottages ont été implantés dans des bassins portuaires antiques. Ces derniers constituent d'excellents pièges à particules qui ont permis de reconstituer l'évolution paléoenvironnementale du littoral et de mettre en évidence la mobilité du trait de côte. Les sédiments qui façonnent le tombolo et colmatent les ports ont une origine nilotique. L'étude des sources sédimentaires a été traitée en utilisant la minéralogie des argiles et les signaux isotopiques en Néodyme et Strontium. Enfin, plusieurs indices témoignent d'une présence des sociétés humaines sur ce littoral antérieure à la fondation de la ville par les grecs. Deux traceurs de l'anthropisation ont été utilisés. Les spectres polliniques montrent une arrivée des céréales avant le IVe av. J.-C. Le signal géochimique en plomb indique des activités métallurgiques dès 2600 av. J.-C.

En Baie de Seine sud-orientale (shoreface à plate-forme interne), la sédimentation fine est étudiée à des échelles de temps variées, des dépôts holocènes argilo-tourbeux continentaux (9000 ans BP) aux événements de dépôt instantanés actuels liés à des "crues estuariennes". Lors de ces crues, succédant à de faibles débits prolongés, sont combinés les apports d'un stock de sédiments fins intra-estuariens et les MES originaires du bassin versant amont. Des placages de vase se mettent alors en place dans les petits fonds ouverts sableux. Ces fonds correspondent actuellement à un contexte d'ensemble érosif, où sont mises à l'affleurement les argiles holocènes; une reconstitution lithochronostratigraphique de ces dépôts fossiles est proposée. Il est montré l'importance: à l'échelle décennale et pluri-annuelle, d'un envasement progressif des sables subtidaux et, à l'échelle de la saison, d'épisodes paroxysmiques de dépôts de vase éphémères, remaniés par les houles et les courants de marée.

Actuellement, la prévision de l'évolution d'un système littoral représente un enjeu social important. De nombreuses études sont réalisées afin de mieux connaitre la dynamique côtière et donc de comprendre les facteurs qui influencent son évolution. Cette dynamique est contrôlée par la morphologie, les apports sédimentaires, l'hydrodynamique, l'eustatisme... qui agissent à des échelles de temps différentes et avec de fortes interactions. A l'échelle géologique, l'architecture des dépôts, contrôlée par l'eustatisme et la subsidence, est parfaitement décrite dans les zones à forts apports sédimentaires. Par contre, dans les zones à faibles apports sédimentaires, l'enregistrement des cortèges côtiers est réduit et est difficile à interpréter. L'analyse de 250 kilomètres de profils sismiques THR sur le littoral languedocien (Nord du Golfe du Lion, France), de carottages et de données de terrain a permis de déterminer la géométrie en trois dimensions des cortèges sédimentaires côtiers depuis le Quaternaire jusqu'à l'actuel. Ces observations montrent l'importance de la dynamique longshore sur les littoraux pauvres en apports sédimentaires directs. De plus, l'étude d'un système lagunaire sur ce littoral met en évidence les concepts de lagunes protégées et lagunes isolées ainsi que l'importance des vallées incisées dans la génèse de ces environnements. Enfin, la modélisation en laboratoire des processus d'incision de chenaux sous contrôle eustatique et climatique permet de discuter le rôle des vallées incisées en milieu côtier.

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 changements climatiques en cours affectent particulièrement les écosystèmes des régions nordiques, dont les tourbières situées dans les secteurs à pergélisol continu et discontinu. Dans ce contexte, les modifications des conditions climatiques régionales peuvent perturber l'évolution des écosystèmes tourbeux et indirectement affecter leur bilan en carbone. Comme les changements climatiques actuels sont grandement attribuables aux contenus de l'atmosphère en gaz à effet de serre (GES) tel que le CO2 et le CH4, il devient important de mieux connaître l'influence du climat sur la dynamique des tourbières à pergélisol et sur le bilan de carbone dans ces milieux. L'objectif principal de ce projet de recherche est d'évaluer les effets des changements climatiques sur l'évolution des tourbières des régions à pergélisol discontinu par la reconstitution de la paléohydrologie d'une tourbière à palses du secteur de Kuujjuarapik sur la côte est de la baie d'Hudson. La relation entre les thécamoebiens et les niveaux de nappe phréatique des tourbières a été bien démontrée au cours des dernières années. La première étape pour réaliser ce projet a été de développer une fonction de transfert adaptée aux contextes de développement des tourbières du Québec au moyen de ces organismes afin d'inférer des valeurs d'élévation de la nappe phréatique (NP). Cette fonction de transfert a été construite à partir de thécamoebiens provenant d'échantillons de surface (modernes) de six tourbières ombrotrophes et six rninérotrophes réparties sur l'ensemble du territoire québécois. Ensuite, cet outil a été utilisé pour reconstituer les changements de conditions hydrologiques holocènes, à partir du contenu en thécamoebiens fossiles de deux profils tourbeux provenant d'une tourbière à palses dans la zone de pergélisol discontinu du secteur de Kuujjuarapik. Les résultats des échantillons modernes de thécamoebiens et des tests statistiques ont permis de développer une fonction de transfert pour la reconstitution des niveaux passés de NP des tourbières ombrotrophes et minérotrophes bien adaptée aux différents contextes québécois (Nb.: 86; RMSEP: 4,73 cm ; R2: 0,77). La comparaison des valeurs de NP inférées par cette fonction de transfert à celles d'une autre fonction de transfert nord-américaine déjà existante (Booth, 2008), confirme le potentiel de cet outil pour les recherches portant sur la paléohydrologie des tourbières. Les résultats des analyses stratigraphiques et de thécamoebiens de deux profils de tourbe indiquent un développement et des conditions d'accumulation du carbone distincts entre la zone à palses au centre de la tourbière et la bordure forestière en marge du bassin. Ces différences sont attribuées en partie à l'influence des processus autogènes variables entre ces deux secteurs de la tourbière. Les résultats des conditions hydrologiques du centre de la tourbière présentent plusieurs évènements synchrones avec des épisodes de changement de niveau d'eau de lacs du Québec nordique. Deux phases de développement du pergélisol ont été identifiées entre 1420 - 600 ans étal. BP et entre 440 ans étal. BP et l'actuel. Les résultats montrent aussi l'influence du pergélisol sur les taux d'accumulation en carbone avec des baisses de 11,12 g.m-2.an-1 et 9,23 g.m-2.an-1 lors des épisodes froids. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : tourbière, pergélisol, thécamoebiens, fonction de transfert, Holocène, carbone

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.

Cette thèse de géomorphologie présente les résultats de 5000 ans d'anthropisation de l'environnement littoral à Beyrouth, Sidon et Tyr (Liban). Ces trois sites archéologiques furent fondés dans un environnement de plages de poche facilement défendables et accessibles durant l'Age du Bronze. Vers la fin de l'Age du Bronze et le début de l'Age du Fer, des échanges commerciaux en expansion, alliés à des améliorations dans la construction navale, entraînèrent une modification artificielle des mouillages naturels. Bien que les curages romains et byzantins aient créé le paradoxe de port phénicien sans archive sédimentaire, quelques dépôts de décantation à Sidon et à Tyr témoignent encore aujourd'hui d'infrastructures portuaires sophistiquées dès l'Age du Fer. Nous avons reconstitué des changements significatifs dans la topographie spatiale des trois ports pendant la période romaine. En effet, de nombreuses inversions chronologiques ainsi que des hiatus sédimentaires, sont la conséquence de dragages importants. Les bassins romains de Beyrouth, Sidon et Tyr sont caractérisés par des sables fins limoneux et une faune marine lagunaire. La période byzantine correspond à l'apogée des trois ports, comprenant des vases plastiques avec des faunes lagunaire et marine. Le déclin relatif des trois sites est daté du VIe au VIIIe siècles après J.-C. Nous attribuons ce phénomène à trois dynamiques complémentaires : (1) historique, notamment une rétraction de l'empire byzantin sur son noyau anatolien ; (2) des changements rapides du niveau de la mer d'origine néotectonique ; et (3) la destruction partielle des bassins par des tsunami.<br /><br />A Tyr, nous avons élaboré un modèle géomorphologique d'accrétion du tombolo. Les archives sédimentaires littorales attestent de forçages d'origine naturelle et anthropique. (1) En amont du brise-lames naturel constitué de l'ancienne île de Tyr, la Surface d' Inondation Maximale est datée vers 7500 ans BP. Des faciès limoneux et une faune marine traduisent un milieu sédimentaire de basse énergie. Cette zone a été abritée de la houle du sud-ouest par un récif gréseux d'environ 6 km de long. (2) Après 6000 ans BP, la stabilisation du niveau de la mer, couplée à des flux sédimentaires importants, a engendré l'accrétion de fonds sableux. Cette dynamique a abouti à la formation d'un proto-tombolo, 1 à 2 m sous le niveau de la mer à l'époque d'Alexandre le Grand (IVe siècle av. J.-C.). (3) Après 332 av. J.-C., la construction de la chaussée hellénistique a entraîné une segmentation irréversible du littoral Tyrien.

L'érosion mécanique des surfaces continentales, ou "détritisme", résulte du forçage climatique mais peut être amplifiée par le forçage anthropique. Cette érosion des sols, et sa compréhension, représentent aujourd'hui un questionnement sociétal majeur. Le présent travail s'est donc intéresse aux relations étroites liant climat, Homme et détritisme, dans les environnements continentaux holocènes. Associée à une démarche analytique multiparamètres, couplant quantification et modélisation de l'érosion des sols, l'étude intégrée et la comparaison de différents systèmes lacustres d'Europe occidentale, d'altitude et de piedmont, alpins et pyrénéens, a permis d'obtenir les informations suivantes. A long terme, la bipartition climatique Holocène (Optimum Climatique/Néoglaciaire) s'illustre par une augmentation de l'humidité, généralisée en Europe occidentale, et de l'ordre de 800 mm/an dans les Alpes françaises. Cette transition résulterait d'un relais entre le forçage solaire et le couplage océan/atmosphère. A court terme, l'Holocène est ponctué de périodes plus humides ou plus sèches, synchrones a l'échelle de l'Europe occidentale, et culminant avec le Petit Age Glaciaire. La présence humaine est d'abord mise en évidence dans les systèmes de piedmont et est synchrone a l'échelle des Alpes (Néolithique). Elle parait plus tardive dans les sites de haute altitude (Age du Bronze). L'implantation humaine en altitude et en piedmont est régulée par l'accessibilité aux sites, mais également par des rétroactions climatiques négatives. En piedmont, ces rétroactions négatives ne sont effectives que jusqu'à l'Age du Fer. Si le détritisme est dans un premier temps principalement controlé par le climat, il subit les conséquences de l'anthropisation des le Néolithique dans les Préalpes. Cette anthropisation est limitée aux systèmes de piedmont, ou elle explique jusqu'à 50% de l'érosion des sols, notamment pendant l'Age du Bronze, l'Age du Fer et le dernier siècle.