Aujourd'hui une augmentation de l'intensité des extrêmes hydrologiques est attendue avec le réchauffement global. Cependant le manque d'observations des phénomènes torrentiels et de mesures directes des précipitations en altitude sur le temps long ne permet pas d'étayer cette théorie. Les archives naturelles lacustres, par leur capacité à enregistrer l'évolution passée de l'activité torrentielle, offrent l'opportunité de combler ce manque. L'objectif de la thèse est de reconstituer l'évolution de la fréquence et de l'intensité des crues passées, à partir de l'étude de séquences sédimentaires de lacs d'altitude des Alpes Françaises. Afin d'être en mesure d'évaluer le rôle de la température sur l'activité torrentielle, notre étude se focalise sur le dernier millénaire qui a connu des périodes climatiques contrastées ; période chaude de l'Optimum Médiéval (OM), période froide du Petit Age Glaciaire (PAG) et réchauffement global actuel. Les sites d'étude ont été sélectionnés selon un transect nord-sud pour évaluer la variabilité régionale de l'activité torrentielle en réponse aux changements climatiques. Ce travail repose sur des analyses sédimentologiques et géochimiques à haute résolution qui ont permis i) de identifier les dépôts de crue, ii) de les distinguer de dépôts similaires issus de remaniements gravitaires et iii) de déterminer un marqueur fiable de l'intensité des événements. D'autre part plusieurs méthodes de datation ont été combinées dans l'objectif de diminuer les incertitudes des modèles d'âge. La fréquence de crue à l'échelle pluri-séculaire apparaît en augmentation sur l'ensemble des Alpes Françaises au cours de la période froide du PAG. Cependant à l'échelle pluri-décennale la fréquence de crue évolue différemment entre le Nord et le Sud des Alpes. Les maxima de fréquence apparaissent au cours de périodes chaudes dans les Alpes du Nord, alors que les maxima dans les Alpes du Sud semblent correspondre à des phases négatives de l'Oscillation Nord-Atlantique. De plus les événements de crue extrême se produisent au cours des périodes les plus chaudes dans les Alpes du Nord alors qu'ils apparaissent au cours du PAG dans les Alpes du Sud. Ces résultats suggèrent donc une régionalisation des effets du réchauffement global sur les crues extrêmes et les précipitations intenses.

À l'intérieur de l'ensemble jurassien, des accidents verticaux décrochants sénestres recoupent les structures géologiques. Au niveau du Jura méridional, ces failles, du nord au sud, du Vuache, de Culoz et du Col du Chat, affectent une couverture sédimentaire mésozoïque déformée de 2 à 3 km d'épaisseur, et peut être le socle. Elles sont marquées par l'existence d'une sismicité très superficielle. Le premier objectif de cette thèse est d'obtenir de nouvelles informations sur la cinématique quaternaire de ces failles. Le second objectif est de répondre aux interrogations sur la géométrie et l'enracinement des structures du Jura méridional. Pour répondre à ces questions, j'ai réalisé une étude pluridisciplinaire alliant géophysique de subsurface (tomographie électrique), sismique lacustre haute résolution, déploiement d'un réseau sismologique dédié à la détection des séismes de très faible magnitude, analyse de profils sismiques pétroliers retraités et géologie de terrain (étude de la structure et des déformations des dépôts quaternaires). Nous avons ainsi pu, établir que ces failles sont actives au Quaternaire. La faille du Vuache s'enracine dans le socle, présente une sismicité historique et instrumentale bien documentée, et affecte dans sa partie sud les sédiments quaternaires comme montré par des profils de résistivité électrique et les profils sismiques haute résolution imageant le remplissage lacustre du lac d'Annecy. La faille de Culoz présente une sismicité historique et instrumentale soulignant son enracinement dans le socle. À terre, les profils de résistivité électrique illustrent son activité quaternaire. Dans le lac du Bourget, la faille de Culoz présente une structure en fleur en profondeur tandis que vers la surface, dans les sédiments tardi-glaciaire à Holocène, nous avons pu mettre en évidence des fractures de type Riedel. L'observation à terre, de sédiments quaternaires anciens faillés confirme son activité. La faille du Col du Chat affecte le remplissage post-Würm du lac du Bourget et semble associée à une sismicité profonde. Les trois failles étudiées montrent une continuité géométrique entre le socle cristallin et la couverture. Il semble donc qu'actuellement la déformation du Jura implique le socle. On peut donc reprendre l'hypothèse tirée de l'analyse du profil ECORS, que la déformation la plus récente du Jura est une déformation hors séquence impliquant un chevauchement de socle sous la haute chaîne du Jura réutilisant probablement une faille bordière d'un bassin carbonifère. Ce chevauchement crustal serait alors la principale source potentielle de séismes de forte magnitude de la région. Grâce aux différentes méthodes mises en œuvre, les longueurs et la profondeur d'enracinement des failles ont été déterminées. Pour les trois failles étudiées une estimation de la magnitude de moment possible a été réalisée ainsi, un séisme de magnitude Mw de 6.2 à 7.2 est possible sur la faille du Vuache, sur la faille de Culoz un séisme de 6.4 à 6.7 peut survenir, tandis que sur la faille du Col du Chat un séisme de magnitude Mw 5.4 à 6.1 est envisageable. Les décrochements étudiés présentent des vitesses de glissement de l'ordre du dixième de millimètre par an. Aux vues des contraintes in situ mesurées dans le Jura méridional, le moteur de la déformation de ces failles ne peut pas être expliqué par la seule rotation de la plaque Adria par rapport à l'Eurasie. Il faut donc, à côté de cette rotation, imaginer un moteur de déformation lié à la chaîne elle–même. Ce moteur pourrait être la déflexuration de la plaque suite aux transferts de masse consécutifs à la déglaciation (transfert de masse de la glace et des produits d'érosion suite aux glaciations) et un détachement de la lithosphère subduite induisant une surrection de la partie axiale de la chaîne et une compression horizontale dans les parties externes. / Inside the Jura Mountains, left-lateral strike-slip faults intersect the geological structures. In its southern part, these faults, from north to south, the Vuache fault, the Culoz fault and the Col du Chat fault, affect a Mesozoic sedimentary coverage distorted of 2 to 3 km thick and may be the basement. This deformation is marked by the existence of a very shallow seismicity.The first major aim of this thesis is to obtain new information about the kinematic of Quaternary faults of the southern Jura. The second aim is to answer to questions about the geometry and the rooting of the structures.To answer these questions, I realized a multidisciplinary study combining subsurface geophysical (electrical resistivity tomography), lacustrine high resolution seismic, the deployment of a seismic network dedicated to the detection of very low magnitude earthquakes, analysis of reprocessed industrial seismic profiles, and field geology (the study of the structure and deformation of Quaternary deposits). We were able to establish that these faults are active in the Quaternary.The Vuache fault is rooted in the basement, has a well-documented historical and instrumental seismicity, and affects in its southern part Quaternary sediments as shown by electrical resistivity profiles and high resolution seismic profiles illustrating the infill of Annecy Lake.The Culoz fault presents a historical and instrumental seismicity emphasizing its roots in the basement. On land, the electrical resistivity profiles illustrate the quaternary activity, in Lake Le Bourget, the fault Culoz presents at depth a flower structure while to the surface in superficial sediments, we could highlight Riedel fractures. On land, the observation of old faulted Quaternary sediments confirms its activity.The Col du Chat fault affects post-Würm filling of Lake Bourget, and seems to be associated with a deep seismicity.The three studied faults, Vuache, Culoz and Col du Chat are faults showing geometric continuity between the crystalline basement and cover. These faults were considered as transfer faults in the Jura, which was itself considered as a chain formed without the involvement of the basement. So, it seems that at present the deformation of Jura involves the basement. We can then follow the hypothesis, that as shown by the analysis of ECORS profile, that the latest strain of the Jura is an out of sequence deformation involving a basement thrust bellow the High Jura chain probably reusing boundary faults of a Carboniferous basin. This basement thrust would be the main potential source of high magnitude earthquakes in the region.Through these methods, lengths and rooting depth faults were determined. For the three faults studied an estimate of the possible moment magnitude was achieved, a Mw earthquake of 6.2 to 7.2 is possible on the Vuache fault, on the Culoz fault an earthquake of 6.4 to 6.7 can occur while as the Col du Chat fault an earthquake of magnitude Mw 5.4 to 6.1 is possible.The studied strike-slip faults have a sliding rate about tenth of a millimeter per year. In view of the in situ stresses measured in the southern Jura, the driving-force of the deformation on these faults cannot be explained only by the rotation of the Adria plate relative to Eurasia. It is therefore possible that present-day deformation is due to this rotation but also to a driving force linked to the chain itself. This driving-force could be the deflexuration of the plate following mass transfer's deglaciation and a slab break-off inducing the current uplift of the axial part of the Alps and a horizontal stress in the external parts of the chain.

Depuis la fin de la dernière période glaciaire, chaque région du globe a connu une évolution du niveau marin relatif - ou niveau marin « ressenti » - qui lui est propre, principalement conditionnée par la conjonction de la remontée globale « eustatique » du niveau marin et des dynamiques isostatiques, responsables des mouvements verticaux de la surface terrestre. Ces derniers, encore en cours aujourd’hui, jouent un rôle majeur dans l’augmentation actuelle du niveau marin. Malgré d’importants travaux menés au Royaume-Uni au cours des dernières décennies, la connaissance de l’évolution du niveau marin relatif holocène et des dynamiques isostatiques sur la façade Atlantique ouest-européenne demeure largement imparfaite, notamment en ce qui concerne les côtes françaises. De par sa position géographique, le Finistère se pose comme un jalon idéal afin de renforcer les connaissances dans ce domaine. A ce titre, cette thèse a eu pour principaux objectifs d’obtenir une courbe fiable de remontée du niveau marin relatif holocène pour le Finistère et d’évaluer l’apport de nouvelles connaissances à ce sujet pour la compréhension des dynamiques isostatiques régionales. Dans un premier temps, un important travail de terrain a été réalisé sur différents sites répartis tout autour de la péninsule Finistérienne. Une nouvelle méthode multi-proxies, développée à partir de l’utilisation novatrice d’indicateurs géochimiques et microstratigraphiques, a permis de reconstituer l’évolution du niveau marin au cours des 8000 dernières années à partir des séquences sédimentaires prélevées. Nos résultats démontrent que le Finistère a connu une remontée continue du niveau marin relatif à des rythmes décroissants durant l’Holocène. Cette évolution a provoqué de profonds bouleversements dans l’organisation et le fonctionnement des systèmes sédimentaires côtiers dont les implications sont discutées. En particulier, de nouvelles hypothèses sont proposées quant à l’origine de la baisse pluri-métrique du niveau marin jusqu’alors invoquée autour de 3000 B.P. Dans un second temps, nos résultats ont été confrontés aux reconstitutions du niveau marin obtenues dans le sud-ouest de l’Angleterre ou dans le sud du golfe de Gascogne, ainsi qu’aux résultats produits par des modèles géophysiques de réajustement isostatique. Ces comparaisons ouvrent de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’amplitude et de la chronologie des dynamiques isostatiques holocène à l’échelle du nord-ouest de l’Europe. / Since the Last Glacial Maximum, the different regions of the world underwent specific relative sea-level evolutions, principally under the joint influences of the worldwide “eustatic” sea-level rise and regional isostatic dynamics. The latter, still going on today, appear to play a major role in the contemporaneous sea-level rise. Despite of the several studies made on the subject in the UK within the last decades, only little knowledge appears available on the relative sea-level evolution and on the isostatic dynamics at the scale of the Western Europe Atlantic façade, and particularly on the French Atlantic coasts. Due to its geographical position, the Finistère region stands out as a potentially ideal region for providing new material on the subject.This PhD work aimed to produce a new and reliable Holocene relative sea-level curve for the Finistère region. At first, sedimentary sequences were retrieved from several sites located all around the Finistère peninsula. In order to reconstruct RSL from these sequences, an innovative multi-proxy method was developed, conjointly using geochemical and microstratigraphic indicators. Our results bear out that, in the Finistère region, the Holocene RSL followed a continuous rise at progressively decreasing rates during the last 8000 yrs B.P. This evolution led to massive disruptions in the organization and functioning of the coastal sedimentary systems which are discussed. In particular, new hypotheses are proposed to explain the pluri-metric drop in RSL that was formerly invoked ca. 3000 B.P. The results we obtained were then compared to the RSL data available in the south-western UK or the south of the Bay of Biscay, along with glacio-isostatic adjustment geophysical models. These comparisons provide new enlightments on both the amplitude and the chronology of isostatic dynamics at the scale of the north-western Europe during the Holocene.

L’intervalle Aptien-Albien inférieur de la marge sud-téthysienne est mal connu en raison de successions souvent incomplètes et de difficultés à les dater. Le Bassin d’Essaouira-Agadir (BEA), au Maroc, présente de nombreuses coupes, bien exposées et accessibles du Crétacé inférieur. Le but de ce travail est de (1) établir un cadre stratigraphique intégré de la série apto-albienne, basé sur (a) la biostratigraphy haute résolution des ammonites et des nannofossiles calcaires, (b) l’identification des discontinuités sédimentaires et (c) la stratigraphy isotopique du carbone; (2) reconstituer l’évolution paléoenvironnementale pendant cet intervalle, par l’étude des facies sédimentaires et l’analyse qualitative et quantitative des nannofossiles, et (3) proposer un modèle de fonctionnement de la plateforme-rampe mixte, carbonate-clastique, du BEA.Dans le BEA, le Barrémien supérieur est défini par la zone d’ammonites à sarasini et par la zone de nannofossiles NC5. La limite Barrémien-Aptien est définie par les ammonites. L’Aptien inférieur est déterminé par les zones d’ammonites à desahayesi jusqu’à furcata, et est limité par un premier minimum de 13C à la base, et par un premier maximum à la limite Aptien inférieur-moyen. L’Aptien supérieur est défini par quatre zones d’ammonites (martini, melchioris, nolani et jacobi), deux surfaces de discontinuité, quatre maxima et minima de 13C, et comprend la partie supérieure de NC6, NC7 et la base de NC8. La limite Aptien-Albien est placée dans la discontinuité D4 (base de la zone d’ammonites à Leymeriella tardefurcata), en accord avec la première occurrence (FO) des nannofossiles Prediscosphaera columnata et Hayesites albiensis, et par une diminution des valeurs de 13C. L’Albien inférieur est daté par les zones d’ammonites à tardefurcata et mammillatum, par la FO du nannofossile Hayesites albiensis, et par des valeurs minimales de 13C.Les faciès et environnements de dépôt des sédiments aptien à Albien inférieur ont été déterminés par leur lithologie, les figures sédimentaires, leur contenu faunique et les microfaciès. Ils ont permis d’identifier (1) quatre types de surface liées à des érosions subaériennes ou sous-marines, (2) quatre faciès sédimentaires carbonatés dans l’Aptien, correspondant à des environnements de rampe interne à distale, et (3) quatre faciès sédimentaires argilo-gréseux dans l’Albien inférieur, représentant des dépôts de rampe médiane à hémipélagiques. Ces faciès reflètent des milieux adjacents et passant de l’un à l’autre. L’intervalle Aptien-Albien inférieur du BEA a été subdivisé en deux cycles, soulignés par deux surfaces d’érosion majeures. Le cycle Barrémien terminal-Aptien est souligné par une surface karstifiée et erosive et comprend quatre séquences de dépôt de troisème ordre. Le cycle Albien surmonte une surface majeure d’érosion sous-marine, et contient au moins quatre sequences de dépôt. Dasns chaque cycle, l’évolution vertical des faciès indique un approfondissement ds milieux de depot liée à une hausse eustatique.Dans le BEA, production carbonatée est plus élevée à l’Aptien qu’à l’Albien inférieur, en raison d’un climat chaud, une lente montée du niveau de la mer, un milieu de dépôt peu profond et de faibles apports détritiques. L’abondance totale absolue des nannofossiles décroît entre l’Aptien et l’Albien inférieur, en raison d’un taux de sedimentation plus élevé associé à une subsidence plus rapide. L’apport en nutriments, la fertilité et la production primaire sont plus élevés à l’Albien inférieur qu’à l’Aptien, et sont principalement contrôlés par la montée du niceau de la mer et les courants d’upwellings. La transition Aptien terminal-Albien inférieur est marquée par l’abondance de taxons d’eau froide et par la migration de faunes cosmopolitaines du domaine boréal vers le domaine téthysien, qui pourrait traduire un événement climatique froid, voire glaciaire. / The Aptian-Early Albian interval of the southern Tethyan margin is poorly understood since sedimentary successions are frequently incomplete and dating is difficult. The Essaouira-Agadir Basin (EAB), Morocco, presents numerous, very good and accessible outcrops of the Early Cretaceous series. The aim of this work is to (1) establish an integrated stratigraphic framework of the Aptian-Albian series based on (a) high-resolution ammonites and calcareous nannofossil biostratigraphy, (b) identification of sedimentary discontinuities and (c) carbon isotope stratigraphy; (2) reconstruct the paleoenvironmental evolution during this interval through both sedimentary facies evolution and qualitative and quantitative nannofossil analyses, and (3) propose a functioning model for the sedimentation on the mixed, carbonate/clastic ramp of the EAB.In the EAB, the Late Barremian is defined by the sarasini ammonite zone and the NC5 nannofossil zone. The Barremian/Aptian boundary is defined by ammonites. The Early Aptian is defined by the deshayesi to furcata ammonite zones, and is bounded by a first minimum 13C value at the base and a first maximum value at the Early/Late Aptian Boundary. The Late Aptian interval, is defined by four ammonite zones (martini, melchioris, nolani and jacobi), two discontinuity surfaces, four maximum and minimum 13C values, and by the upper part of the NC6, the NC7 and the lowermost part of the NC8 nannofossil zones. The Aptian/Albian boundary is placed within the discontinuity D4 (base of the Leymeriella tardefurcata ammonite zone), supported by the First Occurrence (FO) of the Prediscosphaera columnata and Hayesites albiensis nannofossil taxa, and by decreasing 13C values. Early Albian times are represented by the tardefurcata and mammillatum ammonite zones, the FO of Hayesites albiensis, and by minimum 13C values.The facies and depositional environments of the Aptian-Early Albian rocks are identified based on their lithology, sedimentary structures, fossil content and microfacies. These allowed to identify (1) four types of key surfaces related subaerial or submarine erosion, (2) four sedimentary carbonated facies in the Aptian corresponding to outer to inner ramp depositional environments, and (3) four Early Albian sedimentary facies, represented by sandstones and shales, of basin to middle ramp depositional setting. These facies reflect deposition in adjacent and gradational paleoenvironments. The Aptian-Early Albian stratigraphic interval of the EAB, has been subdivided into two major cycles, floored by two major erosional surfaces. The latest Barremian-Aptian cycle is underlined by a major karstified-erosional surface and consists of four third-order depositional sequences. The Early Albian cycle, overlies a major submarine erosional surface, and also contains four depositional sequences. In each cycle, the vertical changes in facies indicates a deepening upward trend related to sea level rise.The carbonate production in the EAB is higher in the Aptian than during the Early Albian, due to warm conditions, slow rise of sea level, shallow depth of the basin, and little detrital influx. The nannofossil total absolute abundance decreases from the Aptian to the Early Albian, due to increasing sedimentation rate, associated with rapid subsidence. The nutrient input, fertility and calcareous nannofossil primary productivity is higher in the Early Albian with respect to the Aptian, and are mainly controlled by rising sea level and upwelling currents. The Latest Aptian-Early Albian period is characterized by a high abundance of cold taxa, and the migration of cosmopolitan biota from Boreal realm into the Tethyan realm, which may reflect the occurrence of a glacial climatic event.

Cette thèse présente l’étude de la signature sédimentaire des submersions marines de tempête, dans le domaine rétrolittoral. Cette signature peut être extrêmement variable principalement en fonction des paramètres météo-océaniques menant à la submersion, de la morphologie de l’avant-côte et du domaine rétrolittoral et du disponible sédimentaire. Premièrement, l’étude de dépôts de washover mis en place lors de l’hiver 2013-2014, au sud de l’île d’Oléron, particulièrement énergétique en terme de climat de vagues, via une approche couplant processus hydrodynamiques et sédimentologie, a permis (1) de mettre en évidence l’importance des ondes infragravitaires, sur une côte dissipative à caractère macrotidal, dans le déclenchement de l’overwash de la barrière et la mise en place de washovers ; et de (2) proposer un nouveau modèle de faciès des dépôts de washover mis en place par des ondes infragravitaires combinées à la marée haute. Deuxièmement, la caractérisation de la signature sédimentaire des submersions marines en domaine rétrolittoral plus distal a montré que dans le contexte morphologique des marais de Charente-Maritime, les apports extrêmement faibles de sédiments en provenance du domaine continental, entre deux évènements de submersion marine, empêche la distinction des différents niveaux de submersion. Cependant cette étude a permis de valider des proxies tels que la microfaune ou l’isotopie de la matière organique pour l’identification de niveaux de submersion marine, permettant en partie de pallier aux limites inhérentes à l’anomalie granulométrique généralement utilisée. Cette étude a aussi permis la mise en évidence d’une variabilité dans la signature sédimentaire des submersions marines entre deux marais géomorphologiquement contrastés et plus ou moins exposés aux houles en provenance de l’océan. / This thesis presents the study of the sedimentary signature of marine submersions triggered by storms, in the back barrier area. This signature can be extremely variable mainly according to the meteo-oceanic parameters leading to the submersion of the back barrier area, the morphology of the nearshore, shore and back barrier area, and sediment availability. Firstly, the study of washover deposits emplaced during the winter of 2013-2014 on the southern end of the Oléron Island, characterized by an exceptional wave climate, via a coupled hydrodynamical and sedimentological approach, allowed us to (1) highlight the importance of infragravity waves, on macrotidal and dissipative coasts, in triggering the overwash and emplace washover deposits ; and (2) to suggest a new facies model of washover deposits emplaced by infragravity waves combined to high tides. Secondly, the characterization of the sedimentary signature of marine submersions in the distal part of the back barrier area showed that in the morphological context of the Charente-Maritime coastal marshes, the extremely limited amounts of sediments in provenance from the continent, between two submersion events, prevent the distinction of the different marine submersion sedimentary layers. Nevertheless, this study allowed validating new proxies as microfauna and organic matter isotopy for the identification of marine submersion sedimentary signature, allowing to work independently of the granulometric anomaly proxy and its known limits. This study also allowed evidencing the variability in the sedimentary signature of marine submersions in geomorphologically contrasted marshes and that this variability was linked to the ocean waves exposure.

Aujourd'hui une augmentation de l'intensité des extrêmes hydrologiques est attendue avec le réchauffement global. Cependant le manque d'observations des phénomènes torrentiels et de mesures directes des précipitations en altitude sur le temps long ne permet pas d'étayer cette théorie. Les archives naturelles lacustres, par leur capacité à enregistrer l'évolution passée de l'activité torrentielle, offrent l'opportunité de combler ce manque. L'objectif de la thèse est de reconstituer l'évolution de la fréquence et de l'intensité des crues passées, à partir de l'étude de séquences sédimentaires de lacs d'altitude des Alpes Françaises. Afin d'être en mesure d'évaluer le rôle de la température sur l'activité torrentielle, notre étude se focalise sur le dernier millénaire qui a connu des périodes climatiques contrastées ; période chaude de l'Optimum Médiéval (OM), période froide du Petit Age Glaciaire (PAG) et réchauffement global actuel. Les sites d'étude ont été sélectionnés selon un transect nord-sud pour évaluer la variabilité régionale de l'activité torrentielle en réponse aux changements climatiques. Ce travail repose sur des analyses sédimentologiques et géochimiques à haute résolution qui ont permis i) de identifier les dépôts de crue, ii) de les distinguer de dépôts similaires issus de remaniements gravitaires et iii) de déterminer un marqueur fiable de l'intensité des événements. D'autre part plusieurs méthodes de datation ont été combinées dans l'objectif de diminuer les incertitudes des modèles d'âge. La fréquence de crue à l'échelle pluri-séculaire apparaît en augmentation sur l'ensemble des Alpes Françaises au cours de la période froide du PAG. Cependant à l'échelle pluri-décennale la fréquence de crue évolue différemment entre le Nord et le Sud des Alpes. Les maxima de fréquence apparaissent au cours de périodes chaudes dans les Alpes du Nord, alors que les maxima dans les Alpes du Sud semblent correspondre à des phases négatives de l'Oscillation Nord-Atlantique. De plus les événements de crue extrême se produisent au cours des périodes les plus chaudes dans les Alpes du Nord alors qu'ils apparaissent au cours du PAG dans les Alpes du Sud. Ces résultats suggèrent donc une régionalisation des effets du réchauffement global sur les crues extrêmes et les précipitations intenses. / An increase of the intensity of hydrological extremes is expected in the current context of the global warming. However, the lack of observations of torrential events and measurements of precipitation at high elevation areas does not allow supporting this theory. Past flood evolutions can be recorded in lake sediments and allow to explore the evolution of such events and the relationships to past climatic changes. This work aims at reconstructing the past evolution of flood frequency and intensity based on the study of sediment sequences of high elevation lakes of the French Alps. To assess the role of the temperature on this evolution, our study focused over the last millennium which includes thermal-contrasted periods such as the warm Medieval Climate Anomaly and the cold Little Ice Age. Studied sites were selected along a north-south transect to investigate the regional variability of flood evolution in response to the same context of past climatic changes. High-resolution sedimentological and geochemical analyses allowed to identify a large number of flood deposits, distinguish deposits resulting from floods from gravity processes and to assess a reliable flood intensity proxy. Some distinct dating methods were finally used to reduce age uncertainties on the age-depth relationships. An increase of the flood frequency at a multi-secular time-scale appeared over the entire French Alps during the Little Ice Age. However at a multi-decennial time-scale flood frequencies evolved differently between the north and the south of the French Alps. Maxima of flood frequency appear during the warmer periods in the northern Alps while maxima of flood frequency appear during negative phases of the North Atlantic Oscillations. Finally the most extreme events occurred during the warmer periods in the northern Alps while they occur during the Little Ice Age in the southern ones. Those results suggest thus distinct regional effects of the global warming on extreme flood events and intense precipitations and, especially, an increase of flood hazard in the northern French Alps owing to an increase of flood intensity with the warming context.

Le bassin de Paris est considéré comme un exemple typique de bassin intracratonique (sag) affecté par une subsidence thermique long terme. Le Cénozoïque correspond à une période de faible subsidence (épaisseurs inférieures à 350m) et marque la fin du fonctionnement de ce bassin. C'est en outre une période de forte déformation de la plaque européenne, dans un contexte de convergence Afrique-Eurasie et d'ouverture de l'Atlantique Nord caractérisée par des inversions de grabens dans le Nord et l'Est de l'Europe. Si de nombreux hiatus ont été identifiés, les déformations cénozoïques du bassin de Paris, situées sur une croûte à l'équilibre et leur relation aux contraintes en limite de plaque restent méconnues. Cette thèse a pour objectif de recomposer à haute résolution spatiale et temporelle (de l'ordre du million d'années) les géométries sédimentaires 3D et les paléogéographies successives du Paléocène au début de l'Oligocène. Ce travail qui s'appuie sur de nombreuses données biostratigraphiques consiste en une approche couplée de sédimentologie de faciès et de corrélations diagraphiques (500 puits) selon les principes de la stratigraphie séquentielle. Trois ordres de séquences sont définis. Les cycles d'ordre supérieur (4ème et 3ème ordre) enregistrent les variations climato-eustatiques. Cinq séquences de dépôt (2e ordre), limitées par des discontinuités et/ou des réorganisations paléogéographiques sont identifiées : (1) Maastrichtien-Danien ; (2) Thanétien-Yprésien ; (3) Lutétien-Bartonien ; (4) Bartonien-Priabonien terminal et (5) Priabonien terminal-Chattien. Les architectures des séquences (1) à (4) sont contrôlées par des phases de flexures. Après des émersions lors des paroxysmes de flexuration, la relaxation progressive des flexures se traduit tout d'abord par la mise en place de profils pentés et ouverts, puis par des profils de plus en plus plats et confinés associés à une transgression généralisée. Du Thanétien au Bartonien s'observent des flexures d'axe E-W, dont les âges sont compatibles avec les différentes phases de la convergence Ibérie-Eurasie. En outre, une déformation de courte durée à l'Yprésien basal est rattachée à l'ouverture de l'Atlantique Nord. Enfin, une réorientation majeure du bassin possiblement liée au début de la collision Apulie-Eurasie est observée au Priabonien. Ce travail fournit un calage à haute résolution pour la compréhension et la modélisation des déformations intraplaques. Différentes tailles de flexure, de l'ordre de 150 à plus 300 km sont observées traduisant une implication d'épaisseurs plus ou moins importantes de la lithosphère. / The Paris basin is currently considered as a typical example of intracratonic basin (sag) affected by long term thermal subsidence. The Cenozoic is a period a low subsidence (less than 300m thick) and correspond to the end of the Paris basin sedimentation. Moreover, it is a period of strong deformation of the European plate related to Africa Europe convergence and North Atlantic opening, well known through numerous grabens inversions in northern and eastern Europe. While hiatus have been highlighted within Paris Basin sedimentation, cenozoic deformations of this thicker crust basin still poorly known. This thesis aims at recompose high resolution temporal and spatial evolution of 3D sedimentary geometries and palaeogeographies from Thanetian to Lower Oligocene. This work is firstly based on available and newly acquired biostratigraphic data. Facies sedimentolgy and well data correlations based on sequence stratigraphy principles allowed to recompose the basin evolution at 1Ma timescale. 2 orders of sequences were identified. Third order sequences (1My duration) seems to be controlled by climate-eustasy. Five main (2nd order) sequences bounded by unconformities and/or palaeogeographic reorganization are highlighted : (1) Maastrichtian-Danian ; (2) Thanetian-Ypresian ; (3) Lutetian-Bartonian ; (4) Bartonian-top Priabonian et (5) Top Priabonian-Chattian. Sequences 1 to 4 correspond to basin scale flexure which control their architecture. Following emersion during the main flexural phases, flooding start with relatively steep depositional profiles. As flexure progressively relax, flatter depositional profiles take place together with overall transgression. This work yield high resolution constraints for the understanding and thermomechanical modelling of intraplate deformations various lenght of flexures form 150 to 300km and more are identified and traduces different thickness of deformed lithosphere. From Thanetian to Bartonian, successives E-W oriented flexures take place which ages are congruent with the main phases of Iberia-Eurasia convergence. A short term deformation in basal Ypresian is attributed to the onset of North Atlantic opening. Finally major basin-scale reorientation during Priabonian could be linked to the onset of Apulia- Eurasia continental collision.

La caractérisation granulaire de dépôts hétérométriques organisés en paquets glissés implique une démarche systématique afin d'optimiser l'extraction de données et de les rendre comparables. La quantification des rapports structures-fractions granulaires a permis de mettre en évidence des cinématiques localisées, inscrites dans des cinématiques d'ordre I. Les rides de Tutupaca, le lobe distal du Pichu-Pichu, l'effondrement du Misti au Pérou; la levée latérale du Cheix et le charriage distal de Perrier aux Mt Dore ; les transformations de Meager au Canada, de la Qda San Lazaro au Pérou, de Pardines en France ont été quantifiés. Héritage volcanique, ségrégations granulaires, cataclases syn-tectoniques sont des précurseurs aux modifications matricielles, à l'origine des transformations distales en lahars. Les données ainsi comparées permettent de proposer des classifications sédimentologiques distinguant les effondrements proximaux des transformations par les fluides ( hydrothermaux, eau). Seules quelques équations regroupent l'ensemble de ces dépôts. / The sedimentology of heterogeneous granular deposits, such as debris avalanches deposits require a systematic method to describe and compare data. The relationships between the localized structures and granular distributions show that the localized granular kinematics follow with the larger kinematic structural order. Structures and sedimentology are studied and quantified at the following debris avalanche deposits: the ridged avalanche units at Tutupaca (s. Peru), the distal lobe of the Pichu-Pichu debris avalanche (Arequipa, Peru), a lateral levee of a deposit at Cheix (Sancy volcano, France), a thrusted distal lobe at Perrier (Mt Dore, France). Debris avalanche - lahar transformations are studied at Mt Meager (Canada), Qda San Lazaro (Misti, Peru), Pardines (Mt Dore, France). The inherited granular distribution, the granular segregation, the syn-tectonic cataclasis are precursor stages to the distal matrix transformations. Sedimentological classifications are produced that differentiate the proximal collapse from later transformations caused by fluids (gas, water). Some equations are common for these heterogeneous deposits.

L’objectif de cette étude est d’affiner notre compréhension de la distribution des hétérogénéités de concentration de la matière organique dans les roches mères en se basant sur des affleurements et des données de puits provenant des Formations Triasiques de Montney et Doig (Canada). La méthodologie développée dans cette étude est la suivante : (1) la corrélation de forages sur les principes de la stratigraphie séquentielles, (2) l’analyse d’échantillons prélevés sur des affleurements, des carottes et des débris de forages avec un Rock-Eval, un ICP-MS/AES (3) l’intégration des résultats des analyses géochimiques et pétrographiques dans le cadre stratigraphique, (4) l’utilisation du code numérique DIONISOS pour restaurer l’architecture stratigraphique des Formations de Montney et Doig et tester plusieurs scénarios de productivité primaire et de restriction du bassin.Les formations de Montney et Doig ont été découpées en quatre séquences elles-mêmes regroupées en deux cycles de second ordre (A et B) séparés par un hiatus majeurs. Cette étude montre que les formations triasiques de l’Ouest du Canada se sont déposées dans un bassin actif et non pas sur une marge passive. L’intégration des résultats des analyses géochimiques et pétrographiques dans le cadre stratigraphique fait ressortir deux niveaux d’accumulation de la matière organique : une dans le FSST de la séquence A et une dans le TST de la séquence B. La modélisation avec DIONISOS montre un effondrement majeur des apports sédimentaires entre le Trias inférieur et moyen. Dernièrement, cette étude met en avant le contrôle de premier ordre de l’évolution géodynamique sur l’accumulation de la matière organique. / The aim of this study is to improve the understanding of sedimentary organic matter heterogeneities in unconventional plays, based on outcrop and well data from the Triassic Montney and Doig Formations. The workflow comprises four steps: (1) well correlations, based on sequence stratigraphy, (2) Rock-Eval VI and ICP-MS/AES analyses of outcrop, core and cutting samples, (3) integration of the analyses results in the stratigraphic framework, (4) a process-based forward modeling of the stratigraphic evolution of the basin with DIONISOS in order to test multiple scenarios of primary productivity and basin restriction.The stratigraphic architecture of the Montney and Doig Fms has been subdivided into four sequences gathered in two second order cycles (A and B) separated by a major time gap (approx. 2 My). This study shows that the deposition of the Triassic series on the Western margin of North America took place in an active structural context and not on a passive margin. The integration of the geochemical and petrographic analyses results in the stratigraphic framework shows that significant organic accumulations are located in the FSST of sequence A and in the TST of sequence B. DIONISOS shows a major drop of the sedimentary inputs between Lower and Middle Triassic that is interpreted to be linked to the regional geodynamic evolution and the early stages of the Canadian Cordillera orogeny. Lastly, this study emphasizes the first order control of the geodynamic evolution on organic rich accumulation.

La matière organique continentale déposée dans les bassins profonds est peu décrite et représente un intérêt certain pour l'industrie pétrolière. Comprendre les processus sédimentaires qui permettent le dépôt et la préservation de cette matière organique d'origine terrestre dans les bassins profonds est alors fondamental. Durant le Paléogène, période de transition climatique greenhouse à icehouse, le Delta de Mackenzie, situé dans le Bassin Arctique, reçoit de la matière organique continentale du continent et en préserve une partie. Quel est le contexte stratigraphique et climatique qui a rendu possible l'export de la matière organique continentale. Dans un premier temps, l'étude sédimentaire du bassin a montré un delta mixte dominé par des processus fluviatiles, avec une influence moindre des processus de tempêtes et de marées. Ce modèle de faciès associé à l'étude des diagraphies des puits disponibles dans la zone a permis de proposer un modèle d'électrofaciès des puits du bassin et de caractériser les séquences sédimentaires du delta évoluer au cours du temps et mettre en évidence sa migration au début du Paléogène en réponse à la mise en place de la chaîne des Brooks et des Rocheuses. Malgré des contraintes biostratigraphiques contradictoires qu'il a fallu réévaluer et des données sismiques de mauvaise qualité et fortement impactés par la déformation contemporaine de la chaîne de Brooks, il a été possible de proposer le long de deux transects terre-mer un découpage stratigraphique et sédimentologique des séries paléogènes du Delta de Mackenzie. L'étude sédimentaire du bassin a montré la présence d'influence de processus de marée en zone interne du Bassin Arctique. La présence conjointe de pollens d'Avicennia et de Nypa a montré l'existence d'une mangrove bien installée en domaine Arctique durant le Paléogène avec des températures associées d'au moins 18-20 °C. Les dépôts de matière organique sont dans la quasi-totalité d'origine continentale du Delta de Mackenzie. Cette matière organique est de deux types : 1) des dépôts de charbon déposés durant la période où la mangrove se développe et 2) des dépôts formés d'association de débris végétaux et de matière organique amorphe et déposés en condition réductrice sous l'interface eau-sédiment. Ces dépôts de matière organique sont les plus importants à la fin des séquences progradantes dans les faciès de plaine deltaïque. Il a été montré une corrélation positive entre l'augmentation des TOC et l'augmentation des apports détritiques dans le delta, ainsi qu'entre les dépôts de charbon et illite. En revanche, aucune corrélation entre le second type (débris végétaux + MO amoprhe) de matière organique et le cortège argileux n'a pu être mise en évidence. A partir de la comparaison des dépôts de matière organique dans le Delta de Mackenzie et sur la Ride de Lomonosov, le taux de sédimentation et l'anoxie semblent être des paramètres clefs dans les conditions de sédimentation et surtout de préservation de la matière organique selon l'oxygénation du milieu. De plus, la Ride de Lomonosov semble semble avoir présenté un retard dans sa subsidence ce qui lui a permis de rester en position semi-émergée durant le Paléogène. / The continental organic matter deposited in the deep basins is little described and represents a definite interest for the petroleum industry. Understanding the sedimentary processes that allow the deposit and preservation of this organic material of terrestrial origin in the deep basins is fundamental. During the Palaeogene, a period of glacial transition to icehouse, the Mackenzie Delta, located in the Arctic Basin, receives and maintains continental organic matter from the continent. What is the stratigraphic and climatic context that made possible the export of continental organic matter? Initially, the sedimentary study of the basin showed a mixed mixture dominated by the fluviatile process, with less influence of the process of storms and tides. This model of facies associated with the study of the logs of wells available in the zone made it possible to propose a model of electrical appliances of the wells of the basin and to characterize the sedimentary sequences of the delta to evolve over time and to demonstrate its migration to Beginning of the Paleogene in response to the establishment of the Brooks and Rocky Ranges. Despite the contradictory biostratigraphic constraints that had to be re-evaluated and poor quality seismic data and strongly impacted by the contemporary deformation of the Brooks chain, it is possible to propose a stratigraphic and sedimentological division along two land-sea transects. Paleogeographic series of the Mackenzie Delta. The sedimentary study of the basin showed the presence of influence of the tidal process in the internal zone of the Arctic Basin. The common presence of pollen from Avicenna and Nypa showed the existence of a mangrove well established in the Arctic domain during the Palaeogene with associated temperatures of at least 18-20 ° C. The deposits of organic matter are in the Almost all of continental origin of the Mackenzie Delta. This organic matter is of two types: (1) deposits of coal deposited during the period when the mangrove develops and (2) deposits formed by association of plant debris and amorphous organic matter and deposited under reducing conditions under the water interface -sediment. These deposits of organic matter are the most important at the end of the prograding sequences in the facies of the deltaic plain. A positive correlation was found between the increase in OCD and the increase in detrital inputs in the delta, as well as between deposits of coal and illite. On the other hand, no correlation between the second type (organic debris + MO amoprhe) of organic matter and the clayey cortege could not be demonstrated. From the comparison of organic matter deposits in the Mackenzie Delta and Lomonosov Ridge, the sedimentation rate and anteriority appear to be key parameters in sedimentation conditions and especially in the preservation of organic matter according to l Oxygenation of the medium. Moreover, Lomonosov's Ride presents itself as a guest in a home where it is permitted to remain in semi-emerged position during the Paleogene.