Le Cénozoïque est marqué par une instabilité climatique et l’accélération des surrections continentales. Ces phénomènes engendrent une augmentation de la production sédimentaire, transférée par les fleuves vers le domaine marin profond. Les façades nord et ouest de l’océan Indien voient se mettre en place quatre des plus grands systèmes sédimentaires au monde : le Gange-Brahmapoutre, l’Indus, le Zambèze et le système tanzanien. Ce travail vise à comprendre les forçages agissant sur la sédimentation et l’architecture de deux des principaux systèmes turbiditiques de l’océan Indien (système tanzanien et du Gange-Brahmapoutre), pour ensuite les comparer avec leurs plus proches voisins (respectivement le Zambèze et l’Indus). Nos principaux résultats, basés sur une approche multiproxy dans les deux zones, mettent en évidence plusieurs points : (1) l’évolution tectono-sédimentaire de la marge tanzanienne au cours du Cénozoïque a mené au développement d’un système turbiditique majeur et atypique, dont la morphologie moderne atteste de l’importance de l’activité tectonique sur sa construction ; (2) le système du Gange-Brahmapoutre enregistre une activité sédimentaire polyphasée, en lien principalement avec les variations du niveau marin. Ce système est capable d’enregistrer les variations de nombreux forçages, influençant à la fois les bassins versants et le domaine marin. Le fonctionnement sédimentaire et l’architecture des systèmes turbiditiques ont révélé une grande diversité selon le contexte géodynamique et physiographique des façades étudiées. La nécessité d’intégrer l’ensemble des forçages (agissant depuis le bassin versant jusque dans le domaine marin profond) dans l’étude de l’activité sédimentaire d’un système turbiditique apparait essentielle de nos jours. / Cenozoic is marked by climatic instability and accelerating continental uplifts. Increasing sediment yield is generated, buffered and transferred by river to the deep sea. Four of the major turbidite systems in the world are located on the northern and the western margins of the Indian Ocean: the Ganges-Brahmaputra, the Indus, the Zambezi and the Tanzanian systems. This work aims to understand forcings affecting sedimentation and morphology of two main turbidite systems (Tanzanian system and Ganges-Brahmaputra system) and results have been compared with their nearest neighbors (respectively Zambezi and Indus). Based on a multiproxies approach in both area, our main results are as follows: (1) during Cenozoic, tectono-sedimentary evolution of the Tanzania margin led to the development of an atypical turbidite system wherein morphology attest of a strong structural control; (2) the Ganges-Brahmaputra system has a sedimentary activity mainly forced by sea level variations. This turbidite system records variations in many forcings impacting sedimentation from the catchment to the deep sea. Turbidite system activity and architecture revealed a strong variability mainly linked to the geodynamic and physiographic context of each studied margin. It appears necessary to integrate all forcings (affecting both the catchment and the deep sea) in the study and the understanding of sedimentary activity in a turbidite system.

La chine subtropicale est considérée comme une zone riche en biodiversité ainsi qu'une réserve naturelle abritant plusieurs espèces de plantes endémiques sous l'influence de la Mousson Asiatique (MA). Les enregistrements paléoclimatiques continus dans cette région sont trop peu nombreux pour comprendre l'évolution floristique liée aux changements climatiques qui demeure ainsi méconnue, particulièrement durant le DMG. Dans ce contexte, ce travail a pour objectifs d'étudier, au cours des derniers 40000 ans, la variabilité floristique et climatique enregistrées dans les zones humides montagneuse sub-tropicales chinoises. Notre étude s'appuie sur l'étude de deux carottes sédimentaires ou la variabilité est reconstituée à partir de l'étude palynologique. L'enregistrement le plus long (derniers 42000 ans) a été obtenu sur une carotte prélevée dans la zone humide sub-alpine de Dajiuhu, dans les montagnes Shennongjia situées en Chine centrale. Cette région est fortement influencée par la Mousson Est Asiatique (MEA) et caractérisée par des forets tempérées décidues associées à quelques taxons de conifères. L'autre enregistrement concerne une carotte (GT-2), qui quant à elle enregistre les derniers 21000 ans, prélevée dans la zone humide de Gutian, province de Guangxi au sud de la chine sous l'influence de la mousson indienne (MI). L'objectif de ce travail est de reconstituer les variations régionales de la végétation et les variations climatiques liées aux deux systèmes de mousson (MEA et MI). L'étude palynologique de nos deux carottes est complétée et renforcée par une approche multi-proxy s'appuyant sur les spores, le δ13C, l'analyse de l'échelle de gris, la susceptibilité magnétique ainsi que le degré d'humification. L'analyse du pollen dans la carotte DJH-1 révèle que le climat et la végétation ont significativement varié tout au long de ces derniers 42000 ans. La région de Dajiuhu, caractérisée aujourd'hui par des forêts denses était autrefois couvertes par des prairies alpine associés à une forêt clairsemée durant le DMG comme le laisse suggérer la prédominance des Cyperaceae et Poaceae dans les spectres polliniques. De faibles teneurs en matière organique (MOT) ainsi qu'un niveau de gris bas ont été aussi signalés durant la période glaciaire. La foret commençait à se reconstituer à partir de 14ka BP et les forets à arbre persistant ont atteint leur niveau maximale entre 10ka et 4ka BP, correspondant au maximum thermique de l'holocène. Les changements survenus après 4000BP ont été explorés aussi. La carotte GT-2 au sud de la chine sub-tropicale révèle quant à elle une végétation différente durant le dernier maximum glaciaire. Les spectres polliniques indiquent que cette période était caractérisée par des forêts de conifères associées à des forêts décidues. La prépondérance des genres décidus comme Carpinus, Betula et Corylus semble indiquer des conditions froides, alors que les pluies restaient abondantes. L'abondance du genre Tsuga, particulièrement entre 21 et 17ka BP suggère la descente de la limite forestière à des altitudes beaucoup plus basses. Les successions de biomes dans montagnes subtropicale du sud de la chine s'est étalée sur plusieurs phases : (1) la première se caractérise par des forêts décidues associées à des conifères (17-12.5ka BP), (2) la deuxième phase est dominée par les forêts decidues, (3) la troisième se caractérise par des forêts à arbres persistants associées à des arbres a feuilles caduques (12.5-9ka BP). Les deux dernières phases voient se succéder des forêts à arbres persistants (9-2.5ka BP) puis une forêt mixte, probablement liée à l'activité humaine. La comparaison entre les deux sites d'étude confirme que les changements de végétation durant le DMG étaient importants. / Subtropical China is considered as an important region for biodiversity and a great natural reserve for endemic plant species, where the climate is mainly controlled by Asian Monsoon (AM). Since the recent decades, few continuous records so far covering the last glacial period in this area have been studied. In consequence, the past floristic evolution and vegetation-climate changes during particularly the Last Glacial period are still unclear. In this study, two cores from subtropical mountain wetlands were studied by means of palynology and other multidisciplinary proxies. The longer studied material covering the last 42 ka was obtained from a sub-alpine wetland in Dajiuhu, Shennongjia Mountains of central China, where the present-day vegetation is temperate deciduous forest mixed with some conifer taxa, and the climate is greatly influenced by the East Asian monsoon (EAM). The other material, core GT-2, collected in Gutian wetland of Guangxi Province in south China has an age of 21 ka can reflect the changes of evergreen forest and climate which is controled by the Indian monsoon (IM) overlapped with EAM. The aim of the current study is to reconstruct the regional vegetation and climate changes, and better understand the variability of two monsoon system (EAM and IM) since the last glacial period. Multi-proxy analysis including pollen and spore, stable carbon isotope (δ13C), sediment gray-scale (GS), magnetic suscepbitility (MS),peat humification (HD) and so on were perfomed for evaluating the regional environment changes. The overall result can be summarized as below: The pollen analysis from the DJH-1 core reveals that the past vegetation and climate in northern subtropical zone of central China varied significantly over the last 42 ka. The vegetation in Dajiuhu region, dominated by dense temperate forest today, was an alpine meadow with sparse mixed forest during the last glacial characterized by predominant Cyperaceae and Poaceae in the pollen spectra. Other proxies show that the lowest TOC content and lighter gray-scale in the glacial interval. The broadleaved forest began to return since 14 cal ka BP, and the evergreen broadleaved trees attained their highest level between ~10 and 4 cal ka BP, accordance in timing with the Holocene thermal maximum. A change at 4000 cal BP in pollen spretra was also investigated. The results from the core GT-2 in southern subtropical zone of China suggest a different replacement of vegetation during the last glacial. Pollen data indicate that a dense mixed forest of coniferous and deciduous broadleaved forest covered the southern subtropical mountains during the LGM (21-12.5 cal ka BP). The grass was however in low percentage. The high percentage of deciduous taxa such as Carpinus, Betula and Corylus indicate a colder condition, whereas the rainfall maintains abundant. The relatively high amount of Tsuga particularly during 21-17 cal ka BP suggests an important lowering of vertical forest belt. The biome changes in the southern subtropical mountains since the last glacial maximum can be outlined as follow: (1) deciduous and coniferous mixed forest (21-17 ka BP); (2) deciduous broadleaved forest (17-12.5 ka BP); (3) deciduous and evergreen mixed forest (12.5-9 ka BP); (4) evergreen broadleaved forest (9-2.5 cal ka BP) and (5) Mixed forest (from 2.5 cal ka BP) possible caused by human activity. The comparison of the two studied sites confirms that the shift of vegetation zone during the last glacial period is important. The alpine tree line might decend at an amplitude of more than 1000 m lower than that of today, and the temperate zone of deciduous broadleaved forest moved southwards to Guangxi Province (e.g. from about 30 to 22 latitude N ). The rapid increase of braodleved forest in central China began at about 10 cal ka BP, whereas the return to evergreen forest in Guangxi of southern subtropical zone took place at ca. 9 cal ka BP.

La mousson d'Afrique de l'Ouest se caractérise par une très forte variabilité des pluies à toutes les échelles spatiales et temporelles. Le travail de thèse se focalise sur la variabilité synoptique et intra-saisonnière de la mousson, dont les impacts socio-économiques peuvent être dramatiques dans cette zone subsaharienne. L'objectif est d'une part de contribuer à la documentation statistique de cette variabilité et la compréhension de la physique associée, et d'autre part de mettre à profit le potentiel de prédictibilité associée à ces échelles pour guider les prévisions à courte et moyenne échéances. Au Sahel, l'humidité est un des facteurs importants pour l'activité pluviométrique, avec souvent un effet limitant sur le déclenchement de la convection profonde. Dès lors ce travail de thèse s'est focalisé sur l'humidité intégrée sur la colonne ou eau précipitable, pour étudier la variabilité de la mousson. L'activité des ondes d'est, principales perturbations synoptiques de l'atmosphère ouest-africaine pendant l'été boréal, a été détectée et analysée sous cette perspective de l'eau précipitable. Cette étude a ouvert une voie à la compréhension du couplage onde et convection au sein de la mousson. Une analyse conjointe des contributions dynamiques et diabatiques à la physique des ondes a été ensuite entreprise. Il ressort que, la dynamique, via les transports d'énergie associée à l'état de base fortement barocline du Sahel, est un élément précurseur et prédominant dans la couche d'atmosphère en-dessous du jet d'est africain. En revanche, dès que les ondes atteignent leur phase de maturité, le rôle de convection devient primordial grâce aux sources de chauffage et puits d'humidité qu'elle introduit dans l'atmosphère. En outre, elle engendre un transfert turbulent et convectif de quantité de mouvement horizontal, de la surface vers les couches plus hautes, permettant de renforcer les circulations dans la moyenne troposphère. La compréhension du couplage onde-convection ouvre alors une perspective à l'amélioration des modèles de prévision du temps sur l'Afrique. / The West African monsoon rainfall experiences a large spatial and temporal variability. In this thesis, a focus has been given on the synoptic to intra-seasonal scales which can lead to dramatic socio-economic consequences over Sahelian areas. The main goal is, on the one hand, to document and hence to better understand the physics associated with such scales of variability, and on the other hand, to provide some useful tools to improve short to medium ranges forecast skill over Africa. Over the Sahel, the supply of humidity is a key feature in the rainfall distribution and mostly a limiting factor to the initiation of deep convection. Therefore, the current study is based on the total column integrated specific humidity, also called precipitable water, to disentangle the important physics involved in the monsoon intra-seasonal variability and more specifically on the synoptic scale. African Easterly Waves (AEW), also known as the main synoptic scale disturbances of the Western African atmosphere during the boreal summer, have been detected and characterized from this "moist" perspective. This study then provides a new approach for studying the coupling between AEW and convection. A joint assessment of both dynamic and diabatic contributions to the AEW growth has been undertaken. Dynamics is, through the baroclinic and barotropic energy transport, a precursor and a predominant mechanism in the layer below the African easterly jet. However, since convection is enhancing, diabatic processes become accounting for a crucial role in the atmospheric circulation through the release of heat as well as the humidity sink. Meanwhile, subgrid convective scale eddies transport a large part of the horizontal momentum, from the surface to the mid-levels. This enhances the midtroposheric cyclonic/anticyclonic circulation of the AEW. Finally, this process-based analysis of the coupling between dynamics and convection provides some useful tools for model assessment and improvement over Africa.

La variabilité du système climatique influence la productivité et la distribution des espèces marines sur toutes les échelles de temps, de la variabilité saisonnière et inter-annuelle aux cycles glaciaires-interglaciaires. Mais ces liens entre climat et écosystèmes marins sont encore largement méconnus, de telle sorte que les prévisions des changements à venir sont difficiles. De plus, parce que les indicateurs paléoclimatiques issus des archives marines sont souvent liés au fonctionnement de l’écosystème, cette méconnaissance limite la fiabilité de la reconstruction de la variabilité climatique passée.Ce travail de thèse vise à améliorer notre connaissance de ces liens entre climat et écosystèmes marins : nous nous sommes intéressés aux changements de productivité marine au cours du dernier cycle glaciaire-interglaciaire, et nous nous sommes aussi penchés sur la réponse de l’écosystème, incluant l'ensemble des niveaux de la chaine trophique, à la variabilité inter-annuelle à décennale en climat pré-industriel. Ce travail est basé sur l’utilisation d’un modèle climatique (IPSL-CM), d’un modèle de biogéochimie marine (PISCES) et d’un modèle de niveaux trophiques supérieurs (APECOSM).Dans un premier temps, nous montrons que le lien entre l’intensité de la mousson indienne et la productivité primaire marine, en été boréal dans la mer d’Arabie, n’est pas direct. En effet, il apparait indispensable pour comprendre les changements de productivité de considérer, en plus de l'intensité de la mousson, la structure de la mousson. En particulier, la position du Jet de Findlater par rapport à la côte de la péninsule arabique est un paramètre important puisqu'elle conditionne la dynamique d'Ekman dans la région.Dans un second temps, nous avons étudié les variations de la productivité marine au large de l'embouchure du fleuve Congo et leurs liens avec le fleuve et les changements de dynamique atmosphérique africaine. Ce travail a mis en évidence que la relation entre l'intensité de la mousson et l'intensité des alizés, souvent utilisée dans les reconstructions climatiques, n'est pas toujours vérifiée. Selon le climat étudié, l'importance des effets thermiques ou dynamiques sur les changements de précipitations et de vents simulés est différente.Dans un troisième temps, nous avons étudié l'effet de la variabilité inter-annuelle sur les changements de productivité passés et sur le signal climatique potentiellement enregistré par des indicateurs climatiques biologiques.Enfin, la dernière partie de cette thèse se focalise sur la réponse des organismes marins des haut-niveaux trophiques à la variabilité climatique à différentes fréquences. Ce travail a révélé que les organismes marins répondent de façons différentes aux variations environnementales en fonction de leur taille et de leur habitat. / Climate variability influences marine primary productivity and marine species distribution over all timescales, from seasonal to interannual variability and glacial-interglacial cycles. The links between climate and marine ecosystems are still sparsely known so that the predictions of futur changes are difficult. Moreover, because paleoclimate recorders extracted from marine archives are often linked to the functionning of the ecosystem, this lack of knowledge limits our ability to reconstruct past climate variability.This thesis work aims at improving our knowledge of these links between climate and marine ecosystems : we have looked into marine productivity changes during the last glacial-interglacial cycle, but we also examined the "end-to-end" ecosystem response to inter-annual to decadal variability in a pre-industrial climate. This work uses a climate model (IPSL-CM), a bio-geochemical model (PISCES) and a model of high trophic levels (APECOSM).First, we show that the link between Indian summer monsoon intensity and marine primary productivity in the Arabian Sea is indirect. Indeed, it appears necessary to consider the monsoon pattern, such as the Findlater Jet position, which drives the Ekman dynamics in the region, as well as its intensity to understand the productivity changes.Second, we study the marine productivity changes off the Congo river mouth and their links with the river runoff and the African atmospheric dynamics. This work shows that the relationship between monsoon intensity and trade winds intensity, often used to reconstruct past changes, is not always verified. Depending on the climate, thermal or dynamical effects are more or less prominent drivers of the simulated changes in precipitation and winds. Productivity off the Congo river mouth, which is mainly located in the subsurface, seems more affected by the ocean and atmosphere dynamics than by the river supply in nutrients.Third, we study the inter-annual variability effects over past productivity changes and over the climatic signal potentially recorded in the biological climate proxies.Finally, the last part of the thesis focuses on high trophic levels marine organisms response to climate variability at different frequencies. This study shows that marine organisms response to environmental changes varies with the organism' size and habitat.

L’océan Indien est le lieu de processus atmosphériques et océaniques majeurs dont les répercussions en terme climatique peuvent être de grandes importances. Cette thèse se propose de documenter les forçages, les variabilités, les impacts et les interactions de la mousson Indo-asiatique et du courant des Aiguilles à l’échelle orbitale (incluant les conditions glaciaires-interglaciaires) au cours de la période Quaternaire.Si le maximum d’insolation (minimum de précession et maximum d’obliquité) initie les fortes moussons Indo-asiatiques, des forçages internes au système climatique jouent également un rôle majeur pour expliquer leur dynamique (fort vents et précipitations), en particulier le changement de volume de glace de l’hémisphère Nord et l’export de chaleur latente de l’océan Indien Sud. La prédominance de ces forçages internes est propre à la mousson Indo-asiatique et la distingue des moussons boréales Africaines. Ceci indique que le concept de mousson globale n’est pas valable à l’échelle orbitale.Concernant l’hémisphère Sud, les variations de température de surface du courant des Aiguilles exercent un contrôle important sur le climat Sud Africain (la végétation et les précipitations). Ce courant permet également le transfert plus ou moins important de chaleur et de sel vers l’océan Atlantique Sud par l’intermédiaire de la migration de la convergence subtropicale et des vents d’ouest associés. Ce mécanisme, contrôlé fortement par la dynamique des hautes latitudes Sud, affecte la circulation thermo-haline globale et constitue un acteur important des transitions glaciaires-interglaciaires et des changements de mode de variabilité climatique au cours du Quaternaire (Transition Mid-Pleistocène et évènement du Mid-Brunhes). Les changements induits dans le climat de l’Hémisphère Nord, et notamment le volume de glace, pourraient ensuite se répercuter sur la dynamique de la mousson. En revanche, l’effet des moussons sur le courant des Aiguilles parait mineur. Toutefois, les interactions entre la mousson Indo-asiatique, l’ENSO et les éventuels IOD (dipôles climatiques de l’océan Indien) pourraient affecter la dynamique du courant. / The Indian Ocean is the place of major atmospheric and oceanic processes with large potential repercussions on the global climatic system. This thesis investigates forcing, variations, impacts and interactions of the Indo-Asian monsoon and of the Agulhas current at the orbital scale (including glacial-interglacial conditions) over the Quaternary period.Insolation maximum (precession minimum and obliquity maximum) initiates strong Indo-Asian monsoons, but processes internal to the climate system, in particular Northern Hemisphere (NH) ice volume changes and the latent heat export of the south Indian Ocean, play a major role to explain their dynamics (strongest winds and precipitation). The predominance of these internal forcings is a specificity of the Indo-Asian monsoon and distinguishes it from African boreal monsoons. This indicates that the concept of a global monsoon at the orbital scale is a misnomer.Concerning the Southern hemisphere, sea surface temperature variations of the Agulhas current exert an important control upon the South African climate (vegetation and precipitation). This current also participates to the transfer of heat and salt towards the South Atlantic Ocean whose intensity is mainly related to the migration of the subtropical convergence and associated westerlies winds. This mechanism, strongly controlled by high southern latitudes dynamics, affects the global overturning circulation and plays an important role for glacial-interglacial transitions and changes in modes of climate variability during the Quaternary (Mid-Pleistocene Transition and Mid-Brunhes event). Induced Northern hemisphere climate changes, in particular ice volume, could in turn influence monsoon dynamics. On the other hand, the effect of monsoons on the Agulhas current seems to be of minor importance. However, interactions between the Indo-Asian monsoon, ENSO and the possible IOD (Indian Ocean climatic Dipole) could affect the dynamic of the current.

Sur les effets du changement climatique aux échelles globale et régionale. Il montre en particulierqu’aucun consensus ne peut être trouvé pour ce qui concerne l’évolution future de lapluviométrie — et de la dynamique atmosphérique associée — en région de mousson africaine.Ce mémoire revisite cette question à la lumière des nouvelles données disponibles et selon uneapproche évitant toute surreprésentation du nombre de simulations disponibles pour un type demodèle donné, tout en prenant en compte la diversité des modèles ainsi que leur évolution dansle temps : sorties de vingt modèles de circulation générale (MCGs) ayant participé aux exercicesCMIP3 (douze MCGs) et CMIP5 (huit MCGs) sous les scénarios d’émissions A1B et rcp4.5,respectivement. Les sorties sont analysées principalement sur deux fenêtres de quarante ans —périodes actuelle (1960-1999) et future (2031-2070) — et les résultats discutés au regard de leurvraisemblance selon une approche permettant à la fois de quantifier les différences futur moinsactuel, de mesurer les significativités et les robustesses statistiques et d’associer une probabilitémesurant le consensus des modèles en fonction des échelles et des variables considérées.Les analyses menées sur CMIP3 et CMIP5 montrent qu’un consensus sur l’effet du changementclimatique en Afrique de l’Ouest peut être obtenu si l’on ne fait pas de l’ensemble de labande sahélienne une entité homogène et qu’on raisonne à des échelles spatiales inférieures. Lesrésultats révèlent une évolution contrastée entre le centre et l’ouest du Sahel avec, pour le futur(i) une hausse des précipitations au centre s’expliquant surtout par une plus grande convergencedes flux dans les basses couches, ainsi qu’une pénétration plus au nord de la mousson ;(ii) une baisse des précipitations à l’ouest s’expliquant par le renforcement de la circulation detype Walker, du Jet d’Est Africain (JEA) et de la subsidence dans les couches moyennes. Parailleurs, on peut s’attendre à une modification du cycle annuel moyen avec un retrait retardé dela mousson. Ce retard est notamment lié aux apports supplémentaires d’humidité depuis l’Atlantique,dus au renforcement des contrastes thermiques et d’humidité entre océan et continent,mais aussi et surtout aux apports tardifs d’humidité depuis la Méditerranée et au renforcementdes flux de nord en septembre et octobre en direction du Sahel / The fourth IPCC report in 2007 established the synthesis of previously published work onthe effects of climate change on global and regional scales. It shows in particular that no consensuscan be found with regard to the future of rainfall — and atmospheric dynamics- associatedwith region — African monsoon. This dissertation revisits this issue in the light of new dataand using an approach avoiding over-representation of the number of simulations available forone type of model and taking into account the diversity of models and their evolution in time :twenty general circulation models (GCMs) participating in the exercises CMIP3 (twelve GCMs)and CMIP5 (eight GCMs) under the A1B emissions scenario and rcp4.5, respectively. Outputsare analyzed on two 40-year periods, — ‘Present’ (1960-1999) and ‘Future’ (2031-2070) — anddiscussed in terms of likelihood, through an approach allowing us to both quantify differences‘future’ minus ‘present’, measure robustness and statistical significances and associate a probabilitymeasuring the model consensus as a function of scales and variables.Analyzes conducted on CMIP3 and CMIP5 show that consensus on the effect of climatechange in West Africa can be achieved if we do not consider the Sahel as a whole and homogeneousentity but at lower scales. The results show contrasted responses over the centraland western Sahel, with for the future, (i) an increase in precipitation in the central regionexplained primarily by a greater convergence of flow in the lower layers and a most northerlymonsoon penetration over the continent, (ii) a rainfall decrease in the western Sahel explainedby increased Walker-type circulation, African easterly jet and mid-level subsidence. Moreover,we can expect a change in the mean annual cycle of the monsoon season with a delayed withdrawallinked to additional inputs of moisture from the Atlantic due to increasing thermal andmoisture contrasts between ocean and continent but also to a stronger contribution of moisturefluxes in September and October from the Mediterranean into the Sahel

Cette thèse vise à restituer l'histoire de la mousson africaine au cours du Quaternaire, et à en déterminer ses influences sur les variations des apports sédimentaires du Nil et des déserts d’Afrique du nord. Deux sites de la Méditerranée orientale ont alors été étudiés (la carotte MD90-964 dans la partie orientale du bassin Levantin et le Site ODP 964 dans la Mer ionienne). Sur la base des analyses de la minéralogie des argiles, de la granulomètrie, de la teneur en carbonate et Corg couplées à des analyses semi-quantitatives d’éléments majeurs et traces à très haute résolution temporelle par XRF Core Scanner, nous avons restitué l’histoire des apports sédimentaires du Nil, des changements de précipitation en l’Afrique du Nord, et des variations des paleo-crues du Nil au cours des 1,75 derniers millions d'années. Le premier enregistrement de Delta(18)O du foraminifère planctonique G. ruber (carotte MD90-964) de l’ensemble du Quaternaire a été obtenu à très haute résolution temporelle pour la Méditerranée orientale. Le site ODP 964 a permis de restituer la dynamique des apports de poussière saharienne à la mer ionienne durant les 1,5 derniers millions d'années. Les résultats indiquent que les changements dans les apports de sédiments transportés par le Nil et par les vents depuis les domaines sahariens sont fortement influencés par les variations de la mousson africaine. Les alternances glaciaires/interglaciaires et les variations climatiques de la transition climatique mi-Pléistocène (MPT), dans une moindre mesure, influencent également / This thesis is devoted to reconstruct the Quaternary history of African monsoon and its influences on suspended loads of the Nile River and dust production in Sahara. The materials used in this study come from two sites (MD90-964 in the eastern Levantine Basin and ODP Site 964 in the Ionian Sea) in the eastern Mediterranean Sea. Based on clay mineralogy, grain sizes, carbonate and Corg contents, and XRF core scanning analyses of Core MD90-964, we have reconstructed history of the Nile suspended discharges, precipitation in North Africa, and Nile paleoflood events during the last 1.75 Ma. On the basis of the planktonic foraminiferal Delta(18)O record of Core MD90-964, we have established for the first time in the eastern Mediterranean Sea a high-resolution planktonic foraminiferal (G. ruber) Delta(18)O record that penetrates the Quaternary period. The ODP Site 964 allows us to establish the variations of Saharan dust inputs to the eastern Mediterranean Sea during the last 1.5 Ma. Our results indicate that both fluvial sediments from the Nile and Saharan eolian dust inputs to the eastern Mediterranean Sea are greatly influenced by the variability of African monsoon. The glacial/interglacial cycles and other orbital-scale climatic events, such as the “Mid-Pleistocene Transition”, can also affect climate changes in North Africa to a minor extent.

L'océan Pacifique ouest équatorial, zone océanique la plus chaude du globe, est au cœur des cellules de circulation atmosphérique de mousson (méridienne) et de Walker (zonale). Les assemblages des foraminifères planctoniques, leur géochimie et leur morphométrie ainsi que les assemblages de coccolithophoridés nous ont permis de reconstruire la dynamique climatique de cette zone au Pléistocène récent Nous avons développé une nouvelle fonction de transfert non biaisée par la structure des écosystèmes comme dans l'étude CLIMAP. Les températures de surface des derniers 185 ka reconstruites par cette méthode varient entre 27 et 29.5°C, en accord avec les estimations des alcénones. La convection atmosphérique liée à ces températures élevées a donc persisté au cours du Pléistocène récent. Ces températures sont modulées par les cycles orbitaux de précession qui forcent également à cette échelle de temps le balancement de la thermocline des océans Indo-Pacifique, suivant un mécanisme similaire à l'El Niño-Oscillation Australe. A l'échelle du millénaire, la dynamique climatique rapide des cycles de Dansgaard-Oeschger des hautes latitudes est décelée dans les variations d'intensité de la mousson d'hiver Est Asiatique du Pacifique ouest équatorial. Cette mousson est marquée par un cycle de 1500 ans, indépendant du volume global des glaces, donc d'un forcage des hautes latitudes. Un rôle d'amplificateur des changements climatiques rapides est attribué à la dissociation thermale des clathrates de méthane des marges sédimentaires de basses latitudes. En effet, un enregistrement isotopique à haute résolution des isotopes du carbone démontre l'existence de dégazages catastrophiques de ces clathrates de méthane pendant le dernier stade glaciaire.

L'isthme centraméricain se caractérise par un abaissement du relief qui favorise la communication aérologique entre l'Atlantique et le Pacifique. En raison de leur puissance et de la canalisation exercée par le relief, les Anticyclones Mobiles Polaires pénètrent profondément dans la zone tropicale. Le déplacement des AMP et leur ralentissement progressif en direction des Tropiques, la rencontre des continents et de leurs reliefs et les conséquences sur l'écoulement en masse forment des Agglutinations Anticycloniques. Les AMP s'agglutinent et les Lignes de Pulsation deviennent progressivement la circulation d'alizé et/ou mousson. Les flux tropicaux des deux hémisphères météorologiques se rejoignent le long de l'Equateur Météorologique. L'isthme centraméricain constitue un carrefour climatique unique au monde. L'étude des perturbations donne la clé de l'analyse de la dynamique du temps et du climat en Amérique Centrale. L'évolution climatique récente montre une modification du style de circulation générale depuis les années 70.

L'objectif principal de cette thèse est l'étude de l'impact des variations de la mousson sud-est asiatique sur l'enregistrement sédimentaire en mer de Chine du Sud (MCS) au cours des 2 derniers Ma. La fraction terrigène de 3 sites ODP (Leg 184, sites 1144, 1145 et 1146) localisés dans la partie nord de la MCS, a servi de base à une approche pluridisciplinaire alliant sédimentologie, minéralogie et géochimie. L'utilisation combinée de la diffraction des rayons X et de la géochimie isotopique (systèmes Rb/Sr et Sm/Nd) a permis d'identifier les sources du sédiment. Le matériel fin (<2µm), provient majoritairement de la rivière des Perles avec toutefois, lorsque l'intensité de la mousson d'été augmente (cycles de 23ka), des apports importants de smectite se faisant depuis l'arc volcanique de Luzon (3 à 15% de la fraction <2µm). L'étude granulométrique a permis de caractériser la dynamique sédimentaire en individualisant 3 populations granulométriques évoluant différemment au cours du temps et en montrant des augmentations de tailles de grains nettes lors des épisodes glaciaires. Ces variations sont attribuées au remaniement de la plate-forme lors des changements du niveau marin, remettant en question les précédentes hypothèses associant ces variations à des apports éoliens plus important lors de l'augmentation de la mousson d'hiver. Au cours des 2 derniers Ma, l'intensité de la mousson d'été présente trois grandes phases de variations : 2-1,2 Ma : oscillation de faible amplitude en relation avec l'insolation aux hautes latitudes (41ka). 1,2-0,9 Ma : intensification liée au ralentissement de la circulation océanique mondiale et à la fermeture des seuils indonésiens. 0,9-0 Ma : diminution progressive associée au refroidissement global.