Les Andes Centrales sont l'exemple type d'une chaîne se développant le long d'une marge active en contexte non collisionel et résultent de la subduction légèrement oblique (-N75°E) de la plaque océanique Nazca sous le continent sud-américain. Elles sont caractérisées par la présence du haut plateau de l'Altiplano-Puna s'étendant depuis le Pérou au Nord jusqu'en Argentine au Sud et présentant une altitude moyenne avoisinant 4000 m. Le plateau est bordé par deux chaînes culminant à près de 6500 rn d'altitude : l'arc volcanique chilien à l'Ouest et la Cordillère Orientale à l'Est. Il possède une morphologie particulière s'exprimant sous la forme d'étendues planes montrant une forte extension géographique et est caractérisé par un drainage hydrographique interne. La croûte continentale y est fortement épaissie et atteint localement 80 km. Le haut plateau de la Puna se localise à l'extrême Nord-Ouest de l'Argentine (22°00'S-26°30'S et 65°30'W et 68°00'W) et correspond à la terminaison Sud de l'Altiplano bolivien. Il se caractérise par une altitude moyenne;::: 4400 m. Sa structuration interne s'organise en chaînons de socle épimétamorphique précambrien et paléozoïque, bordés par des chevauchements à forts pendages (;:::60°), s'orientant suivant une direction Nl0°E. Ces chaînons alternent avec des bassins compressifs intramontagneux cénozoïques au sein desquels le remplissage sédimentaire, pour majeure partie d'origine continentale, atteint des épaisseurs de l'ordre de 6000 m. Cette étude met en évidence (1) l'orientation des axes principaux de Ja déformation finie cénozoïque à travers la Puna. L'axe principal de raccourcissement (À3) est subhorizontal et s'oriente suivant une direction ONO-ESE à NO-SE, l'axe principal d'allongement (Àl) est subvertical. Les chevauchements n'admettent pas de composante décrochante marquée alors que l'on attend de la transpression dextre dans cette région. L'orientation du raccourcissement est oblique par rapport à une direction E-0 attendue. Ces directions ont probablement été déviées dans le sens horaire, en réponse à la courbure oroclinale de la chaîne durant le Cénozoïque. Des données d'Anisotropie de Susceptibilité Magnétique permettent de s'affranchir de ces rotations. Elles indiquent qu'à l'échelle de la Puna, les directions principales de raccourcissement s'orientent initialement suivant une direction E-0 et qu'à l'échelle des Andes Centrales, elles s'organisent radialement autour de l'arc, au voisinage d'un front de déformation andin possédant une géométrie convexe vers l'Est et dont la courbure doit s'accentuer au cours du Cénozoïque, au fur et à mesure de sa propagation vers l'Est, (2) L'âge de l'initiation du raccourcissement horizontal à travers la Puna est considéré comme s'étant essentiellement produit durant la phase Quechua de l'orogenèse andine, au Miocène Moyen à Supérieur (14-10 Ma). Cependant, la nature du remplissage sédimentaire des bassins intramontagneux, la géométrie symptomatique de dépôts syntectoniques de certaines séquences paléogènes et des datations radiométriques par la méthode des traces de fission sur apatites indiquent qu'un raccourcissement significatif s'initie dès l'Eocène Supérieur à travers cette région arrière­ arc, (3) A travers la Puna, les rotations tectoniques obtenues par une étude de paléomagnétisme sont horaires. A l'échelle de la chaîne (depuis le Pérou/Nord Bolivie jusqu'au Nord Chili/Nord Argentine), les relations entre l'orientation des structures majeures et les rotations paléomagnétiques valident le modèle d'une courbure oroclinale progressive des Andes Centrales durant le Cénozoïque.

La gestion des ressources en zones protégées et en particulier les zones humides d'importance internationale « zone Ramsar », s'oriente de plus en plus vers une gestion intégrée et globale par bassin versant. Par contre, en Algérie, l'application de ce processus quoi qu'il soit débattu depuis plus d'une décennie, progresse timidement, et l'emphase est toujours mise sur la gestion sectorielle. L'état de dégradation et la menace qui pèse sur le site Ramsar du lac Tonga sont un exemple concret de l'échec de cette gestion. Nous émettons l'hypothèse qu'une telle approche est inefficace et que dans ces conditions, le classement du lac en site Ramsar et son inclusion dans une aire doublement protégée sont tout à fait inutiles. L'approche écosystémique de gestion, déjà largement appliquée et qui fait ses preuves au niveau des zones Ramsar euro-méditerranéennes, est le modèle que nous proposons pour sauver la situation et définir les enjeux majeurs et prioritaires sur le bassin versant. Elle fait également mention des orientations pour l'adoption et la mise en place d'un organisme capable de coordonner les actions d'un schéma d'aménagement et de gestion intégrée du bassin versant du lac Tonga qui tiendrait compte du caractère protégé du territoire et en même temps des impératifs du développement socio-économique de la population riveraine du lac, dans une perspective de développement durable. Cette étude pionnière dans son genre au niveau de la région pourrait être un précurseur pour favoriser la réflexion sur l'adoption d'une démarche intégrée de gestion de la ressource en eau, qui pour une première étape pourrait être effectuée à titre pilote au niveau du bassin versant du Tonga, car l'adoption définitive d'une telle démarche dans le contexte de l'Algérie génère beaucoup d'hésitation, ce qui constitue la principale contrainte quant à sa mise en oeuvre. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gestion intégrée par bassin versant, Approche écosystémique, Ressource en eau, Zone humide, Atterrissement, Enjeux.

La surexploitation, la destruction et la dégradation d'habitats, l'invasion des espèces exotiques, et la modification du régime hydrologique des cours d'eau menacent la biodiversité et les avantages qui y sont liés un peu partout dans le monde. Dans les pays en développement, la dégradation de l'environnement est exacerbée par la pauvreté, une forte croissance démographique ainsi que certaines politiques de développement. Cela se traduit par des pertes de biodiversité particulièrement dans les bassins fluviaux comme ceux d'Afrique de l'Ouest. La nécessité de conserver les écosystèmes et les autres éléments de la biodiversité fluviale suggère une évaluation des pratiques anthropiques liées aux ouvrages structurants que sont les barrages. En effet, ces derniers modifient complètement la dynamique d'un bassin et entraînent souvent des conflits d'usage selon les modèles techniques d'aménagement adoptés. Cette étude démontre la possibilité de mieux planifier les actions de développement en s'appuyant sur un dispositif d'évaluation environnementale stratégique et l'application de méthodes d'aide multicritère à la décision dans un contexte multi acteurs. Il s'agit d'intégrer et de tenir compte des intérêts et valeurs de toutes les parties prenantes à la gestion de la biodiversité. Pour ce faire, l'étude s'appuie sur une étude de cas, celle du Programme « Kandadji » au Niger, pour simuler une approche méthodologique en trois (3) phases à savoir la structuration du problème d'évaluation, le développement du modèle d'évaluation (grille d'analyse) et l'élaboration des recommandations. Les approches PROMETHEE et GAIA qui font partie des méthodes de surclassement, l'une des trois approches multicritères, ont été privilégiées et mises en œuvre avec le logiciel D-Sight pour l'agrégation de synthèse. Le processus a permis d'identifier quatre (4) types de préoccupations correspondant à autant de catégories (reliées aux dimensions du développement durable) pour les sept (7) enjeux retenus. En outre, quatre options d'aménagement ont été identifiées puis évaluées à partir de neuf (9) critères et indicateurs de mesure. Les résultats du classement suggèrent une adhésion des seize (16) parties prenantes, à la préservation de la biodiversité sans exclure son utilisation durable dans un cadre de gouvernance participative. Ainsi, l'option de compromis est celle qui minimise les superficies emblavées permettant ainsi de réduire les répercussions sur la biodiversité. Ainsi, l'application des méthodes multicritères dans un contexte multi-acteurs et suivant une logique contributive, est pertinente pour traiter de problèmes de conservation de la biodiversité. Elle permet d'aboutir à une meilleure décision en encadrant et favorisant l'intégration du savoir social et les valeurs des acteurs par l'instauration d'un climat de transparence et de responsabilisation pour la prise de décision. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Biodiversité, bassins fluviaux, barrages, évaluation environnementale stratégique, aide multicritère à la décision.

Thèse (D.R.Min.)--Université du Québec à Montréal, 1990. / Cette thèse à été réalisée à l'Université du Québec à Montréal dans le cadre du programme de doctorat en ressources minérales extensionné de l'Université du Quebec à Chicoutimi. CaQCU Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Mémoire (M.Sc.T.)--Université du Québec à Chicoutimi, 2001. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 11 mars 2009). In ProQuest dissertations and theses. Publié aussi en version papier.

The Cenozoic evolution of the Pyrenean-Cantabrian mountain belt was driven by both internal andexternal processes, such as tectonics, erosion and deposition. This alpine belt is made up by thePyrenees and the Cantabrian Mountains, and is characterized by significant lateral variations intotal shortening, structural styles and topography. This thesis aims to better constrain the controlson exhumation and topography development during syn- to post-orogenic times, from the Eoceneto the Pliocene, by focusing on two characteristic parts of the belt: the Southern Central Pyreneesand the Central Cantabrian Mountains. To this purpose, a multi-disciplinary approach isdeveloped, combining low-temperature thermochronology with different numerical modelingtools. To better understand lateral variations in exhumation of the belt, a new low-temperaturethermochronology dataset is presented for the Cantabrian domain. The first part of this thesispresents new apatite fission-track data and (U-Th)/He analysis on zircons, constraining the timingand amount of exhumation along the central Cantabrian cross-section. In particular, the Eocene toOligocene ages obtained from the different thermochronometers allow us to infer a more importantamount of burial and, consequently, a thicker Mesozoic sedimentary section than previouslyconsidered, thereby also refining the structural style of the section at the upper crustal scale.The extensive thermochronological dataset existing in the central Pyrenees is then used toreconstruct the late-stage evolution of the South Central Axial Zone by thermo-kinematic inversemodeling. The model predicts rapid exhumation of the area during late Eocene (late syn-orogenic)times, followed by a post-orogenic evolution that is strongly controlled by base-level changes. Asa consequence of the establishment of endorheic conditions in the adjacent Ebro foreland basin,together with the strong erosion of the Axial Zone, the southern foreland area was infilled by animportant amount of erosional deposits in late Eocene to early Oligocene times. The models allowus to constrain the level of infilling at ~2.6 km and to date the excavation of these sediments at~10 Ma, following opening of the Ebro basin toward the Mediterranean Sea. The thickness ofsediments draping the foreland fold-and thrust belt was verified using fission-track analysis and(U-Th)/He measurements on apatites from foreland sediments. Thermal modeling of the dataprovides an estimate of 2 to 3 km of sediments on top of the foreland and confirms its incision inLate Miocene times. The effect of syn-orogenic deposition on the building and late evolution ofthe southern Pyrenean fold-and-thrust belt has been modeled in the last chapter of this thesis usinga 2D thermo-mechanical numerical modeling approach. The models highlight the potential effectof syn-tectonic sedimentation on thrust kinematics at several stages of wedge building. Ourmodeling also shows that the addition of an Oligocene sediment blanket perturbs the thrustingsequence by stabilizing the central part of the external wedge and enhancing both frontal andinternal accretion; a pattern that reproduces the observed deformation in the Southern CentralPyrenees. / The Cenozoic evolution of the Pyrenean-Cantabrian mountain belt was driven by both internal andexternal processes, such as tectonics, erosion and deposition. This alpine belt is made up by thePyrenees and the Cantabrian Mountains, and is characterized by significant lateral variations intotal shortening, structural styles and topography. This thesis aims to better constrain the controlson exhumation and topography development during syn- to post-orogenic times, from the Eoceneto the Pliocene, by focusing on two characteristic parts of the belt: the Southern Central Pyreneesand the Central Cantabrian Mountains. To this purpose, a multi-disciplinary approach isdeveloped, combining low-temperature thermochronology with different numerical modelingtools. To better understand lateral variations in exhumation of the belt, a new low-temperaturethermochronology dataset is presented for the Cantabrian domain. The first part of this thesispresents new apatite fission-track data and (U-Th)/He analysis on zircons, constraining the timingand amount of exhumation along the central Cantabrian cross-section. In particular, the Eocene toOligocene ages obtained from the different thermochronometers allow us to infer a more importantamount of burial and, consequently, a thicker Mesozoic sedimentary section than previouslyconsidered, thereby also refining the structural style of the section at the upper crustal scale.The extensive thermochronological dataset existing in the central Pyrenees is then used toreconstruct the late-stage evolution of the South Central Axial Zone by thermo-kinematic inversemodeling. The model predicts rapid exhumation of the area during late Eocene (late syn-orogenic)times, followed by a post-orogenic evolution that is strongly controlled by base-level changes. Asa consequence of the establishment of endorheic conditions in the adjacent Ebro foreland basin,together with the strong erosion of the Axial Zone, the southern foreland area was infilled by animportant amount of erosional deposits in late Eocene to early Oligocene times. The models allowus to constrain the level of infilling at ~2.6 km and to date the excavation of these sediments at~10 Ma, following opening of the Ebro basin toward the Mediterranean Sea. The thickness ofsediments draping the foreland fold-and thrust belt was verified using fission-track analysis and(U-Th)/He measurements on apatites from foreland sediments. Thermal modeling of the dataprovides an estimate of 2 to 3 km of sediments on top of the foreland and confirms its incision inLate Miocene times. The effect of syn-orogenic deposition on the building and late evolution ofthe southern Pyrenean fold-and-thrust belt has been modeled in the last chapter of this thesis usinga 2D thermo-mechanical numerical modeling approach. The models highlight the potential effectof syn-tectonic sedimentation on thrust kinematics at several stages of wedge building. Ourmodeling also shows that the addition of an Oligocene sediment blanket perturbs the thrustingsequence by stabilizing the central part of the external wedge and enhancing both frontal andinternal accretion; a pattern that reproduces the observed deformation in the Southern CentralPyrenees.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

En Europe, les crues éclair affectent principalement les régions méditerranéennes et montagneuses. Les bassins concernés sont le plus souvent de petite taille. Anticiper ce type d'événements demeure un exercice ardu parsemé de multiples difficultés. Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet commun à IRSTEA et Météo-France (projet RHYTMME) et ses deux objectifs sont :l'adaptation de modèle hydrologique de la méthode AIGA aux régions montagneuses, en tenant compte des caractéristiques de cet environnement ;l'évaluation du nouveau modèle sur des bassins de petite taille, qui sont réellement non-jaugés.Pour atteindre le premier objectif, le modèle est complexifié (prise en compte de la neige), testé sur 118 bassins versants jaugés et régionalisé. Quant au second but, des relevés de dégâts, issus de la base de données des services de Restauration des Terrains en Montagne (RTM), sont utilisés afin d'évaluer le modèle sur 123 très petits bassins dans des conditions aussi proches que possible de la réalité du terrain.Pour réaliser ce second objectif, une méthode d'évaluation est développée, fondée sur des statistiques de contingence, illustrant la concomitance entre dégâts observés et dépassement de seuil des débits simulés. Il est proposé un graphe renseignant le taux de détection (POD) et le taux de succès (SR) pour différents seuils simultanément à l'instar des courbes de ROC. Le principal résultat est qu'une évaluation sur bassins jaugés est une première étape nécessaire mais pas suffisante. En effet, les travaux illustrent le fait que les meilleurs modèles sur les bassins jaugés ne le sont pas forcément sur les petits bassins non-jaugés, sujets aux crues éclair. / In Europe, flash floods primarily occur in the Mediterranean and mountainous areas. The concerned basins are often small and ungauged with a short lag time. Anticipating such events is a tricky task with many difficulties. This thesis is part of a common project between Irstea and Météo-France (RHYTMME project) with two objectives : the adaptation of the hydrological model of AIGA method to the mountainous areas, taking into account the environment characteristics the evaluation of the new model on small basins, which are actually ungauged. To achieve the first objective, the model is complicated by the integration of a snow modelling on 118 gauged basins. Then the model is regionalized. The second objective is to use flood reports from the mountain area restoration services database (services de Restauration des Terrains en Montagne (RTM)). The model is evaluated with these reports on 123 very small basins under conditions as close to as possible the reality. To overcome the second objective, an evaluation method is developed, based on contingency statistics, illustrating the coincidence between observed damages and threshold crossing by simulated flows. A graphic with the probability of detection (POD) according to the success rate (SR) is introduced for different thresholds. Thereby, a multi-threshold approach is used to compare hydrological models like ROC-curves. The main result, highlighted by this thesis is an evaluation on gauged basins is a necessary first step but not sufficient. Indeed, the works illustrate that the decided compromises on the large gauged basins don?t lead automatically to the best performances on the small basins occurring flash floods.

Les ressources en eau sont très variables dans l'espace et dans le temps. Leur estimation à l'échelle des bassins versants requiert des modèles hydrologiques dont l'utilisation est contrainte par la complexité des bassins et une difficulté de mesure (caractéristiques du bassin et forçages météorologiques). Sur la plupart des bassins une chronique de débit est disponible à l'exutoire du bassin, on parle alors de bassin versant jaugé. Ces mesures peuvent être utilisées pour analyser le fonctionnement des bassins et optimiser les paramètres des modèles hydrologiques. En revanche, pour les bassins versants non jaugés, le fonctionnement du bassin doit être envisagé de manière différente et l'utilisation du modèle doit se faire via une régionalisation de ses paramètres.Le principe des études de régionalisation est d'utiliser les bassins versants jaugés pour développer des méthodes applicables aux bassins versants non jaugés. Ces études couvrent un grand nombre de domaines d'application: régionalisation des signatures hydrologiques (débit moyen interannuel, régime, courbe des débits classés...), des étiages, des crues, de l'hydrogramme... Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'estimation de l'hydrogramme sur des bassins versants non-jaugés, via la régionalisation des paramètres des modèles hydrologiques.De nombreuses méthodes ont été développées pour résoudre ce problème et reposent en majorité sur la connaissance des jeux de paramètres sur des bassins jaugés, donneurs de paramètres, qu'il faut alors transférer vers des bassins versants non-jaugés, receveurs de paramètres. Ces méthodes font donc deux hypothèses fortes: (i) les paramètres ont été correctement identifiés par le calage sur les bassins versants jaugés et (ii) nous sommes capables d'identifier des bassins versants jaugés et non-jaugés similaires entre lesquels le transfert de paramètres est possible. Cependant, ces hypothèses ne sont pas toujours vérifiées et, dans ce cadre, le calage régional apparaît comme une option prometteuse pour la régionalisation des modèles hydrologiques. En effet, le calage régional recherche des valeurs de paramètres communes à plusieurs bassins et permet (i) de mieux contraindre ces paramètres lors du calage et (ii) de réaliser conjointement le calage et le transfert de ces paramètres à des bassins versants non-jaugés. L'enjeu de cette thèse est d'évaluer le potentiel du calage régional pour régionaliser les paramètres du modèle hydrologique GR6J. Sur un large échantillon de bassins, nous avons en particulier étudié si le calage régional peut être une solution compétitive au regard des méthodes existantes.Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à étudier le modèle en contexte jaugé. Nous avons mené une étude de la sensibilité du modèle à ses paramètres pour définir leur rôle fonctionnel et avons testé huit stratégies de paramétrisation.Nous nous sommes attachés à identifier le jeu de paramètres hydrologiquement optimal, c'est-à-dire un jeu de paramètres indépendant de la stratégie de calage et donc transférable à des bassins versants non jaugés. Dans un second temps, nous avons proposé une méthode innovante appelée “ calage groupé ”, basée sur le calage régional, pour relier les paramètres de GR6J à des caractéristiques mesurables du paysage. Cette méthode présente l'avantage de prendre en compte les compensations au sein du jeu de paramètre et de permettre une interprétation des valeurs de paramètres au regard des processus hydrologiques. / Water resources are variable in time and space. Hydrological models are required to assess these resources and have to cope with catchments complexity and measurement limits. Most of the catchments are gauged which means that streamflow measurements are available at the catchment outlet. In particular, streamflow measurements can be used to analyse the catchment hydrological behavior and calibrate model parameters. However for ungauged catchments, the hydrological behavior must be define by other ways and model parametrisation must be assessed through regionalization instead of calibration.Regionalization studies rely on gauged catchments to developp methodologies applicable to ungauged catchments. They cover a large range of applications from hydrological signatures predictions (mean streamflow, regime, flow duration curves ...) to low-flow or flood predictions. The present work aims at estimating streamflow hydrographs in ungauged catchments by regionalizing hydrological model parameters.Several methods have been developped to solve this problem and they mostly rely on the knowledge of parameter sets on gauged catchments to find the best way to transfer the parameters sets between catchments. Gauged catchments are then considered as donor catchments while ungauged catchments are receiver: the challenge of transfert-based methods being to assign the correct donnor to each receiver. However, these methods make two strong hypothesis: (i) parameters sets calibrated on gauged catchments are reliable and (ii) similar gauged and ungauged catchments can be accurately matched during the transfer. However, those hypothesis do not always seem to hold true. In this context, regional calibration appears as a promising way for hydrological model regionalization since regional calibration look for common parameter sets on several catchments. This way, parameters are known with less uncertainties on gauged catchment and parameters regionalization is joined with calibration. The challenge of this PhD thesis is to develop and apply a regionalization scheme, based on regional calibration, to the GR6J hydrological model. On a large dataset, we have studied if regional calibration is a competitive solution to regionalize hydrological models compared to existing methodologies (i.e. transfer-based methods).As a prelude to the regionalization study, we paid attention to analyse the model on gauged catchments. In particular, we analysed the model sensitivity to its parameters to define the functionnal role of each parameter. Eight model parametrisation schemes were tested to identify the hydrologically optimal parameter set, i.e. a parameter set that is only catchment-dependant and do not depend on calibration strategy. Secondly we present an inovative method called “group calibration”, based on regional calibration, to link model parameters and hydrological descriptors. This method is fit for taking into account compensations between model parameters, allows the hydrological interpretation of the obtained relationships and is competitive to existing methods. Last, we conceptualize the regionalization methods to better undestand how to best value regional informations and increase model performance in extrapolation. We show that all methods set a ceilling and that space for improvement do not lie in the correct matching of donnor and reciever catchments but in the identification of more easily transferable informations.