Les glaciers de montagne sont l'un des meilleurs indicateurs des changements climatiques du fait de leur réponse rapide à de faibles variations des paramètres de forçage et de leur large distribution sur la planète. Les chronologies glaciaires représentent de ce fait des enregistrements de référence parmi les reconstitutions paléo-environnementales. Dans le contexte actuel de réchauffement et de retrait glaciaire accéléré, le développement de telles chronologies est nécessaire afin de mettre en perspective ces changements rapides et de grande ampleur avec ceux du Quaternaire récent. Si les fluctuations glaciaires holocènes sont relativement bien contraintes dans les Alpes centrales et orientales, les données sont en revanche extrêmement fragmentaires dans les Alpes occidentales avant la seconde moitié du Petit Age Glaciaire ss (1570-1850 AD). Pour pallier ce manque, nous avons conduit une étude sur plusieurs sites répartis dans trois massifs des Alpes françaises (Mont Blanc, Belledonne, Ecrins), en mettant en œuvre une approche multi-proxies basée sur plusieurs méthodes de datation (dendrochronologie, datation cosmogéniques 10Be, lichénométrie, datations radiocarbone) – dont certaines utilisées pour la première fois à cette échelle spatiale et temporelle. Tandis que les potentialités de chacune de ces méthodes sont discutées, notre étude a permis de proposer une chronologie des variations glaciaires couvrant la période holocène, dont les résultats sont comparés à d'autres enregistrements paléoclimatiques régionaux à haute résolution. Les résultats révèlent un schéma des fluctuations glaciaires holocènes comparable à celui généralement admis dans le reste des Alpes, avec la mise en évidence de récurrences glaciaires importantes au début de l'Holocène, antérieures à 9.3 ka, et la datation du début de la période du Néoglaciaire dès 4.2 ka. Une contrainte précise des différents stades de la seconde moitié de l'Holocène a pu être obtenue sur le site de la Mer de Glace grâce à l'approche dendroglaciologique sur bois subfossiles (Pinus cembra). Ce site apparaît d'ores et déjà comme l'un des plus importants pour l'étude de cette période puisque la chronologie établie couvre les 4000 dernières années et représente le quatrième enregistrement de cette précision à être développé dans les Alpes. Les datations obtenues indiquent en outre un synchronisme marqué des maxima glaciaires à l'échelle régionale, ce qui suggère une similarité des forçages sur la frange occidentale des Alpes. Les différences observées avec les chronologies du reste de la chaine s'expliqueraient principalement par les caractéristiques des glaciers étudiés, en particulier leur temps de réponse différent. / Mountain glaciers are one of the most reliable climatic proxy on Earth through their rapid response to slight changes in forcing and their wide distribution. For these reasons glacial chronologies constitutes reference series against which other paleoenvironmental reconstructions are evaluated. In the current context of global warming and glacier withdrawal worldwide, the building of such records is increasingly needed to assess these rapid and dramatic changes on the longer Late Quaternary timescale. The Holocene glacier fluctuations are now fairly well known in the Central and Eastern Alps, but datas from the Western Alps are extremely sparse, and the chronology of glacier fluctuations before the second half of the Little Ice Age (LIA) ss (1570-1850 AD) is thus poorly constrained. To fill this gap, we carried out a study on several sites distributed in three glaciated range of the French Alps (Mont Blanc, Belledonne, Ecrins). We choose a multi-proxies approach based on the implementation of several dating methods (dendrochronology, Cosmic Ray Exposure dating with 10Be, lichenometry, radiocarbon) – some of which were used for the first time on these spatial- and time-scales. This approach allowed us to propose a glacial chronology spanning the Holocene. Moreover, strength and weakness of the different methods used are discussed, and the results are compared to other high resolution proxies from the Great Alpine Region. Our results shows a picture broadly similar to the Holocene glacier variations model currently accepted in the European Alps : we shows evidence for large Early-Holocene advances prior to 9.3 ka and for the beginning of the Neoglacial period from 4.2 ka onwards. An accurate dating of the Neoglacial stadials was possible at Mer de Glace through the use of a dendroglaciological approach on subfossil woods (Pinus cembra). This site already appears as one of the most interesting in the whole Alps to study the Neoglacial period, as the chronology established there spans the last 4 ka and is the 4th record of this kind builds in the Alps. The datings presented here reveals a marked synchroneity for Neoglacial maxima at the Alpine scale, which could indicate similar forcing on glaciers from the Western fringe. Main discrepancies between the records could be explained by topographic and size characteristics of the studied glaciers, as expressed by their response time.

Dans le cadre du changement climatique global, mieux comprendre les interactions Hommes/Environnement/Climat au sud-ouest du Groenland est aujourd’hui un enjeu majeur pour développer des stratégies d’adaptation tout en préservant au mieux les écosystèmes. Pour cela, une approche rétrospective a été réalisée sur trois séquences lacustres retraçant l’histoire paléo-environnementale sur les 5000 derniers millénaires. Le lac d’Igaliku (N61°00’22’’, O45°26’28’’), situé à 2 km de la capitale épiscopale médiévale au cœur de la région agricole groenlandaise, a une sédimentation principalement influencée par les activités anthropiques. Un inventaire moléculaire complet a été réalisé sur cette séquence pour caractériser les dynamiques agropastorales passées et leurs impacts sur les écosystèmes. Les biomarqueurs fécaux identifié ont notamment permis de mettre en évidence deux phases agropastorales majeures (la période d’occupation viking et la période récente) séparées par le Petit Âge Glaciaire (PAG), pratiquant un élevage prédominant d’ovins. Les biomarqueurs moléculaires de végétation (n-alcanes, acétates de triterpényles) couplées à des données palynologiques montrent une réduction du couvert arbustif au cours de ces deux phases. Par ailleurs, les biomarqueurs d’érosion des sols (TTHCs) couplées aux données sédimentaires indiquent une érosion drastique qu’autour des années 1980 lors de la création de parcelles de fourrage par labour mécanisé. De même, ce n’est que sur le dernier siècle qu’une altération de l’état trophique du lac d’Igaliku associée à des pratiques de fertilisation des parcelles de fourrage est observée avec une augmentation des chaines courtes d’n-alcanes et plus particulièrement des diatomées mésotrophes. Les lacs de Qallimiut (N60°43’27’’, O45°23’12’’) et de Little Kangerluluup (N60°38’32’’, O45°38’11’’), situés en contexte faiblement anthropisé, sont alimentés par des tributaires à forte variabilité hydrologique. Ils correspondent à des systèmes sédimentaires dominés par des apports clastiques sous contrôle climatique dominant. Afin d’améliorer la résolution spatiale et temporelle des changements climatiques holocènes dans cette région, une étude sédimentaire multi-paramètre a été réalisée sur ces deux sites. Des analyses pétrophysiques, granulométriques, minéralogiques et géochimiques ont mis en évidence des niveaux de crues fréquents au cours des épisodes froids et humides comme la transition Milieu/Fin de l’Holocène (ca. 2500 BC), la transition Sub-boréal/Sub-atlantique (ca. 700 BC) et le PAG (entre ca. 1300 AD et ca. 1900 AD), synchrones à des périodes de minimas solaires. Ces épisodes de détériorations climatiques ont particulièrement influencé les sociétés humaines successives installées dès ca. 2500 BC au Groenland. Un maximum de fréquence de crues et une baisse drastique des températures sont notamment enregistrés pendant le PAG, indiquant qu’il s’agit de l’épisode le plus froid enregistré au sud du Groenland au cours de la seconde moitié de l’Holocène, responsable en grande partie de l’abandon de ces terres par les agriculteurs vikings au milieu du XVème siècle. / In the current context of global change, understanding the interactions between Human/Environment/Climate is necessary to develop adaptive strategies and preserve ecosystems. A retrospective approach is therefore realized in three lacustrine cores to reconstruct the paleo-environmental history during the last five millennia. Lake Igaliku (N61°00’22’’, W45°26’28’’), located at 2km from the medieval episcopal cathedral in the historical farming center, has a sedimentation mainly driven by anthropogenic activities. A complete molecular inventory has been made on this sequence to characterize past agropastoral dynamics and their impacts on south Greenlandic ecosystems. The identified fecal biomarkers revealed two agropastoral phases, during the Norse settlement and recently, separated by the Little Ice Age (LIA) and mainly characterized by sheep breeding. Vegetation molecular biomarkers (n-alkanes, triterpenyl acetates) and palynological data showed a reduction of trees and shrubs cover during these two periods especially. Erosion biomarkers (TTHCs) and sedimentological data identified only one drastic erosion in the 1980s synchronous with the mechanized creation of fodder parcels. Moreover, an eutrophication of the lake waters was recorded with short chain length n-alkanes and mesotrophic diatoms. Lake Qallimiut (N60°43’27’’, W45°23’12’’) and Little Kangerluluup (N60°38’32’’, W45°38’11’’), less impacted by anthropogenic activities, are fed by major streams influenced by hydrological variations. Their sedimentation is therefore mainly driven by climate changes. To improve the temporal and spatial resolution of climate changes during the Holocene, a multi-proxy sedimentological study was made on these two sites. Petrophysical, mineralogical and geochemical analyses have identified flood events especially occurring during cooler and wetter periods such as the Middle to Late Holocene transition (ca. 2500 BC), the Sub-boreal/Sub-atlantic transition (ca. 700 BC) and the LIA (between ca. AD 1300 et ca. AD 1900). These climate pejorations have impacted local human societies. For example, during the LIA, a maximum of flood events and drop of temperatures are recorded, partly responsible of the Norse demise.

Cette thèse vise à reconstituer les dynamiques de végétation et des sols, ainsi que l’activité des feux depuis la dernière période glaciaire dans le Centre-Est de la France. L’objectif est plus particulièrement de déterminer la période à partir de laquelle les forçages anthropiques prennent le pas sur les forçages climatiques dans la dynamique des écosystèmes et à caractériser la nature et l’intensité des pratiques agro-pastorales qui accompagnent ce changement. Pour cela des analyses paléo-écologiques (palynologiques,micro-anthracologiques et géochimiques) ont été réalisées à partir de trois séquences sédimentaires lacustres du Sud-Jura et du Bas Dauphiné.Du Tardiglaciaire au début de l’Holocène, soit de 14700 à 9000 cal. BP, les évolutions des indicateurs paléo-écologiques apparaissent fortement corrélées aux oscillations climatiques régionales et globales. Jusqu’au milieu de l’Holocène, de 9000 à 5000 cal. BP environ, les données polliniques montrent un impact anthropique de faible ampleur sur la couverture forestière, qui n’engendre aucun changement significatif dans l’activité des feux et les dynamiques d’érosion. De plus, durant cette période,aucun changement climatique ne semble avoir été suffisamment intense ou durable pour engendrer des modifications remarquables des écosystèmes. A partir de 5000-4500 cal. BP, les dépôts sédimentaires enregistrent une augmentation de l’activité des feux liée à son utilisation comme outil de conquête par l’homme sur la forêt (essartage par exemple). Cette période correspond au passage d’un régime de feu sous « contrôle naturel » à un régime sous « contrôle anthropique ». Ce n’est que plus tardivement, vers 2300 cal BP (second âge du Fer), que les activités agropastorales deviennent assez intenses pour modifier durablement la couverture végétale et générer une érosion sans précédent des sols. Le régime du feu change à nouveau, suite à une modification de son usage ; il devient alors un outil de gestion des espaces agropastoraux et les analyses attestent de son rôle capital dans les dynamiques de transformation et d’évolution des paysages. La pression anthropique devient permanente et un seuil important semble avoir été franchi dans l’histoire locale des agro-systèmes.Au sein de cette période très anthropisée, trois grandes périodes se détachent : l’âge du Fer jusqu’à la période romaine, le Moyen Age et l’époque moderne se distinguent par leurs types de pratiques agro-pastorales et leurs effets sur l’érosion des sols. / This thesis aims to reconstruct vegetation and soil dynamics, as well as ire activity variabilityin the East-central part of France since the Last-glacial period (ca. 15000 yr). The objective is mostparticularly to disentangle the role of climate and anthropogenic forcing factors in ecosystems dynamics.Actually, the problematic concerns the switch from a climatic- to anthropogenic-driven ecosystemsand the study of agro-pastoral practices impact which leads to an ecological trajectory change. Thus,palaeoecological analysis (pollen, geochemical and micro-anthracological) were performed from threelake sediment records of Southern Jura Mountains and Bas Dauphiné areas.During the Late-glacial and the early Holocene period (14700 to 9000 cal. BP), palaeoecologicalchanges appear strongly correlated to regional and global climate oscillations. Until the mid-Holocene(9000 to 5000 cal BP), pollen analysis record a small-scale human impact on forest cover and nosigniicant changes in ire activity and soil erosion. Moreover, none climate change has been suficientlyintense or sustainable to generate remarkable modiications of the ecosystem. From 5000-4500 cal. BP,the sedimentary deposits recorded an increase in ire activity related to its use as a clearing tool. Thisperiod corresponds to the switch from a natural to an anthropogenic control on ires activity.It was only from ca. 2300 cal BP (Late Iron Age) that agro-pastoral activities become enoughintense to induce sustainable change in the vegetation cover and generate unprecedented erosion of soils.In parallel, the ire use changed and it became a tool for the management of agro-pastoral areas. Therefore,the human impact can be considered as permanent and a tipping point has been reached in the history oflandscape shaping. However, three main periods: Iron Age to roman period, medieval and modern timescan be distinguished through the development of agro-pastoral practices and their impact on ecosystems,most particularly on soil erosion.

Ce travail de doctorat a pour objectif de comprendre les mécanismes et les réponses régionales de la variabilité climatique Holocène en ciblant plus spécifiquement la Rade de Brest et la Baie de Douarnenez. Dans les environnements côtiers, la vulnérabilité des sociétés humaines face aux aléas climatiques est particulièrement élevée et les pressions anthropiques s’exerçant sur les écosystèmes sont de plus en plus fortes. Ainsi, il s’agit de discuter la part respective des forçages naturels de ceux liés aux activités humaines dans les différents signaux paléoenvironnementaux holocènes reconstruits. Pour cela, plusieurs séquences sédimentaires nous ont permis de renseigner différentes périodes au cours des 10 000 dernières années. Des études multiproxies principalement basées sur des analyses palynologiques (pollen et kystes de dinoflagellés) ont été conduites permettant de discuter en parallèle des signaux continentaux et marins. Les études polliniques permettent de caractériser l’évolution des paysages terrestres tandis que les dinokystes, dénombrés à partir des mêmes lames palynologiques que les grains de pollen et spores, permettent de discuter les conditions paléohydrologiques de surface. De plus, dans le but d’affiner la compréhension de l’enregistrement des palynomorphes dans les sédiments marins de la Rade de Brest, des échantillons de surface délivrant un message palynologique actuel ont été analysés en préambule de l’étude paléoenvironnementale Holocène. Cette thèse a mis en évidence la robustesse des études palynologiques pour l’étude des variations paléoenvironnementales à l’échelle régionale en milieu côtier, et a démontré la pertinence de l’outil pour mettre en évidence l’imbrication des influences humaines et naturelles. Ce travail apporte ainsi une contribution régionale à l’étude de la variabilité environnementale Holocène en Bretagne, fournissant des enregistrements palynologiques haute résolution sur les derniers 150 ans (résolution de 1 à 4 ans) ainsi que sur les derniers milliers d’années caractérisés par l’influence grandissante des sociétés humaines en lien avec l’accroissement de la déforestation et des pratiques agro-pastorales sur les bassins versants (résolution moyenne de 30 ans). / This PhD study aims at understanding mechanisms and regional responses of the Holocene climatic variability, targeting the Bay of Brest and the Bay of Douarnenez. In coastal environments, the vulnerability of human societies to climate hazards is particularly high and anthropogenic pressures on ecosystems are increasing. In this context, the respective part of natural forcings from those related to human activities can be discussed thanks to paleoenvironmental Holocene reconstructions carried out on sediment archives.Several sedimentary sequences allowed us to focus on different key periods across the last 10,000 years BP.Multiproxy studies mainly based on palynological analyzes (pollen and dinoflagellate cysts) allowed discussing continental and marine signals in parallel, and thus to better understand forcing mechanisms.Pollen studies are used to characterize terrestrial landscape evolutions while dinocysts, counted from the same palynological slides as pollen grains and spores, make it possible to discuss surface palaeohydrological conditions. In addition, in order to complete the understanding of our Holocene palynomorph records conducted on Bay of Brest marine sediments, Bay of Brest surface sediments were investigated so as to deliver a current palynological message.This work has demonstrated the robustness of palynological studies conducted at a regional scale and in a macro-estuarian environment, and also the relevance of our tools to highlight the intertwining of human and natural influences. This work therefore represents a regional contribution to the study of Holocene environmental variability in Brittany, providing high resolution palynological records over the last 150 years (resolution of 1 to 4 years) as well as over the last 9,500 years BP (averaged resolution of 30 years) characterized by the growing influence of human societies in relation to increased deforestation and agropastoral practices on watersheds.

Cette thèse étudie la dynamique de la végétation Holocène pour Burmarrad dans le NW Malte et fournit une reconstruction paléoclimatique quantitative à base de pollen pour cet archipel méditerranéen situé au centre. Le record de pollen donne un nouvel aperçu l'échange végétation 7280-1730 cal BP qui correspondent bien avec other régional dossiers. La reconstruction du climat fournit également forte corrélation avec les sites du sud (en dessous de 40oN) de la Méditerranée. L'interprétation suggère un paysage initialement ouvert au début du néolithique, se développer en un dense Pistacia brousse ca. 6700 calBP. Depuis environ 4450 calBP le paysage devient de nouveau ouvert, coïncidant avec le début de l'âge du bronze sur l'archipel. Cette période coïncide avec une instabilité accrue du climat (entre 4500 et 3700 calBP) qui est suivie par une diminution progressive de la disponibilité de l'humidité de l'été à la fin de l'Holocène. Durant la période romaine début de l'occupation (1972-1730 calBP) le paysage reste généralement ouvert avec une augmentation modérée de Olea. Cette augmentation correspond à des preuves archéologiques pour la production de l'huile d'olive dans la région, avec l'augmentation des taxons cultivés des cultures et des espèces rudérales associés, ainsi que d'une hausse des cas d'incendies. Cette thèse propose également une synthèse des résultats d'un autre noyau (BM1) provenant de la même zone de chalandise, ainsi que les résultats d'une étude préliminaire de la pluie de pollen de surface moderne. L'archipel fournit des indications sur la végétation, les impacts humains et les changements climatiques dans un contexte de l'île au cours de l'Holocène. / This thesis investigates the Holocene vegetation dynamics for Burmarrad in north-west Malta and provides a pollen-based quantitative palaeoclimatic reconstruction for this centrally located Mediterranean archipelago. The pollen record from this site provides new insight into the vegetation changes from 7280 to 1730 cal BP which correspond well with other regional records. The climate reconstruction for the area also provides strong correlation with southern (below 40oN) Mediterranean sites. The interpretation suggests an initially open landscape during the early Neolithic, surrounding a large palaeobay, developing into a dense Pistacia scrubland ca. 6700 cal BP. From about 4450 cal BP the landscape once again becomes open, coinciding with the start of the Bronze Age on the archipelago. This period is concurrent with increased climatic instability (between 4500 and 3700 cal BP) which is followed by a gradual decrease in summer moisture availability in the late Holocene. During the early Roman occupation period (1972 to 1730 cal BP) the landscape remains generally open with a moderate increase in Olea. This increase corresponds to archaeological evidence for olive oil production in the area, along with increases in cultivated crop taxa and associated ruderal species, as well as a rise in fire events. This thesis also provides a synthesis with the results from another core (BM1) taken from the same catchment area, as well as results of a preliminary modern surface pollen rain study. The Maltese archipelago provides important insight into vegetation, human impacts and climatic changes in an island context during the Holocene.

La question sera d’évaluer si l’érosion glaciaire dans les Pyrénées est suffisante pour expliquer au moins une proportion de la surrection du volume montagneux, et donc dans quelle mesure les moteurs tectoniques demeurent incontournables. Le terrain proposé est un transect E–W, portant sur : un échantillon de cirques granitiques (prélèvement de roche-mère, lithologie homogène) déglacés (Bassiès) ou partiellement englacés (Aneto) ; et un échantillon de bassins versants (prélèvement de sédiments dans le lit du collecteur principal aux exutoires). Les méthodes utilisées seront les isotopes 10Be et 26Al produits in situ (Dunai, 2010) outils servant à quantifier les vitesses d’érosion d’un substratum rocheux ou d’un sol en fonction de leur durée d’exposition au bombardement cosmique provenant de la voûte céleste. Il s’agira ainsi (i) de détecter l'existence d'héritages d'exposition, synonymes de très faible tranche érodée lors du dernier cycle glaciaire (Fabel et al., 2002, 2004) — héritages inconnus jusqu’ici dans les Alpes (Ivy Ochs et al., 2007) mais déjà repérés dans l'est des Pyrénées (Delmas et al., 2008, 2011) ; et (ii) de comparer les taux moyens de dénudation post-glaciaire de bassins versants sélectionnés en fonction de leur passé (glaciaire ou non), de l’ambiance climatique post-glaciaire (influences atlantiques ou méditerranéennes), et enfin, sur chaque site-atelier ainsi défini, de leur taille (échantillonnages compartimentés sur des BV emboîtés de rang 1, 2, et 3 ; v. méthode in Godard et al., 2012). Une approche complémentaire consistera à quantifier systématiquement, dans les quelques cirques témoins, les volumes érodés par cubage des matériaux morainiques tardiglaciaires ou holocènes, mais aussi des éventuels glaciers rocheux et des éboulis. Ces bilans de masse impliqueront éventuellement aussi un effort de datation de ces formations, dont la chronologie (en particulier les glaciations holocènes) est encore très mal connue dans les Pyrénées. / The Pyrenees form a mid-latitude, intermediate altitude mountain range displaying weak tectonic activity and a westward gradient of increasing topographic inheritance from the work of Pleistocene glaciers. This thesis aims to characterize and to quantify the influence of the glacial and non-glacial erosive processes on the most elevated areas of the mountain range, during the last climatic cycle (~100 ka), according to an E-W transect from the Carlit to the Maladeta, via the Ariège. The Holocene tills volumes (Maladeta) were quantified from DEM- and GIS-derived measurements, while the lowering of the glaciated and unglaciated surfaces was determined from cosmogenic nuclides (CN). Denudation was measured through TCN concentrations in alluvial sediment in elevated catchments. Würmian denudation on supraglacial ridges (10–25 mm/ka) was slower than on cirque floors (30–40 mm/ka), thereby resulting in an increase in topographic relief. Denudation of the cirques floor increases during post-Würm spatially limited glaciations (20-400 mm/ka). Small Holocene glaciers erosion in the Maladeta is 180-700 mm/ka even > 1 m/ka. These rates are noteworthy higher than bedrock and regolith plateau weathering (2.60 mm/ka and 20-40 mm/ka, respectively). Postglacial catchments denudation (25-450 mm/ka) linearly increases with mean slope (r = 0.83) and then with the Pleistocene glacial inheritance of the landscape. Results confirm the atonic tectonic activity of the Pyrenees and show the influence of the glaciers and fragile meta-sedimentary lithologies on the Holocene denudation.

Déchiffrer le climat de l’Holocène est la base d’une meilleure compréhension du climat moderne. En effet, à cette époque le climat en Europe est très complexe est montre de fortes variations spatiales et il reste beaucoup à faire pour améliorer la couverture géographique d’enregistrements bien datés et de haute résolution. En tant qu’archives paléoclimatiques, les spéléothèmes ont de larges avantages concernant leur chronologie et leur résolution temporelle et peuvent aider à combler cette lacune. Dans cette thèse, des stalagmites holocènes ont été sélectionnées selon un transect N-S entre les latitudes 35° et 65°N à l’ouest de l’Europe et du bassin méditerranéen (de la Suède à l’Algérie). Elles ont été datées densément par U-Th et échantillonnées à haute résolution pour analyser leur composition isotopique et géochimique. Le climat de l’Holocène a été déduit des analyses isotopiques de la calcite (δ¹³C, δ¹⁸O) et du rapport Mg/Ca. Combinées avec les données existantes et avec les simulations numériques des modèles, ces nouvelles données ont permis d’émettre des hypothèses sur les processus dynamiques contrôlant les changement climatiques régionaux comme les divers modes impliqués dans la circulation océanique et atmosphérique. Sur un site archéologique particulier, le lien climat/activités humaines a aussi pu être étudié. Les principaux résultats de cette thèse sont : 1) les enregistrements en δ¹⁸O, δ¹³C et Mg/Ca d’une stalagmite de la grotte de Villars (sud-ouest de la France), ont révélé une variabilité décennale à multimillénaire du climat au cours des derniers 14200 ans ainsi que les preuves d’une déforestation il y a environ 1000 ans ; 2) deux stalagmites provenant de la grotte de Villars au sud-ouest de la France et de la grotte Korallgrottan au nord-ouest de la Suède ont enregistré de façon remarquable l’événement climatique du 8.2 ka et les différentes étapes qui le composent montrant des différences régionales de température et d’humidité entre les deux sites. Celles-ci sont associées avec une interruption suivie d’une réorganisation de la circulation océanique et atmosphérique ; 3) les enregistrements en δ¹⁸O et en δ¹³C de deux stalagmites de la grotte de Villars suggèrent aussi l’existence d’une période humide multi-centennale il y a ~7200-7600 liée éventuellement à la fonte de la dernière portion de la calotte de la Laurentide ; 4) les isotopes stables (δ¹⁸O, δ¹³C) d’une stalagmite de la grotte du Père-Noël située au sud-est de la Belgique, révèle de larges variations hydro climatiques entre 10500 et 4200 ans. En particulier, une période sèche multi-centennale est mise en évidence il y a ~5600-6000 ans probablement liée à un changement des vents d’ouest ; 5) au nord de l’Algérie, dans la grotte de Gueldaman, plusieurs stalagmites ont montré, par leur δ¹³C et leur δ¹⁸O, l’impact d’une période sèche sur l’occupation humaine et finalement l’abandon du site par les hommes préhistoriques il y a ~4200 ans. / Deciphering Holocene climate is the basis to understand modern climate change. The Holocene climate of Europe is highly complex and shows large spatial differences; much is to be done to improve the spatial coverage of well-dated, high resolution climate records. Stalagmite as paleoclimate archive has large advantages in its chronology and their temporal resolution and thus can help in answering this question. In this thesis, stalagmites were collected, broadly along a meridional transect from 35 to 65°N, in the west of Europe and Mediterranean basin (from Sweden to Algeria). They were densely dated by the U-Th method and their isotopic and geochemical compositions were analyzed at high spatial resolutions. The Holocene climate was inferred from the stalagmite δ¹³C, δ¹⁸ and Mg/Ca time series. Combining with existent data and model simulations the collected new data was used to understand dynamic processes involved in driving regional change, such as varying modes of ocean and atmospheric circulation. Uniquely, the possible links between the changes of past climate conditions and human activities at an archeological site were examined, too. The main results of this thesis are summarized as: (1) The δ¹⁸O, δ¹³C and Mg/Ca records of a stalagmite from Villars Cave, Southwestern France document a series of decadal to multi-millennial climatic variations over the last 14200 years as well as deforestation ~1000 years ago; (2) The precisely-dated, sub-decadal δ¹⁸O, δ¹³C and Mg/Ca records of stalagmites from Villars Cave, SW-France, and Korallgrottan Cave, NW-Sweden, reveal multiple stage climatic variations in relation to the 8200 year event. Reconstructed variations in both temperature and humidity exhibit different patterns at the two sites, respectively, in the south and north of Europe, which can be associated with the interruption and reorganization of ocean-atmospheric circulation; (3) The δ¹⁸O and δ¹³C records of two stalagmites from Villars Cave suggest multi-century wetness ~7200-7600 years ago which possibly linked to the demise of last portion of Laurentide Ice Sheet; (4) The δ¹⁸O and δ¹³C records of a stalagmite from Pere Noël Cave, Southeastern Belgium reveal large decadal to millennial hydroclimate variations between 10500 and 4200 years ago. Particularly, multi-century enhanced aridity occurred ~5600-6000 years ago which probably had attributed to the changes in regional atmospheric circulation and the westerly jet; (5) The δ¹³C and δ¹⁸O records of two Mid-Holocene stalagmites from Gueldaman GLD1 Cave, Northern Algeria provide evidence of a prolonged drought ~4200 years ago in Western Mediterranean basin. The drought coincides with, and therefore may have contributed to, an abandonment of ancient human occupation of the cave.

Cette étude présente de nouvelles données sur la déglaciation et l'évolution côtière holocène du sud-est de l'île de Southampton (nord de la baie d'Hudson). La déglaciation du secteur s'est produite entre 8,3 et 8,2 ka BP ce qui indique une déglaciation rapide et synchrone du nord-ouest et du sud-est la baie d'Hudson. La présence de chenaux marginaux sur du till indique un changement dans le régime thermique du glacier pendant la déglaciation, lequel a engendré le passage d'une glace à base tempérée à base froide. L'émersion est continue pendant l'Holocène et se poursuit encore aujourd'hui. Les plages soulevées de l'île sont particulièrement bien développées et sont situées dans les secteurs de roches calcaires. Un important épisode de crue d'eaux de fonte glaciaire a érodé de grandes séries de plages soulevées. Cette crue provenant d'une calotte glaciaire résiduelle située sur le plateau Melville correspond au dernier stade de la présence de glace sur l'île à 6,7-6,6 ka BP. Cette étude démontre aussi que le secteur de Coral Harbour n'est pas sensible à l'érosion pouvant être causées par des changements climatiques, car le village est construit sur du gneiss et sur une mince couche de sédiments sableux non gélifs.

En Haute-Mauricie, des îlots de bouleau jaune se trouvent au cœur de la sapinière à bouleau blanc au-delà de l’aire de répartition continue de l’espèce. Des analyses paléoécologiques d’une tourbière et d’un humus forestier prélevé au sein d’un îlot furent effectuées afin de reconstituer l’histoire postglaciaire de la végétation et d’obtenir des informations sur la dynamique à long terme du bouleau jaune. Il y a 7000 ans, le bouleau jaune était probablement plus abondant et son aire de répartition continue devait s’étendre plus au nord qu’aujourd’hui. Au cours de l’Holocène supérieur, un phénomène régional de « boréalisation » est survenu, marqué par une recrudescence de certains conifères au détriment d’autres espèces comme le bouleau jaune. Les îlots actuels représenteraient des vestiges de cette ancienne extension. Ils devraient être protégés puisque le bouleau jaune représente un élément important de biodiversité et que sa survie semble compromise en réponse aux changements environnementaux.

L'analyse critique des différentes prospections archéologiques réalisées dans la péninsule du Sinaï montre clairement que la partie ouest du Sinaï central n'a jamais été explorée totalement avant l'inventaire qui a commencé au milieu des années 1990. Sans étude de cette zone, tout modèle d'occupation ancienne du territoire sinaïtique se révèle insuffisant. L'objectif principal de mon doctorat était de fournir des informations de nature géographique et anthropologique aux archéologues. D'un point de vue méthodologique, l'ensemble des structures archéologiques géoréférencées a été intégré dans un système d'information géographique (SIG). Ces vestiges ont été replacés dans leur contexte environnemental (climat, géologie, géomorphologie, végétation…). Parallèlement, j'ai engagé un travail de documentation anthropologique relatif aux populations bédouines actuellement installées dans la péninsule en général, dans le Sinaï central en particulier. Je me suis particulièrement concentré sur l'étude des structures et des limites tribales, de la gestion des territoires, des pratiques liées au culte des saints et de l'économie. Dans le cadre de cette réflexion ethnoarchéologique, les nouveaux acquis permettent d'établir une analyse comparative de l'occupation ancienne et actuelle du Sinaï central. Mes conclusions sont susceptibles d'être utiles à l'interprétation des vestiges archéologiques du Sinaï central et à l'élaboration d'un modèle de l'occupation ancienne de cette région durant l'Holocène. / Critical analysis of the archaeological surveys conducted in the Sinai Peninsula shows that the western central Sinai had never been explored before the beginning of this survey in the mid-1990's. Without a study of this area, models of the ancient occupation of the sinaitic territory were insufficient. The main objective of my PhD was to provide geographical and anthropological information to the archeologists. From a methodological point of view, all georeferenced archaeological structures were integrated into a Geographic Information System (GIS). These remains were placed in their environmental context (climate, geology, geomorphology, vegetation…). In parallel, I initiated an anthropological documentary work on Bedouin currently living in the Peninsula in general, in the central Sinai in particular. I particularly concentrated on the tribal structures and boundaries, the management of territories, the cult of the saints and the economy. As part of this ethnoarchaeological reflection, new learning can establish a comparative analysis of past and current occupation of central Sinai. The conclusions of my studies may help to understand the archeological remains in the central Sinai and to develop a model of the region's occupation during the Holocene.