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Le plateau de Demerara est un plateau marginal situé le long de la marge de la Guyane française et du Surinam. Grâce aux données récentes acquises lors de la campagne IGUANES, avec des données géophysiques et des carottes sédimentaires, certaines structures sédimentaires illustrent une forte influence du courant sur la construction récente de cette marge.Les géométries sédimentaires suggèrent la présence d'un Système de Dépôt contouritique (CDS) sur ce plateau. Le fond marin est marqué par la présence de structures longitudinales formées par l'activité actuelle: « giant flute casts » ou queues de comètes et des « longitudinal waves ». Sur la base de l'analyse des données chirp et des carottes, la présence de processus contouritiques a été identifiée sur les plateaux marginaux intermédiaires et inférieurs. Cette contourite est probablement induite par la circulation de la NADW. Des structures sédimentaires sont présentes et enregistrées après cet événement : des « comet marks » et des « longitudinal waves ».Le contourite sur ce plateau est constitué de sédiments riches en illustrant le vannage induit par les courants de fond. L'étude des carottes sédimentaires associées à un cadre chrono-stratigraphique permet d'identifier les caractéristiques sédimentaires en fonction de l'intensité du courant. La glauconite, minéral authigénique, est utilisé comme un nouvel outil qui, couplé à des analyses granulométriques et de faciès, permet d’enregistrer les variations du vannage. Sur le plateau de Demerara, la sédimentation indiquent des taux d'accumulation sédimentaire faibles et des courants de fond intenses pendant les périodes glaciaires.La présence de contourites le long du plateau de Demerara et le long d'autres plateaux marginaux montre l'impact fort de tels reliefs bathymétriques sur la circulation océanique. / The Demerara Plateau is a marginal plateau located along the French Guyana and Surinam margin. Thanks to the recent data acquired during the IGUANES cruise, with geophysical data and sedimentary cores, some sedimentary structures illustrate a strong current influence on the recent building of this margin. The sedimentary geometries suggest the presence of a Contourite Depositional System (CDS). The seafloor is marked by the presence of longitudinal structures formed by the current activity: giant flute clasts or comet marks, and longitudinal waves. Based on the chirp data analysis and on cores, some sedimentary domains are identified on the Demerara marginal plateau. The intermediate and the lower marginal plateaus are affected by contouritic process with two moats and a mounded elongated drift. This contourite is likely induced by the NADW circulation. The contourite on this plateau is made of glauconitic rich sediments inside the moat showing the winnowing effect induced by the bottom currents. The detailed study of sedimentary cores associated with a chronostratigraphic framework allows identifying the sedimentation features depending on current intensity through time. The glaucony authigenic mineral is used as a main proxy, coupled with grain-size and facies analyses, for inferring the degree of winnowing at the sediment-water interface. On the Demerara plateau, the sedimentation suggests low sediment accumulation rates and quite energetic bottom currents during ice periods.The presence of contourites along the Demerara Plateau and along other marginal plateaus shows the strong impact of such deep-sea marginal bathymetric reliefs on the oceanic circulation.

Le profil de dépôt syn-rift d’un Gilbert-delta et de son prodelta du Pléistocène moyen est documenté dans le Rift de Corinthe en Grèce, à partir d’études de terrain et d’un modèle photogrammétrique. Les études de terrain ont permis de mettre en évidence quatre typologies de bottomsets avec des facies, des associations de facies et des géométries spécifiques : (1) des bottomsets de sables et de graviers, (2) un épisode d’érosion et de bypass, (3) un bottomset de sables fins et de silts, (4) un bottomset de sables massifs. Ces typologies sont intégrées dans le cadre stratigraphique du delta. Dans le prodelta associé, deux moats actifs remplis de sables et de conglomérats sont limités par un drift confiné. L’axe des moats migre à contre pente et est perpendiculaire au delta. Dans l’axe des moats, une séquence normale est remaniée en une séquence inverse dans la partie avale sous l’action des courants de fond. Le drift asymétrique développe une sediment-wave sur son flanc long avec deux séquences : (1) une séquence turbiditique strato- et grano-décroissante directement sur une surface d’érosion et (2) une séquence contouritique bi-gradationelle avec des rides de courant, des bancs ondulés, de la bioturbation et des encroutements ferrugineux. De nouvelles cartes d’horizon, structurales, morphodésimentaires et d’épaisseurs sont proposées à partir de l’interprétation des données sismiques avec un pas de temps de 100 ka. Ces éléments documentent la formation d’un système mixte contouritique et turbiditique profond dans le Golfe de Corinthe. Au Sud deux systèmes se développent en pied de pente : un système de bottomsets gravitaires et un système de moat érodant et remobilisant les sédiments pour former des drifts. Au Nord, la pente est remaniée en sediment-wave et par des moats perchés qui produisent des plastered drifts. A 0,4 Ma, un système dominé par les coutourites, dans le Golfe de Corinthe, indique une possible ouverture à l’Est et à l’Ouest. / Middle Pleistocene Gilbert-type delta and prodelta in the Rift of Corinth, Greece, are investigated combining field methods and photogrammetric 3D model to document an entire early synrift sedimentological profile. Field works document four different dynamics in Gilbert-type bottomset deposits, each one of which is characterized by a specific range of facies, facies associations and geometries: (1) the sandy-gravelly bottomset, (2) the erosional-bypass stage, (3) the fine-grained bottomset and (4) the massive-sandy bottomset. The bottomset typologies are integrated within the stratigraphic delta context. In the associated prodelta, two active sandy-conglomeratic moats are limited by a confined drift. The prodelta moat axis are perpendicular to the delta and migrate upslope. In the moat axis, a normal-to-inverse grading sequence evolution is correlated down-flow under bottom-current processes. The asymmetric drift presents a sediment-wave architecture on its long side within two sequences : (1) a normal turbidite sequence with a sharp erosional base and massive silt to shale and (2) a contourite bi-gradational sequence affected by red crust, wavy bedding, current ripples and bioturbation. New interpretations of seismic data resulting in horizon, structural, morphosedimentary, and thickness maps, for the offshore Corinth Rift, at a 100 kyr time scales document a mixed turbiditic and contouritic deep water system. The Southern slope break presents a mixed system between gravity-driven bottomset and bottom-current moats which rework and depose drifts. The Northern slope is meanly reworked by sediment-wave and perched drift which can produced plastered drifts. At 0.4 Ma, a contouritic sedimentary system dominates the Gulf of Corinth and indicates an opening at both West and East tips.

The continental margin off Nova Scotia (the Scotian margin) forms the northern edge of the North American Basin. The Cenozoic stratigraphy and geological history of the outer margin is not well known. This study examines aspects of the Upper Cretaceous-Cenozoic geological history of the outer Scotian margin addressing the following objectives: 1) determine the geological history of a large deep-water depocenter, 2) investigate processes that led to deep-water unconformity formation in the study area, 3) determine the role of deep-ocean circulation in margin evolution, 4) examine the effects of morphological heritage on subsequent depositional patterns. High quality 2-D and 3-D seismic reflection data along with lithostratigraphic and biostratigraphic data from hydrocarbon exploration wells provide the basis for this investigation. The seismic stratigraphy of a large deep-water depocenter along the western Scotian margin was broadly divided into four units. Unit 1 (Upper Cretaceous-Upper Eocene) is attributed to repeated, widespread erosion events interspersed with periods of hemipelagic and pelagic, carbonate-rich sedimentation. Unit 2 (Lower Oligocene-Middle Miocene) consists of a variety of seismic facies overprinted by dense, small-offset faults. Unit 3 (Middle Miocene-Upper Pliocene) is dominated by sediment drift deposition. Unit 4 (Upper Pliocene-present) is characterized by channel development and gravity flow deposition. The processes that led to regional seismic stratigraphic horizons were complex. Both large mass-wasting events and along-slope bottom currents contributed to the formation of unconformities in the study area. Most of the succession preserved in the depocenter belongs to seismic units 2 and 3. These deposits are mainly confined to the area seaward of the Abenaki carbonate bank and landward of shallow salt structures below the slope. Locally, however, modification of the slope profile through mass-wasting and bottom current processes greatly influenced subsequent depositional patterns. The Cenozoic geological evolution of the study area was strongly affected by northeast-to-southwest flowing bottom currents. The earliest indication of bottom current activity was in the Eocene. Upper Miocene and Pliocene sediment drifts represent >50% of the preserved stratigraphic section in the thickest part of the depocenter. It is clear that along-slope sedimentary processes were far more important in shaping the margin than previously understood.

A contourite drift complex on the J-Anomaly Ridge (JAR) and Southeast Newfoundland Ridge (SENR), offshore eastern Canada, records an extensive archive of North Atlantic circulatory and sedimentary dynamics formed under the influence of the Deep Western Boundary Current (DWBC). Seismic-reflection profiles constrained by drill sites from IODP Expedition 342 are used to map the spatial and temporal distribution of contourite sedimentation and to evaluate the Cenozoic history of the DWBC within a preexisting climatic framework. This study indicates three phases of sedimentation termed here Pre-Contourite-Drift Phase (~115-50 Ma), Active-Contourite-Drift Phase (~50-2.6 Ma), and Post-Contourite-Drift Phase (~2.6-0 Ma). Bottom current controlled sedimentation began at the boundary between Pre-Contourite-Drift Phase and Active-Contourite-Drift Phase (~50 Ma), and correlates to a long-term global cooling trend that initiated at the end of the Early Eocene Climatic Optimum. Within the Active-Contourite-Drift Phase at ~30 Ma depocenters shifted deeper and current energy and focus is interpreted to have increased in association with global oceanographic change at the Eocene-Oligocene transition. The beginning of Post-Contourite-Drift Phase sedimentation (~2.6 Ma) marks a shift in bottom current path towards shallower water depths, and corresponds with the onset of Northern Hemisphere ice sheets. These events of circulatory reorganization correlate with other North Atlantic seismic stratigraphic studies, suggesting that these events occurred throughout the North Atlantic. An improved understanding of long-term (>1000000 yr) dynamics of North Atlantic circulation in response to significant reorganization of Cenozoic climate provides important context towards refining models and prediction of oceanic response to contemporary climate change. / Master of Science

Le Canal de Corse est un bassin confiné asymétrique localisé entre l’Île de Corse et l’Archipel de la Toscane, dont le flanc ouest est dominé par des processus turbiditiques et hémipélagiques et le flanc est par des mouvements en masse et des processus contouritiques. Le présent projet de doctorat a pour objectif de comprendre plus précisément les mécanismes contrôlant la formation des glissements sous-marins dans les contourites vaseuses (dépôts sédimentaires formés par les courants) pendant la période Plio-Quaternaire. Le vaste jeu de données disponible pour ce projet de doctorat inclut : la bathymétrie multifaisceaux, la sismique réflexion, les mesures géotechniques in situ, les mesures de vitesse de courant et les résultats d’un modèle hydrodynamique.Les contourites du Canal de Corse sont principalement composées de vase avec la présence de couches de sable formées par de forts courants de fond pendant les périodes de baisse du niveau marin. La croissance des dépôts contouritiques dépend de la disponibilité de sédiment fourni par le système turbiditique. Ainsi, cette croissance est lente pendant les périodes interglaciaires de haut niveau marin et rapide pendant les bas niveaux marins. Les courants contrôlent la morphologie du fond et génèrent les plastered drifts de forme convexe avec des pentes plus raides dans la partie avale, limités par une incision créée par les courants (moat). Le Pianosa Slump a été initié dans cette partie basse du plastered drift. Les moats pourraient être érodés préférentiellement pendant les périodes froides passées déclenchant ainsi certains glissements observés. Un autre facteur prédisposant l’instabilité de pente sur la Ride de Pianosa est la faiblesse d’une couche dont le comportement mécanique se caractérise par du radoucissement (perte de résistance avec le cisaillement). Cette propriété particulière est due à la présence de zéolites (produit de l’altération des roches volcaniques). Cette couche a formé la surface basale de rupture du Pianosa Slump. En conclusion, les deux principaux facteurs prédisposant la formation de glissements sous-marins sur la Ride de Pianosa sont : la morphologie du plastered drift avec une pente plus raide en aval et la couche faible composée de sédiment vaseux riche en zéolites. Le principal facteur déclenchant semble être l’érosion basale. / The Corsica Trough is an asymmetric confined basin located between the Corsica Island and the Tuscan Ar-chipelago, with the western flank dominated by turbiditic and hemipelagic processes and the eastern flank by mass transport and contouritic processes. The present PhD project aims to develop our understanding of the mechanisms that control the formation of submarine landslides within muddy contourites (sediment deposits related to bottom currents) during the Plio-Quaternary. The broad data set available for this PhD project includes: multibeam bathymetry, seismic reflection data, sediment cores, in situ geotechnical measurements, current ADCP measurements and results of a hydrodynamic model.The contourites of the Corsica Trough are mainly composed of mud with sandy layers formed by enhanced bottom currents during periods of sea level fall. The contourite drifts grow slowly during sea level high-stands and rapidly during sea level low-stands due to the high sediment availability provided by an active turbidite sys¬tem. Bottom currents control the seafloor morphology and generate plastered drifts on the slope. This is a con¬vex-shaped contourite with steep slope gradients in the lower part limited by a moat (incision created by bottom currents). The Pianosa Slump was initiated in this lower part of the plastered drift. The occurrence of continuous erosive processes during cold periods could undercut the slope and trigger submarine landslides. Another predis¬posing factor for slope instability identified is the presence of a potential weak layer with a post-peak strain soften¬ing behaviour (strength loss with increasing strain). This particular property is caused by the presence of zeolites (product of the alteration of volcanic rocks). This layer originated the basal failure surface of the Pianosa Slump.In summary, the two main factors predispose the formation of submarine landslides in the Pianosa Ridge are: the morphology of the plastered drift with steep slopes in the lower part and a potential weak layer composed of zeolitic muddy sediment. The main triggering factor seems to be undercutting by bottom currents.

Une analyse de données de sondeur multifaisceaux, de sondeur de sédiments (Chirp) et de sismique multitraces, présente la morphologie et la dynamique sédimentaire actuelle ainsi que l’évolution architecturale et stratigraphique du Néogène-Quaternaire opérant le long d’une marge leeward, au nord-ouest du Great Bahama Bank. L’analyse morpho-bathymétrique révèle un talus dominé par de la boue aragonitique, et une grande variété de structures sédimentaires, liées à des processus hydrodynamiques diversifiés. Les courants de density cascading associés aux courants de marée et aux vents d’est représentent les mécanismes de transports édimentaire dominant le long de la marge. La zone de Bimini présente localement un talus court et abrupt,stabilisé en bordure de plate-forme par une barrière récifale, ce qui limite l’export off-bank de sédiments.L’architecture stratigraphique montre une évolution complexe du talus au cours du Néogène. La fin du Paléogène est marquée par un talus continu aggradant détaché de la plate-forme par un escarpement sur faille. Ilpasse à un système très peu incliné de type slope-apron, attaché à la plate-forme au Miocène et se termine par un système en accrétion fortement incliné au Pléistocène. Bien que les dépôts de talus soient dominés par de la boue, ils présentent des variations latérales rapides du Sud au Nord tout au long du Néogène (< 30 km) avec la mise en place de tabliers turbiditiques, de nappes de débrites, et de larges Mass Transport Complexes. Ces faciès interagissent depuis le Langhien avec le Santaren Drift qui s’étend et migre progressivement le long du talus jusqu’à aujourd’hui. Le maximum d’empiétement des contourites se produit au Pliocène supérieur et coïncide avec une réorganisation océanographique globale ainsi que des changements climatiques majeurs dans l’hémisphère nord liés à la fermeture de la Central American Seaway. / An analysis of multi-beam echo sounder, sub-bottom profiler (Chirp) and multichannel seismic,highligths the present-day sedimentary dynamics and the Neogene-Quaternary architectural and stratigraphicevolution along the northwestern leeward margin of the Great Bahama Bank.The morpho-bathymetric analysis reveals an aragonite mud-dominated slope, and a broad spectrum ofsedimentary structures, related to various hydrodynamic processes. The density cascading currents associatedwith tidal currents and prevailing easterly winds correspond to the dominant transport mechanisms operatingalong the margin. The Bimini area displays a short and steep slope, stabilized at shelf edge by rimmed reefalbarrier, which constrains the off-bank export of materials.The stratigraphic architecture shows a complex evolution of the slope during the Neogene. The end ofthe Paleogene is marked by a continuous aggrading slope detached from the shelf by a fault escarpment. It passesinto a low angle slope-apron attached to the platform in the Miocene, and ends with an accretionary system witha steepened slope in the Pleistocene. Although the slope deposits are mud-dominated, they show rapid lateralvariations (< 30 km) from South to North throughout the Neogene with the establishment of turbidite aprons,debrite layers and large Mass Transport Complexes. These facies interact since the Langhian with the SantarenDrift which gradually extends and migrates along the slope until today. The maximum extent of the drift occursduring the upper Pliocene and coincides with a global oceanographic reorganization and major climate changesin the northern hemisphere, related to the closure of the Central American Seaway.

La marge de l’Algarve est un système contouritique principalement construit par l'action de la Veine d'Eau Méditerranéenne (MOW) et dont l'évolution est fortement influencée par les processus gravitaires, comme l'atteste les nombreux canyons et chenaux qui entaillent la pente continentale. A partir de l’analyse et de l’interprétation de données acoustiques haute résolution, cette thèse propose une reconstruction du fonctionnement du système contouritique de l’Algarve sur l’ensemble du Quaternaire. Ce travail améliore la compréhension des interactions existant entre les processus gravitaires et contouritiques ainsi que les connaissances concernant leurs facteurs de contrôle. Le schéma de circulation actuelle est conforme à la distribution des faciès sédimentaire et à l’architecture des drifts. La morphologie du fond marin, et notamment la présence de canyons, exercent un contrôle important sur l’orientation et l’intensité de la branche supérieure de la MOW (MUW). Les variations spatiales de la circulation océanique, comme celle induite par la capture du courant par un canyon, se traduisent directement par des différences géométriques et morphologiques au sein des dépôts sédimentaires. D’autre part, la présence de paléochenaux sous les drifts révèle l’existence d’un ancien système gravitaire fossilisé par la construction contouritique. La géométrie interne de ces paléochenaux montre que leur évolution temporelle est étroitement liée à l’interaction entre les écoulements gravitaires et l’hydrodynamique régionale. L’étude sismique met en évidence la présence de corps sédimentaires lenticulaires et sableux, intercalés dans les drifts et interprétés comme des « lobes perchés ». La granularité grossière de ces dépôts ainsi que leur fossilisation rapide et leur préservation par la croissance des drifts font de ces corps sédimentaires particuliers de potentiels réservoirs pour les hydrocarbures, et leur confère ainsi un intérêt industriel important. La mise en place des dépôts au cours des deux derniers millions d'années révèle que la construction de la marge de l’Algarve s’effectue sous l’action indépendante ou conjointe des processus gravitaires et des processus contouritiques. La sédimentation de cette marge est essentiellement contrôlée par les fluctuations climato-eustatiques : (1) en haut niveau marin relatif, les processus contouritiques dominent et les drifts croissent sous l’action d’une MUW intense; (2) en bas niveau marin relatif, la MUW est affaiblit et la croissance des drifts est réduite ; les processus gravitaires deviennent dominants et permettent la mise en place de lobes perchés sur la pente. / The Algarve Margin is a contourite system principally built under the action of the Mediterranean Outflow Water (MOW). The margin evolution is strongly influenced by gravity processes as attested by the presence of numerous canyons and channel that incise continental slope. Based on analysis and interpretation of high resolution acoustic data, this thesis proposes a reconstruction of sedimentary history of Algarve Margin during Quaternary. This work improves the understanding of the interactions existing between gravity processes and contourite processes, and their forcing parameters. The present circulation pattern reflects the sedimentary facies distribution and the drift geometry. The seafloor morphology and notably presence of canyons play an important role on the orientation and intensity of the MOW upper branch (MUW). Spatial variations of oceanic circulation, such as induced by current capture by a canyon, generate differences in geometry and morphology in sedimentary deposits. Furthermore, the presence of paleochannels under the drifts underlines the existence of ancient gravity system buried by contourite construction. The filling geometry of paleochannels shows that their temporal evolution is strongly linked to the interaction between gravity currents and regional hydrodynamics. Seismic data analyse emphasizes the presence of sandy lenticular sedimentary bodies intercalated in drifts. They are interpreted as “perched lobes”. Their sand content and their rapid fossilization and preservation by drift construction, confer them an important industrial interest. During the two last million years, sedimentary deposits show that Algarve Margin developed under the action of contourite processes, gravity processes and their interactions. On this margin, the sedimentation is principally controlled by climato-eustatic variations: (1) during high sea level, contourite processes are dominant and drifts grow under the influence of intense MUW; (2) during sea level lowstand MUW decrease and drifts growth decreases; gravity processes become dominant and generate the formation of perched lobes on the slope.

Cette étude présente les architectures et la dynamique sédimentaire de la pente carbonatée au nord de Little Bahama Bank (Bahamas) à partir des données de sondeur multifaisceaux, de sondeur de sédiments (Chirp) et de sismique multitraces Haute Résolution (HR) issues de la mission Carambar 1(2010). Une analyse morpho-sédimentaire de surface permet de définir les grands domaines physiographiques et les éléments architecturaux de la pente et précise la répartition spatiale des sédiments dans le contexte actuel de haut niveau marin relatif. Elle révèle une pente dominée par de la boue de périplate-forme avec différents niveaux d’induration et entaillée par des glissements et des canyons sous marins.La variabilité spatiale du transfert de boue depuis la plate-forme vers la pente, couplée à l’évolution latérale de l’intensité du courant des Antilles est à l’origine de grandes différences morphologiques d’est en ouest. Dans la partie occidentale, la pente est environ deux fois plus étendue que dans la partie orientale,elle s’apparente à un système progradant. La pente orientale, quant à elle, est marquée par des processus de bypass. En effet, cette partie est caractérisée par de nombreux canyons sous-marins se poursuivant par des sillons distributaires alimentant des zones de dépôts distales confinées. Une étude intégrée permet la caractérisation à haute résolution des glissements et des canyons et la proposition d’un modèle déformation. Ces éléments architecturaux sont initiés par des déstabilisations intra-pente et leur évolution est contrôlée par des épisodes d’érosion régressive, la sédimentation pélagique et les écoulements gravitaires boueux. Enfin, une analyse sismo-stratigraphique permet de reconstituer l’évolution tectono-sédimentaire de la pente de l’Albien à l’Actuel en lien avec le contexte géodynamique des Caraïbes, l’eustatisme et la production carbonatée sur la plate-forme. / This study focuses on the architectures and the sedimentary dynamic of a carbonate slope located on the northern part of Little Bahama Bank (Bahamas) using a dataset composed of multibeam echo sounder,subbottom profiler (Chirp) and High-Resolution (HR) multichannel seismic collected during the Carambar 1cruise (2010). A morpho-sedimentary surface analysis defines the physiographic domains and the architectural elements of the slope and investigates the spatial distribution of sediments in the context of the current sea-level highstand. It reveals a slope dominated by periplatform ooze with several levels of induration and incised by numerous slides and submarine canyons. The spatial variability of off-bank transport, combined with the lateral variability of the Antilles Current intensity, are at the origin of a morphological evolution from west to east in the study area. In the western part, the slope is around twice as large as the eastern part and can be considered as a prograding system. The eastern slope is marked by bypass processes. Indeed, numerous submarine canyons are visible on the seafloor and are connected to several shallow distributary furrows feeding confined depositional areas. An integrated study allows a high resolution characterisation of slides and submarines canyons and enables us to propose a model of formation. These architectural elements are initiated by intra-slope destabilisations and their evolution is controlled by phases of retrogressive erosion,pelagic sedimentation and muddy gravity flows. Finally, a seismo-stratigraphic analysis allow to reconstitutethe tectonic and sedimentary evolution of the slope since the Albian to the present-day by establishing a link with the geodynamic context of Caraïbes, relative sea-level changes and the carbonate production on the platform.