Triassic-Jurassic outcrops in Provençal Domain-SE France and Upper Cretaceous Bekhme Formation in Harir-Safin anticlines-NE Iraq are extensively fractured and dolomitized along open spaces in carbonate rocks. Extensive fieldwork, enhanced petrography and geochemistry (trace, REE, major elements, 87Sr/86Sr, δ18OVPDB, δ13CVPDB), and U-Pb datings demonstrate the multi-phase generation of saddle dolomites and blocky calcites formed by the action of deep hot brine fluids, which migrated along fault zones.Petrography and geochemistry revealed three main diagenetic stages in the French Triassic (T)-Jurassic (J) studied outcrops. The first stage is characterized by crystalline replacive dolomites (D1T/ DJ) and medium-sized dolospars (D2T) precipitated in the eogenetic realm from normal seawater and meteoric fluids. The second stage with medium- to coarse-grained saddle dolomites (SD1T/J and SD2T/J) formed under shallow diagenetic realm during Early Cretaceous times, and very coarse-sized zoned and unzoned saddle dolomites (SD3T/J, SD4T/J, and SD5J, SD6J, DrJ) precipitated under deep diagenetic realm (Th between 120 °C and 278 °C) during a Late Cretaceous tectonic activity. Two types of stylolites, extensive fracturing of the carbonates, and breccia/zebra structures, were also formed as a result of the activities of two recognized sub-generations of hydrothermal fluid influxes associated to the second stages. Therefore, they are characterized by a pervasive polyphasic hydrothermal dolomitization that occurred along fractured zones with a wide range of δ18OVPDB and 87Sr/86Sr values. The transition from high (Th between 81 °C and 278 °C; av. = 207 °C) to low (Th between 44 °C and 77 °C; av. = 61 °C) fluid temperatures identifies the third stage of diagenesis. This stage produced the late calcitic cements C1T and C1J with extra-negative oxygen and carbon isotope compositions, and this is related to two different fluids during the uplifting of the studied area in Late Cretaceous-Eocene times. The Triassic dolomites mostly show depleted 87Sr/86Sr values compared to the Jurassic dolomites that have striking higher 87Sr/86Sr values with respect to the marine sea facies. The same lowered radiogenic compositions are measured in the Jurassic calcites (C1J) while the one of the Triassic calcite is higher (C1T). These are probably linked to the pulses of the seafloor hydrothermal activity that lowered the 87Sr/86Sr ratios and to an increase of the continental riverine input during Late Cretaceous and Early Cenozoic.In NE-Iraq, the Bekhme Formation along the Harir-Safin anticlines experienced extensive hot brine fluids that produced several phases of saddle dolomites (SD1, SD2, SD3) and blocky calcite cements (CI, CII). Detailed petrography and geochemical analysis showed that the saddle dolomites and blocky calcites precipitated from deep hydrothermal fluxes (83 °C - 190 °C) and from very saline fluids (up to 25 eq. wt.% NaCl; i.e. 7 times the seawater salinity) that interacted with the crystalline basement rocks during their circulation before invading the Bekhme Formation. Fluid inclusion petrography, fluorescence microscopy and microthermometry revealed two entrapment episodes of oil FIs hosted in the HT cements, i.e. early and late episodes. The early entrapment episode of FIs is linked to the fault-related fractures in the Bekhme Formation and was contemporaneous with the precipitation of the HT cements. The late entrapment episode of FIs is consistent with low saline fluids (0.18 and 2.57 eq. wt.% NaCl) formed under near-surface conditions (13 °C).Shortly after the HT emplacement, an alteration and in situ brecciation of the host limestone and HT saddle dolomites/blocky calcites by alveolar texture led to the formation of two calcrete levels in the dolomitized Bekhme Formation. Extensive fieldwork and geochemistry show repeated occurrence of 2-6 m thick pedogenic levels within the Bekhme carbonates. These levels resulted from a complex interplay between sea level fluctuations and/or tectonic events that produced multiple phases of submergence and emergence during the depositional age of the Bekhme Formation. Consequently, sea level fluctuations and tidal signals are strongly implied.The LA U-Pb dating analysis using small scale isochrones (SSI) method defines the first generation of major HT diagenesis occurring at ~73.8 Ma and predates the calcrete formation (~ 70 Ma) and postdates the early matrix dolomite (~74.8 Ma). Therefore, this diagenetic generation was emplaced in the lowermost part of the Bekhme Formation (75.1 Ma) and was synchronous with the formation of depositional age (Campanian-Early Maastrichtian). The second generation of major HT diagenesis during which a new phase of saddle dolomites/blocky calcites precipitated, spans ages between 8.6 Ma and 30.3 Ma. Within this phase minor phases of HT fluids precipitated similar products (CI = 30.3 Ma - Early Oligocene; CII = 18.7 Ma - Late Miocene; SD2/SD3 = 14.5/8.6 Ma - Late Miocene). Tectonically, the numerical age data (~ 73.8 Ma to 8.6 Ma) is in an acceptable agreement with the two major generations of orogenic folding-faulting systems during the Late Cretaceous and Tertiary interval times and caused by Arabian-Eurasian plates convergence.Samples from the lower calcrete level returned two LA U-Pb ages ~70 Ma and 3.8 Ma corresponding to two horizons within the calcrete, and strongly suggesting that the same calcrete level was twice exposed to subaerial conditions. The earlier exposure was associated with alveolar and other microbial diagenetic features such as dissolution, micritization, cementation…etc. while the second calcrete exposure is associated with laminae, pisolitic, and microstromatolite features during regional uplifting of the area within the Pliocene. In conclusion, a tectonic model is developed for Harir-Safin anticlines, combines fieldwork observations, petrography, geochemistry, and U-Pb numerical age data. The latter method brings new insight into the dating of the fractures/geodes formation and the generation of the HT fluids controlled by tectonics. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

An integrated field, petrography and sedimentological analysis is coupled with major/traceelements and stable isotope (δ13C, δ18O) compositions in order to decipher the paleoenvironments and the diagenetic conditions in the Neoproterozoic SCIc Formation (> 635-575 Ma) in the Niari/Nyanga and Comba areas (Republic of the Congo). The study recognizes seven major carbonate microfacies and paleoenvironements on the basis of mineralogy, bathymetry, energy, salinity and diagenetic process. It allowed to establish a sedimentological model recording a ramp setting with identified proximal and distal sedimentation. The transition between the shallow- and deeper-water environments is highlighted by the development of an extensive oolitic shoal, about 100 km long, a few km wide and up to 75 m-thick. The evolution of the sedimentation through the 22 studied sections allow to propose a sequence stratigraphy analysis with metre- to pluridecametre- thick depositional sequences from the fifth- to third-orders and highlights the effects of diagenesis on the primary signature of these carbonates. Two categories of fifth-order or elementary parasequences (or cycles) are recognized: (i) subtidal cycles, bounded by marine flooding surfaces across which facies deepen; and (ii) peritidal cycles bounded by subaerial exposure surfaces. These cycles are the result of the interplay of relative sea-level changes due to eustatic variations related to periodic extensional tectonic events affecting the whole basin and leading to uplifted phase in the context of a general block faulting system. The cycles, and the parasequence sets (fourth-order) they are included into a Highstand Systems Tract (HST) of a third-order sequence related to the deposition of the SCI Subgroup. The HST developed above the maximum flooding surface linked to both the deglaciation of the Marinoan Snowball Earth event and extensional tectonic events affecting the whole basin. Giant stromatolitic bioherms (stacked on up to 20 m) are topped by ooid shoals (up to 75 meters thick) with intraclasts and reworked grapestones. These shoals initiated the general regressive prograding phase of the HST that ended with evaporitic and karstic conditions at the top of the SCIc Formation. The equivalent stratigraphic unit of the Bas-Congo Basin (DRC) is compared and a sequence stratigraphy correlation between RC and RDC is attempted, despite no paleontologic data are available, and highlighted the role of the2tectonics affecting both basins. The negative δ18O (-10.3 ‰ to -5.1 ‰) and δ13C (-8.8 ‰ to - 1.1 ‰) values (n=288) in the SCIc Formation record a diagenesis in the meteoric and/or burial realms. Different diagenetic phases have been identified from syn-depositional/early diagenesis to shallow burial. In coarse-grained levels, an isopachous calcite rim cement (initially aragonite as suggested by very high Sr levels in these carbonates) occurs around the components while a blocky calcite cement fills the remaining intergranular pores. Hypersaline conditions are attested by euhedral sulfate minerals now calcitized and silicified. The exposure of these carbonates to meteoric waters was not strong enough or too long to favor large dissolutions, allowing preservation of high Sr values (up to 10000 ppm) in the micritic and in the oolitic facies. These high values suggest that the initial mineralogy was dominantly aragonite. A comparison with the Lower Congo (Democratic Republic of the Congo) and Nyanga (Gabon) subbasins in the West Congolian System shows that the meteoric circulation in the lower part of the Schisto-Calcaire Group was regional and not local, and could be due to climatic changlllles during late Neoproterozoic times. Finally, as revealed by their purity in calcium carbonate the oolitic facies is a prime target for the cement industry. The best facies can be recognized very easily in the field thanks to a very intense stylolitization (very tight stylolites, with amplitudes up to 10 cm). At the regional scale, the Niari / Nyanga and Comba basins in the Republic of Congo present the best sedimentary model that is, it is the most complete showing on the field all facies from the microbial 'MISS' facies with giant stromatolites to lagoons and emersion facies with microbial mats, isolated behind a large oolitic shoal which is sometimes interdigitated vertically and horizontally with the giant stromatolites. It is this very complete and detailed succession which made it possible to highlight a phase of tectonic uplift and also made it possible to differentiate the sequences developing directly on the Archean basement from those which overcome the SCIb siltstones. Facies equivalent to Gabon and the Democratic Republic of Congo do not allow to observe all the geometries of these sedimentary bodies. In any case, correlations are possible between these three regions, thanks to the sequential analysis and despite the fact that the δ18O and δ13C have no stratigraphic value, the primary signal having been quite early alter by the meteoric diagenesis. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada et Université de Strasbourg, Strasbourg, France. / La reconstitution des paléo-inlandsis constitue un élément majeur de la compréhension des dynamiques glaciaires puisque leur comportement peut être analogue à celui des inlandsis modernes. L'Inlandsis laurentidien, en Amérique du Nord, était le plus grand inlandsis de l'hémisphère nord au cours du dernier cycle glaciaire. Les effets de sa disparition sur le climat régional et les changements du niveau marin global au cours de la déglaciation sont sans équivoque. Cependant, sa caractérisation est aussi pertinente pour l'étude du climat global en raison du rôle critique que les inlandsis jouent dans les multiples rétroactions gouvernant le système climatique. Il est donc crucial de mieux comprendre les interactions entre les anciens inlandsis et les changements climatiques afin de prédire les taux de fonte des calottes glaciaires actuelles et leur contribution à la hausse du niveau marin global. Toutefois, plusieurs interrogations subsistent concernant l'extension maximale et les patrons de déglaciation de la marge orientale de l'Inlandsis laurentidien au cours de la dernière glaciation ; sa reconstruction demeure parfois controversée et différents modèles ont été proposés. Une chronologie précise des fluctuations glaciaires de ce secteur est déterminante pour établir une reconstruction paléoglaciologique fiable à l'échelle de l'inlandsis. Il est utile de cibler différents secteurs présentant des caractéristiques différentes, telles que la topographie et l'influence des variations eustatiques, afin de préciser leurs effets sur la dynamique de retrait glaciaire. L'acquisition de données géophysiques et géologiques dans le système de fjord-auge glaciaire de Clyde a permis d'identifier des formes glaciaires et des assemblages sédimentaires qui nous renseignent sur l'étendue maximale de l'Inlandsis laurentidien dans le secteur et de définir les facteurs contrôlant son retrait. Nos résultats montrent que, pendant le Dernier maximum glaciaire, la marge de l'Inlandsis laurentidien s'étendait à quelques kilomètres de la limite du plateau continental. Les données bathymétriques révèlent aussi un vaste système de moraines s'étendant le long de la pente continentale au large de l'île de Baffin, indépendamment des glaciers ancrés sur le plateau continental. Ces données démontrent qu'une plate-forme de glace flottante (ice shelf) d'environ 500 mètres d'épaisseur couvrait le nord de la Baie de Baffin au cours du dernier épisode glaciaire. L'importance glaciologique des plates-formes de glace est relativement bien établie pour la stabilité des inlandsis modernes. En comparaison, les anciennes platesformes de glace flottantes de l'Arctique sont peu documentées et leur rôle dans la stabilité des anciens inlandsis reste peu connu. L'existence d'une plate-forme de glace flottante dans la baie de Baffin au cours du dernier épisode glaciaire avait auparavant été suggérée et débattue, mais cette hypothèse était restée peu concluante en raison de l'absence de données convaincantes. Nos résultats démontrent que cette plate-forme de glace flottante a eu un impact important sur la stabilité de nombreux courants de glace qui drainaient l'intérieur des inlandsis laurentidien, innuitien et groenlandais. Sa disparition a probablement conduit à la déstabilisation et à la réorganisation des flux de glace tributaires de ces trois inlandsis. La déglaciation de l'auge de Clyde a quant à elle été marquée par la désintégration initiale du front glaciaire il y a 16 500 ans, suivie d'un lent retrait et de stabilisations qui ont conduit au dépôt de moraines de récession mineures et de lignes d'ancrage majeures, à l'origine de prismes de zone d'ancrage (grounding-zone wedge - GZW), moraines terminales et bancs morainiques. Le retrait de la marge glaciaire à l'intérieur du fjord a quant à lui été plus rapide, mais tout de même marqué par de nombreuses stabilisations intermédiaires. Nos résultats ont permis de démontrer que les stabilisations majeures observées dans le système fjord-auge glaciaire de Clyde coïncident avec des événements de refroidissement climatique important, tels que le Dryas récent (12 900-11 700 ans BP) et les intervalles de chute abrupte de la température enregistrés au début de l'Holocène (11 700-8200 ans BP). La bathymétrie et la hausse du niveau marin global ont pour leur part influencé les taux de retrait, qui sont plus élevés en périodes de hausse marquée du niveau marin et lorsque le front glaciaire se retire dans de plus importantes profondeurs d'eau. Les lignes d'ancrage observées aux endroits où il y a des hauts bathymétriques et des rétrécissements de la largeur du fjord indiquent également que la position des stabilisations de la marge glaciaire a été influencé par la topographie. La reconstruction de la déglaciation du système fjord-auge glaciaire de Clyde permet de définir un modèle qui peut être applicable à des systèmes similaires du nord-est de l'île de Baffin, en particulier sur le plateau continental où des lacunes chronologiques subsistent. L'identification de systèmes morainiques et la datation par exposition des nucléides cosmogéniques ont permis d'analyser le retrait de la marge glaciaire dans l'est du Québec-Labrador. Nos résultats révèlent que l'Inlandsis laurentidien s'est déconnecté de la calotte glaciaire de Terre-Neuve il y a environ 14 000 ans. Les échantillons prélevés sur les blocs morainiques indiquent également la présence de cinq stades majeurs de stabilisation et/ou de réavancé de la marge de l'Inlandsis laurentidien il y a ~12 900, ~11 500, ~10 300, ~9300 et ~8400-8200 ans. L'âge de ces stabilisations glaciaires révèlent une forte sensibilité du dôme du Québec-Labrador aux changements de températures dans l'hémisphère nord, coïncidant avec les refroidissements brusques enregistrés dans les carottes de glace du Groenland. Ces observations soutiennent l'idée d'un mécanisme de rétroaction négative induit par les forçages d'eau de fonte dans l'océan Atlantique Nord qui, à son tour, a provoqué des inversions des températures pendant le Dryas récent et au début de l'Holocène. Enfin, l'analyse de la morphostratigraphie de la vallée inférieure de la rivière Churchill démontre qu'elle est caractérisée par une succession sédimentaire déposée en régression forcée induit par le rebond glacio-isostatique et la baisse du niveau matin relatif, allant des sédiments de contact glaciaire aux assemblages côtiers tardi- à post-glaciaires. Nos résultats révèlent que la déglaciation, à partir d'environ 8400 ans, a contribué au remplissage initial de la vallée inférieure de la rivière Churchill par des sédiments deltaïques proglaciaires. L'incision fluviale a commencé il y a environ 7600 ans lorsque le système a été déconnecté de sa source de sédiments à la suite du retrait de la marge glaciaire hors du bassin versant de la rivière Churchill, au-delà du lac Winokapau. Cette évolution a mené au profil en escalier de la progradation deltaïque. Des terrasses fluviales se sont ensuite développées à intervalles irréguliers au cours de l'Holocène, enregistrant la chute rapide du niveau marin relatif. Des datations par luminescence stimulé optiquement et radiocarbones ont permis de dater la formation de terrasses à ~6700 (50 m), ~5300 (33 m), ~3700 (16 m) et ~3000 ans (10 m). Nos résultats permettent de mieux comprendre le retrait de la marge glaciaire à travers le bassin versant, ainsi que l'interaction entre les apports sédimentaires, le rebond glacio-isostatique et les environnements de dépôt. L'ensemble des résultats présentés dans cette thèse permet une couverture temporelle quasi intégrale de la dernière déglaciation pour la partie orientale de l'Inlandsis laurentidien, depuis sa couverture maximale et le retrait initial de la plate-forme de glace flottante au large de Clyde Inlet jusqu'à sa désintégration terrestre enregistrée par le système fluvio-deltaïque de la rivière Churchill à l'Holocène. Ils permettent aussi de préciser l'historique glaciaire de deux secteurs présentant des différences physiographiques et géographiques importantes et, ainsi, de discuter dans le chapitre de conclusion de l'influence relative de facteurs externes aux inlandsis (forçages climatiques ; rôle des topographies héritées ; changements du niveau marin global) sur les dynamiques de déglaciation et leur archives morphostratigraphiques.

Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada et Université de Strasbourg, Strasbourg, France. / La reconstitution des paléo-inlandsis constitue un élément majeur de la compréhension des dynamiques glaciaires puisque leur comportement peut être analogue à celui des inlandsis modernes. L'Inlandsis laurentidien, en Amérique du Nord, était le plus grand inlandsis de l'hémisphère nord au cours du dernier cycle glaciaire. Les effets de sa disparition sur le climat régional et les changements du niveau marin global au cours de la déglaciation sont sans équivoque. Cependant, sa caractérisation est aussi pertinente pour l'étude du climat global en raison du rôle critique que les inlandsis jouent dans les multiples rétroactions gouvernant le système climatique. Il est donc crucial de mieux comprendre les interactions entre les anciens inlandsis et les changements climatiques afin de prédire les taux de fonte des calottes glaciaires actuelles et leur contribution à la hausse du niveau marin global. Toutefois, plusieurs interrogations subsistent concernant l'extension maximale et les patrons de déglaciation de la marge orientale de l'Inlandsis laurentidien au cours de la dernière glaciation ; sa reconstruction demeure parfois controversée et différents modèles ont été proposés. Une chronologie précise des fluctuations glaciaires de ce secteur est déterminante pour établir une reconstruction paléoglaciologique fiable à l'échelle de l'inlandsis. Il est utile de cibler différents secteurs présentant des caractéristiques différentes, telles que la topographie et l'influence des variations eustatiques, afin de préciser leurs effets sur la dynamique de retrait glaciaire. L'acquisition de données géophysiques et géologiques dans le système de fjord-auge glaciaire de Clyde a permis d'identifier des formes glaciaires et des assemblages sédimentaires qui nous renseignent sur l'étendue maximale de l'Inlandsis laurentidien dans le secteur et de définir les facteurs contrôlant son retrait. Nos résultats montrent que, pendant le Dernier maximum glaciaire, la marge de l'Inlandsis laurentidien s'étendait à quelques kilomètres de la limite du plateau continental. Les données bathymétriques révèlent aussi un vaste système de moraines s'étendant le long de la pente continentale au large de l'île de Baffin, indépendamment des glaciers ancrés sur le plateau continental. Ces données démontrent qu'une plate-forme de glace flottante (ice shelf) d'environ 500 mètres d'épaisseur couvrait le nord de la Baie de Baffin au cours du dernier épisode glaciaire. L'importance glaciologique des plates-formes de glace est relativement bien établie pour la stabilité des inlandsis modernes. En comparaison, les anciennes platesformes de glace flottantes de l'Arctique sont peu documentées et leur rôle dans la stabilité des anciens inlandsis reste peu connu. L'existence d'une plate-forme de glace flottante dans la baie de Baffin au cours du dernier épisode glaciaire avait auparavant été suggérée et débattue, mais cette hypothèse était restée peu concluante en raison de l'absence de données convaincantes. Nos résultats démontrent que cette plate-forme de glace flottante a eu un impact important sur la stabilité de nombreux courants de glace qui drainaient l'intérieur des inlandsis laurentidien, innuitien et groenlandais. Sa disparition a probablement conduit à la déstabilisation et à la réorganisation des flux de glace tributaires de ces trois inlandsis. La déglaciation de l'auge de Clyde a quant à elle été marquée par la désintégration initiale du front glaciaire il y a 16 500 ans, suivie d'un lent retrait et de stabilisations qui ont conduit au dépôt de moraines de récession mineures et de lignes d'ancrage majeures, à l'origine de prismes de zone d'ancrage (grounding-zone wedge - GZW), moraines terminales et bancs morainiques. Le retrait de la marge glaciaire à l'intérieur du fjord a quant à lui été plus rapide, mais tout de même marqué par de nombreuses stabilisations intermédiaires. Nos résultats ont permis de démontrer que les stabilisations majeures observées dans le système fjord-auge glaciaire de Clyde coïncident avec des événements de refroidissement climatique important, tels que le Dryas récent (12 900-11 700 ans BP) et les intervalles de chute abrupte de la température enregistrés au début de l'Holocène (11 700-8200 ans BP). La bathymétrie et la hausse du niveau marin global ont pour leur part influencé les taux de retrait, qui sont plus élevés en périodes de hausse marquée du niveau marin et lorsque le front glaciaire se retire dans de plus importantes profondeurs d'eau. Les lignes d'ancrage observées aux endroits où il y a des hauts bathymétriques et des rétrécissements de la largeur du fjord indiquent également que la position des stabilisations de la marge glaciaire a été influencé par la topographie. La reconstruction de la déglaciation du système fjord-auge glaciaire de Clyde permet de définir un modèle qui peut être applicable à des systèmes similaires du nord-est de l'île de Baffin, en particulier sur le plateau continental où des lacunes chronologiques subsistent. L'identification de systèmes morainiques et la datation par exposition des nucléides cosmogéniques ont permis d'analyser le retrait de la marge glaciaire dans l'est du Québec-Labrador. Nos résultats révèlent que l'Inlandsis laurentidien s'est déconnecté de la calotte glaciaire de Terre-Neuve il y a environ 14 000 ans. Les échantillons prélevés sur les blocs morainiques indiquent également la présence de cinq stades majeurs de stabilisation et/ou de réavancé de la marge de l'Inlandsis laurentidien il y a ~12 900, ~11 500, ~10 300, ~9300 et ~8400-8200 ans. L'âge de ces stabilisations glaciaires révèlent une forte sensibilité du dôme du Québec-Labrador aux changements de températures dans l'hémisphère nord, coïncidant avec les refroidissements brusques enregistrés dans les carottes de glace du Groenland. Ces observations soutiennent l'idée d'un mécanisme de rétroaction négative induit par les forçages d'eau de fonte dans l'océan Atlantique Nord qui, à son tour, a provoqué des inversions des températures pendant le Dryas récent et au début de l'Holocène. Enfin, l'analyse de la morphostratigraphie de la vallée inférieure de la rivière Churchill démontre qu'elle est caractérisée par une succession sédimentaire déposée en régression forcée induit par le rebond glacio-isostatique et la baisse du niveau matin relatif, allant des sédiments de contact glaciaire aux assemblages côtiers tardi- à post-glaciaires. Nos résultats révèlent que la déglaciation, à partir d'environ 8400 ans, a contribué au remplissage initial de la vallée inférieure de la rivière Churchill par des sédiments deltaïques proglaciaires. L'incision fluviale a commencé il y a environ 7600 ans lorsque le système a été déconnecté de sa source de sédiments à la suite du retrait de la marge glaciaire hors du bassin versant de la rivière Churchill, au-delà du lac Winokapau. Cette évolution a mené au profil en escalier de la progradation deltaïque. Des terrasses fluviales se sont ensuite développées à intervalles irréguliers au cours de l'Holocène, enregistrant la chute rapide du niveau marin relatif. Des datations par luminescence stimulé optiquement et radiocarbones ont permis de dater la formation de terrasses à ~6700 (50 m), ~5300 (33 m), ~3700 (16 m) et ~3000 ans (10 m). Nos résultats permettent de mieux comprendre le retrait de la marge glaciaire à travers le bassin versant, ainsi que l'interaction entre les apports sédimentaires, le rebond glacio-isostatique et les environnements de dépôt. L'ensemble des résultats présentés dans cette thèse permet une couverture temporelle quasi intégrale de la dernière déglaciation pour la partie orientale de l'Inlandsis laurentidien, depuis sa couverture maximale et le retrait initial de la plate-forme de glace flottante au large de Clyde Inlet jusqu'à sa désintégration terrestre enregistrée par le système fluvio-deltaïque de la rivière Churchill à l'Holocène. Ils permettent aussi de préciser l'historique glaciaire de deux secteurs présentant des différences physiographiques et géographiques importantes et, ainsi, de discuter dans le chapitre de conclusion de l'influence relative de facteurs externes aux inlandsis (forçages climatiques ; rôle des topographies héritées ; changements du niveau marin global) sur les dynamiques de déglaciation et leur archives morphostratigraphiques.

Ce mémoire se compose d'un document de synthèse et de 4 articles publiés dans des revues internationales ; il comporte 5 chapitres dont 4 fondamentaux.<br />Le chapitre 1, intitulé « Aspects géométriques de l'Analyse en Composantes Principales », est essentiellement consacré aux techniques actuellement populaires d'analyse des données fonctionnelles. <br />La première section est consacrée à l'analyse dans l'espace des fréquences d'un signal multidimensionnel, re-codé par sa transformée de Fourier discrète, puis soumis à une Analyse en composantes principale (ACP). On montre l'intérêt de cette méthode pour filtrer des signaux non-stationnaires, dans les domaines de l'acoustique sous-marine et de l'analyse d'images.<br />Dans la deuxième section, on introduit un point de vue géométrique, au sens où « les propriétés géométriques sont caractérisées par leur invariance par rapport à un groupe de transformations » (K. Klein). Cela nous permet d'introduire l'ACP invariante sous l'action d'un groupe d'isométries (translations, p.ex.), qui montre son efficacité pour le traitement de données acoustiques.<br />Le chapitre 2, intitulé « Une petite théorie statistique de la rareté » est directement associé aux préoccupations des écologues. Il est motivé par les difficultés rencontrées lors de l'utilisation de méthodes factorielles dans le contexte d'études de longues séries d'observations d'espèces benthiques. C'est autour d'un l'article joint, intitulé : Methods for selecting dominant species in ecological series. Application to marine macrobenthic communities from the english channel que s'articule le discours. Il est bien connu que les méthodes classiques d'Analyse en Composantes Principales et des Correspondances portant sur des tableaux d'effectifs sont très sensibles à la faible importance de nombreux effectifs observés. L'auteur consacre une partie de ce chapitre à des définitions précises de la rareté, afin de pouvoir séparer ce qui est rare de ce qui est commun ou dominant. Cela permet de simplifier l'interprétation de l'ACP de longues séries d'observations, en supprimant les espèces rares. On propose une méthode automatique de sélection des espèces pour l'ACP, mais aussi des test portant sur la rareté globale (c'est-à-dire dans tous les relevés) des espèces recensées.<br /> <br />Le chapitre 3 est intitulé « Analyse en composantes principales de mesures absolument continues: applications en sédimentologie et en écologie ». On y présente des résultats statistiques théoriques obtenus dans deux articles (joints) publiés récemment, et illustrés par des applications à l'écologie et la sédimentologie. <br /> Il s'agit d'abord, dans un premier article intitulé The use of regularization methods in computing Radon-Nikodym derivatives. Application to grain-size distributions, de résoudre un problème d'approximation de densités pour résoudre un problème de sédimentologie. Dans le second article, intitulé Principal components analysis of measures, with special emphasis on grain-size curves, on propose une méthodologie originale pour réaliser des ACP de granulométries, utilisant le cadre fonctionnel mis en place dans l'article précédent. Ce travail est illustré par l'élaboration de plusieurs cartographies sédimentaires de l'étang de Berre, en fonction de la mesure de référence choisie.<br /> <br />Comme l'indique son titre : « La turbulence et le plancton », le chapitre 4 met en relation l'Ecologie et l'Océanographie Physique. Au cœur de ce chapitre se trouve le « paradoxe du plancton » : pourquoi y a-t-il une telle biodiversité dans les océans, alors qu'il s'y trouve si peu de ressources ' Pour certains chercheurs, l'explication de ce paradoxe réside dans la turbulence, qui favoriserait l'apport de nutriments aux cellules phytoplanctoniques. Afin de valider numériquement un modèle de croissance du phytoplancton basé sur cette hypothèse et incorporant la turbulence, il est nécessaire de simuler celle-ci. Nous proposons de la modéliser par une puissance d'un processus stochastique à longue portée. Afin d'estimer le principal paramètre de ce processus (son exposant de Hurst) à partir de données disponibles, nous avons proposé des améliorations méthodologiques, qui on fait l'objet d'un article joint: Application of resampling and linear spline methods to spectral and dispersional analyses of long-memory processes. Les améliorations attendues sont testées sur des données simulées et sur les données classiques de l'historique du niveau d'eau du Nil, ainsi que sur la chronique de l'Oscillation Nord-Atlantique (NAO).

Cette étude est localisée le long de la c6te soudanaise du rift de la Mer Rouge, entre 17 et 20° de latitude nord. Une monographie géomorphologique décrit les appareils fluviatiles avec leur bassin versant et leur delta . La sédimentologie permet de reconstituer l 'histoire sédimentaire et tectonique de cette région au Plio-Quaternaire et de restituer la paléogéographie des deltas. L ' étude hydrogéologique - quantitative et qualitative - précise les possibilités d ' exploitation des nappes et indique les mesures de protection à observer.

La première partie de ce ttravail est une description stratigraphique détaillée des niveaux de la limite jurassico-crétacé dans les régions étudiées. Leur extension dans le temps, variable selon les régions, peut aller du Kiméridgien jusqu 'à l'Albien . En cinq chapitres, sont étudiés successive ment : les massifs subalpins septentrionaux et la région de Berrias, le Jura et la Bresse, la Provence et les Alpes-Maritimes , les Grands-Causses et la Séranne. La deuxième partie, composée de deux chapitres, est consacrée à l'étude systématique des microorganismes et des sédiments.

Ce travail décrit les formations rencontrées et les a cartographiés.

La chaîne himalayenne est influencée par le climat global et régional et joue un rôle de barrière orographique pour les circulations atmosphériques. Son évolution tectonique et la mousson asiatique qui l’affecte en font un laboratoire idéal pour les études du lien entre la tectonique, le climat et l’érosion et leurs implications pour l’altération. Des variations latérales de taux d’exhumation ont été documentées et des études paléoclimatiques ont été réalisées dans les parties centrale et occidentale de la chaîne, mais l’initiation, l’évolution et les caractéristiques de la mousson sont encore débattues. Les intensités et les taux d’altération engendrés ont été peu étudiés, surtout dans la partie orientale de l’Himalaya.Cette thèse se focalise sur les variations latérales d’Ouest en Est de l’altération, de la végétation (évolution C3/C4) et du climat, le long de l’Himalaya depuis le Miocène à partir de l’enregistrement sédimentaire du bassin d‘avant-pays. Les données apportent des nouvelles avancées pour la compréhension de l’évolution de la mousson asiatique. Pour ce travail, j’ai étudié trois coupes pré-Siwalik et Siwalik dans l’ouest de la chaîne (les coupes Joginder Nagar, Jawalamukhi et Haripur Kolar à Himachal Pradesh, Inde), qui documentent un enregistrement sédimentaire de 20 Ma, et une coupe dans l’est (la coupe de la Kameng à Arunachal Pradesh), qui quant à elle documente 13 Ma.Les isotopes stable du carbone de la matière organique ont été utilisés pour reconstruire des changements de la végétation C3 à C4 et montrent des variations importantes entre l’ouest et l’est de la chaîne, avec une augmentation brutale des valeurs dans l’ouest à ~7 Ma, ce qui indique un changement de végétation des plantes C3 à C4. Au contraire, aucune variation n’est notée dans l’est, ce qui indique que la partie orientale caractérisée par une végétation C3 ne subit pas de changement majeur de végétation. Les variations indiquent un « asséchement » du climat et notamment une plus grande saisonnalité dans la partie occidentale de la paléoplaine. La partie orientale reste trop humide pour une évolution vers une végétation en C4, sans doute à cause de la proximité de source d’humidité du Golfe du Bengale.Le long de la coupe orientale de la Kameng, il a été nécessaire d’étudier les changements de provenance et la diagenèse, pour les éliminer, avant de reconstruire les paléo-régimes d’altération. L’analyse des minéraux lourds a permis de repérer les changements de source et de montrer que seule la partie basse de la coupe a été influencée par la diagenèse. L’évolution de la minéralogie des argiles et des éléments majeurs montre que l’altération augmente avec le temps avec une période remarquable à ~8 Ma.La compilation des trois coupes occidentales représente l’enregistrement le plus long du bassin d’avant-pays himalayen avec une durée de 20 Ma. L’évolution des argiles montre une tendance similaire entre les parties occidentale et l’orientale du bassin d’avant-pays, impliquant l’évolution vers un climat plus saisonnier à partir de ~8 Ma. Les éléments majeurs indiquent une augmentation du taux d’altération avec le temps, la partie occidentale étant généralement plus altérée que la partie orientale. Les résultats des éléments majeurs et des argiles sont cohérents avec les interprétations des isotopes stables du carbone, qui indiquent un climat plus saisonnier dans l’ouest.Enfin, une nouvelle approche permettant de reconstruire les taux d’altération à partir de la composition isotopique du lithium a été testée pour la première fois dans les sédiments miocènes du bassin d’avant-pays. Les résultats montrent à nouveau un changement dans l’ouest de la chaîne, où les valeurs isotopiques deviennent plus positives avec le temps, alors que les valeurs dans l’est restent stables. Dans l’ouest, le facteur limitant du système limitant devient l’altération, alors que dans l’est le facteur limitant est l’apport. / The Himalaya orogen has major impact on global and regional climate and acts as an orographic barrier for atmospheric circulations. The interplay of the Asian monsoon system and the tectonic evolution of the mountain belt make it an ideal laboratory to study interactions between tectonics, climate and erosion, and its implications on weathering and atmospheric CO2 drawdown. Lateral variations in exhumation rates have been observed and studies on paleoclimate have been conducted in the central and western Himalaya, but the onset, the evolution and the characteristics of the monsoonal climate are still debated. Paleo weathering rates and intensities are challenging to reconstruct and remain poorly studied, especially in the eastern part of the orogen.This thesis focuses on lateral variations in climate, weathering and vegetation along the Himalayan mountain range, on weathering regimes in the eastern Himalaya since Miocene times, and on the implications for the evolution of the Asian monsoon. The foreland basin sediments of the pre-Siwalik and Siwalik Groups contain a record of tectonics and paleoclimate. The approach focuses on a direct west-east comparison; we therefore sampled three previously dated sedimentary sections in the western Himalaya, namely the Joginder Nagar, Jawalamukhi and Haripur Kolar, which combine into a timespan of 20 Ma, and the Kameng river section in the east, which spans over the last 13 Ma.Stable carbon isotopes on organic matter are used to reconstruct changes in vegetation. Stable carbon isotopes show important lateral variations, with a change toward more positive values in the west at ~7 Ma and in contrast no change in the east, indicating a change in vegetation from C3 to C4 plant in the west but not in the east. These variations implicate a change towards a dryer and more seasonal climate in the western Himalaya, whereas the climate in the eastern part remained too humid for C4 plants to evolve, due to its proximity to moisture source (Bay of Bengal).In order to reconstruct paleo weathering regimes by analyzing foreland basin sediments, it is important to take into account changes in provenance and possible influences of burial diagenesis. Results of heavy-mineral and petrographic analyses of the Kameng section provide better insight into diagenesis and provenance, showing that the older part of the Kameng section is influenced by diagenesis. Changes in provenance do not correlate with changes in clay mineralogy and major elements, which are therefore indicating an overall increase in weathering over time, with a remarkable change at ~8 Ma.The compilation of the three sections in the west represent one of the longest sedimentary records in the Himalayas, spanning over 20 Ma. Clay minerals show similar trends in the west and the east, indicating the development of a more seasonal climate starting at ~8 Ma. Major elements show a trend toward stronger weathering over time in the west and the east, but the western Himalaya are generally more weathered than in the east, which is consistent with the interpretation of the stable carbon isotope data, suggesting the climate to be more humid in the east. More runoff and erosion inhibit extensive weathering of the sediments, whereas dry sea sons with little runoff allow sediments to weather.Lithium isotopic compositions were measured on bulk sediments as a new approach to reconstruct chemical weathering rates, applied for the first time on Siwalik sediments. Results show a change in weathering intensity in the west, where lithium isotopic values become more positive over time, whereas, they stay relatively constant in the east. More positive values in the west, suggest that the system becomes more weathering-limited and more incongruent.

La stratigraphie et la tectonique du Dôme de Barrot étant déjà bien connues (Voir "Historique'') et le B. R. G. H .. ayant commencé l ' étude des indices cuprifères des points de vue gitologique et géochimique, il paraissait surtout nécessaire de complèter ces dernières recherches dans les directions sédimentologiques et géochimiques. En effet si la minéralisation apparaissait bien "calée" du point de vue stratigraphique et si le rôle de la tectonique avait été relativement bien cerné (J. Vernet 1958) , il paraissait nécessaire d'en dégager les contrôles sédimentologiques et géochimiques. La base de notre travail a donc consisté à lever en grand détail 16 coupes lithostratigraphiques réparties tout autour du Dôme, à mettre en oeuvre les diverses techniques sédimentologiques sur les divers faciès rencontrés et à effectuer des dosages de certains éléments. Ainsi 140 échantillons ont fait l'objet de dosages de Al203 ; Cao; K2O ; Na2O ; Fe2o3 ; MgO; Cu ; Zn dont les teneurs ou les valeurs de rapport seront corrolées avec celles en cuivre.