L'évolution sédimentaire des milieux lagunaires est un phénomène complexe faisant intervenir à la fois des processus intenses sur le court terme (crues, tempêtes) et des processus plus lents sur le long terme (variations du niveau marin moyen, changements climatiques). Si les mécanismes généraux de ces phénomènes sont bien connus, leur variabilité spatiale et temporelle les rends difficiles à estimer au niveau local. La grande diversité des milieux lagunaires et l'influence des actions anthropiques rendent plus hasardeuse encore cette estimation. Dans cette étude, je me suis intéressé au cas du système lagunaire méditerranéen des « étangs Palavasiens, étang de l'Or, canal du Rhône à Sète » situé dans le Golfe du Lion (Sud de la France). L'utilisation d'une approche pluridisciplinaire a permis d'évaluer la dynamique sédimentaire sur des échelles de temps multiples. Sur les deux derniers siècles, le comblement du système lagunaire a pu être estimé à la vitesse moyenne de 1,3 mm.an-1 à travers l'utilisation conjointe de données géographiques historiques et d'analyses géochronologiques (210Pb, 137Cs). Une perte de surface imputable pour moitié aux aménagements anthropiques est également mise en avant au cours du XXème siècle. Une campagne de mesures haute fréquence de la dynamique hydro-sédimentaire a été menée à court-terme (2 ans). Elle a permis de déterminer l'influence des conditions de forçages physiques sur les processus internes (érosion, remise en suspension, dépôt). Les seuils caractéristiques tels que la tension critique d'érosion ont pu être estimés et reliés aux conditions météorologiques. Le bilan net sur les stations suivies durant cette période montre une perte de sédiment. Ce bilan opposé aux estimations historiques sur les mêmes secteurs est probablement en lien avec les conditions d'apports réduites durant la période investiguée. L'adaptation d'un modèle numérique sur la zone d'étude a été entreprise afin de préciser cette dynamique sur une plus large échelle spatiale et temporelle. / The sedimentary evolution of coastal lagoons is a complex phenomenon involving both short term extreme processes (floods, storms) and long term processes (mean sea level variations, climate change). If general mechanisms of these phenomena are well known, their spatial and temporal variability makes them difficult to assess at the local scale. The diversity of lagoonal environments and human influence makes this even more risky. I have focussed this study on the case of a Mediterranean lagoon system : “Palavasian lagoons, Or lagoon, and Rhône-Sète waterway” which is located in the Gulf of Lion (South of France). A multidisciplinary approach was used to assess sediment dynamics on multiple time scales. An average filling rate of 1.3 mm.year-1 over the two last centuries was assessed using a both historical maps and geochronology (210Pb, 137Cs). An area loss due for half to anthropogenic impacts was also highlighted in the twentieth century. A short term (2 years) and high frequency monitoring of in situ hydro-sedimentary dynamics was performed to determine the influence of physical forcing over internal processes (erosion, resuspension, deposition). The main characteristics thresholds were estimated and related to weather conditions. The observed net balance during this monitoring shows a loss of sediment. This assessment, opposite of historical trends, is probably related to the conditions of reduced river contribution. The implementation of a numerical model is going on in order to explain the dynamics on a larger spatial and temporal scales.

Le littoral méditerranéen oriental du Maroc compris entre l’oued Kiss et le Cap des Trois Fourches s’étire sur près de 120 km. Ce littoral, objet de notre étude, est caractérisé par des unités morphologiques variées : embouchure, baies, lagune, plages, flèches sableuses, tombolo, falaises (vives et mortes). C’est une zone particulièrement intéressante pour l’étude et la compréhension de l’influence des processus naturels et anthropiques sur la dynamique sédimentaire. L’augmentation des activités industrielles et l’urbanisation croissante ont conduit ces dernières années à la construction de nombreux ouvrages le long de la côte, conduisant à des modifications dans la distribution des sédiments et à une dégradation de l’environnement naturel de certaines plages. L’étude sédimentologique couplée à l’analyse des photos aériennes de plusieurs missions a permis de caractériser les différents environnements de ce littoral, de reconstituer la dynamique des différents environnements sédimentaires et de souligner les facteurs, les processus hydrologiques et hydrographiques qui contrôlent ce littoral méditerranéen. Les analyses minéralogiques, en particulier l’étude des minéraux lourds, nous ont fourni des indications sur l’origine des sédiments, la nature du bassin versant fournisseur, également ont permis de mettre évidence deux secteurs morphosédimentaires de part et d’autre de l’embouchure de la Moulouya. Á l’Est, on trouve un secteur en démaigrissement et un secteur en accrétion est situé dans la partie Ouest de l’embouchure de la Moulouya. L'évolution morphodynamique de chacun de ces deux secteurs résulte des interactions entre les facteurs naturels et l’impact des aménagements réalisés sur cette portion de littoral / The Eastern Mediterranean coastline of Morocco ranging between Kiss and the Cap of the Three Fourches is stretched along nearly 120 km. This littoral, the object of our study, is characterized by varied morphological units: mouth, bays, lagoon, beaches, sand, tombolo, cliffs (formed and dead). It is a particularly interesting zone for the study and the comprehension of the influence of the natural and anthropic processes and sedimentary dynamics. During the last few years the increase in the industrial activities and the increasing urbanization led to the construction of many works along the coast, leading to modifications in the distribution of the sediments and to a degradation of the natural environment of certain beaches. The sedimentological study coupled with the analysis of aerial photographs (of several missions) made it possible to characterize the various environments of this littoral, to reconstitute the dynamics of the various sedimentary environments and to underline the factors, the hydrological and hydrographic processes which control this Mediterranean coastline. The mineralogical analysis, the study of heavy minerals in particular, provided indications on the origin of the sediments, the nature of the catchment supplier area and made it possible to put two morphosedimentary sectors obvious on both sides of the mouth of Moulouya. The morphodynamic evolution of each one of these two sectors results from the interactions between the natural factors and the impact from the installations carried out on this portion from littoral

Les écosystèmes côtiers méditerranéens sont soumis à de multiples sources de contamination (activités agricoles, industrielles et touristiques) impactant à des degrés divers les compartiments environnementaux (colonne d'eau, sédiments, biota, ...). En particulier, des études précédentes ont démontré que les sédiments de la Rade de Toulon présentent un niveau de multi-contamination très important, qui pourrait avoir des conséquences non-négligeables sur l'écosystème côtier, ce qui nécessite la réalisation de différentes études complémentaires visant à mieux comprendre les processus régissant le transfert potentiel des polluants vers le milieu environnant. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse consistent à étudier les processus contrôlant la dynamique des polluants inorganiques dans la colonne sédimentaire et à l'interface eau/sédiment et à évaluer leur remobilisation potentielle vers la colonne d'eau. Trois modes principaux de dispersion peuvent conduire à une remobilisation des contaminants: (1) la diagénèse précoce mobilisant des éléments nutritifs et des éléments traces métalliques et métalloïdes, (2) la remobilisation des contaminants lors de remises en suspension sédimentaire, et (3) le flux diffusif à l'interface eau/sédiment en lien avec la mobilité des contaminants dans la colonne sédimentaire. Pour atteindre ses objectifs, ce projet de thèse combine des approches in-situ (carottage d'interface, extraction de l'eau interstitielle, traitement/analyse des eaux interstitielles et des fractions solides, …), des expériences en laboratoire (suivi cinétique de la remobilisation des contaminants lors des mélanges eau/sédiment, extractions séquentielles…), des outils de modélisation (calcul de la spéciation chimique, simulation de la partition dissous/particulaire, simulation des profils sédimentaires, réactivité de la matière organique, …) ainsi que le traçage des sources de contamination et de leur transfert entre différents compartiments environnements à l'aide des isotopes stables du Pb. Ces travaux ont été réalisés en étroite collaboration avec le LASEM et avec la contribution de différents partenaires (EPOC/Université de Bordeaux, Ruđer Bošković Institut/Croatie, CAM/Université de Lausanne/Suisse, IFREMER, IRSN, …). / Mediterranean coastal ecosystems are exposed to several contamination sources (agricultural, industrial and touristic activities) impacting the environmental compartments (water column, sediment, biota ...) at various scales. Some previous studies showed, in particular, that the sediments of Toulon Bay present important contents of several contaminants, which may have non-negligible impacts on the coastal ecosystem, and which require further studies to better understand the processes governing the potential pollutants transfer to the surrounding environment. In this context, the objectives of this PhD are to study the processes controlling the inorganic pollutants dynamic in the sediment column and at the sediment/water interface and to assess their potential remobilization to the water column. Three main modes of dispersion can lead to contaminants remobilization : (1) the early diagenesis mobilizing nutrients, trace metals and metalloids, (2) the contaminants remobilization during sediment resuspension events, and (3) the diffusive flux from the sediment/water interface due to the sedimentary mobility of contaminants. To achieve its goals, this PhD project combines in-situ approaches (interface coring, extraction, treatment and analysis of porewater and solid fractions, ...), laboratory experiments (kinetic monitoring of contaminants remobilization during sediment resuspension, sequential extractions, ...), modeling tools (chemical speciation calculation, dissolved/particulate partition simulation, depth profiles simulation, organic matter reactivity, …) and contamination sources tracking and transfer between various environmental compartments using Pb stable isotopes. These studies were performed in close cooperation with the LASEM and with the contribution of different partners (EPOC/University of Bordeaux, Ruđer Bošković Institute/Croatia, CAM/University of Lausanne/Suisse, IFREMER, IRSN, …).

Les estrans du bassin d’Arcachon sont en grande partie colonisés par des herbiers de Zostera noltii. La surface de ces herbiers connaît actuellement une régression importante. Il est donc essentiel de comprendre le rôle des herbiers de Zostera noltii sur les processus hydrodynamiques et sédimentaires afin d’anticiper les conséquences de la régression sur les bilans morpho-sédimentaires du bassin d’Arcachon.Des expérimentations en canal sur herbiers naturels ont mis en évidence une importante atténuation de la vitesse près du fond, associée à une augmentation de la turbulence, diminuant au cours du développement des herbiers. Il en résulte dans le même temps, une augmentation de l’effet de protection contre l’érosion et des flux de dépôt.Des tests d’érodabilité ont montré une variation saisonnière de la résistance des sédiments face à l’érosion, associée à la modification des sédiments superficiels. La stabilisation induite par la présence de la rhizosphère et sa saisonnalité a également été mise en évidence. Un paramétrage satisfaisant de la loi d’érosion a été obtenu.Un suivi in-situ du niveau sédimentaire, des paramètres sédimentaires et biométriques a mis en évidence des tendances nettes au dépôt en présence d’herbier, et à l’érosion en l’absence d’herbier. En présence d’herbiers, l’évolution des caractéristiques des sédiments superficiels est corrélée au cycle de croissance des herbiers. Les sédiments deviennent plus fins durant la période de croissance alors qu’un enrichissement en sable intervient durant la période de dégénérescence automnale.Le modèle hydrodynamique MARS-3D a été exploité pour simuler finement les profils de vitesse en présence des herbiers, en prenant en compte la flexibilité de leurs feuilles. / The intertidal flats in the Arcachon lagoon are extensively colonized by seagrass meadows of Zostera noltii. The last ten years these meadows experienced a drastic regression of their surface area. Understanding the impact of seagrass on hydrodynamics and sediment dynamics is required to anticipate the consequences of meadows regression on the sediment dynamics of the Arcachon lagoon.Flume experiments with natural seagrass highlighted a strong velocity attenuation associated with a turbulence increase near the bed within seagrass canopies. An increase in sediment protection from erosion and in deposition fluxes related to the seagrass growth was found.Erosion tests showed seasonal variability of sediment resistance against erosion associated with changes in sediment characteristics. The bed stabilization induced by the root system and its seasonality was also observed. A parameterization of the erosion law was found.The in-situ survey of sediment altimetry, sediment and biometric characteristics showed a significant trend to sediment deposition on colonized sites, while erosion occurred on the unvegetated site. On the vegetated sites, surface sediment evolutions are correlated to the seagrass growth. Sediment became finer during the growth while the sand content rose during the end-of-season die-off.The hydrodynamic model MARS-3D was modified to take into account for seagrass and its flexibility on hydrodynamics and produced good simulation of velocity profiles in presence of seagrasses.

Ce travail pluridisciplinaire a pour objectif d'étudier la distribution et la remobilisation du plutonium (Pu) dans les sédiments situés face à l'embouchure du Rhône. Les isotopes 238Pu et 239,240Pu introduis dans le Rhône sont principalement issus des rejets d'effluents faiblement radioactifs effectués par l'usine de retraitement de Marcoule, située à 120 km de l'embouchure du Rhône. Etant données sa très forte affinité pour la phase particulaire et sa longue période radioactive, le 238Pu présente un intérêt particulier en tant que traceur anthropique du devenir des apports solides du Rhône en Méditerranée. Au cours de ce travail, les 3 campagnes REMORA ont permis d'échantillonner spécifiquement les sédiments du prodelta du Rhône et du plateau continental du golfe du Lion. Des mesures d'émetteurs alpha ont permis d'obtenir une première cartographie détaillée des concentrations des isotopes du Pu dans les sédiments situés face au Rhône. L'étude couplée du 137Cs et des isotopes du Pu a permis d'estimer pour la première fois les inventaires en plutonium de la zone étudiée. En 2001, les stocks sédimentaires de Pu sont estimés à 92 ± 7 GBq en 238Pu et 522 ± 44 GBq en 239,240Pu, pour une aire d'environ 500 km2. Le prodelta du Rhône joue un rôle essentiel dans la séquestration du plutonium puisqu'il piège à lui seul environ 50 % de ces stocks sur une aire de 100 km2. La remobilisation du plutonium a été appréhendée par des expériences originales de remise en suspension en canal à courant linéaire. Pour les sédiments du golfe du Lion et un stress hydrodynamique donné, les flux potentiels de remobilisation atteignent au maximum 0,08 Bq.m-2.h-1 en 238Pu et 0,64 Bq.m-2.h-1 en 239,240Pu. En parallèle, des mesures ADCP de courant et de houle ont été réalisées au printemps 2002 pour étudier in situ la dynamique sédimentaire du prodelta du Rhône. Ces mesures mettent en évidence le rôle prépondérant des houles de Sud-est dans l'érosion des sédiments prodeltaïques et dans leur exportation en direction du Sud-Ouest. Un premier bilan sur le devenir du plutonium indique qu'au minimum 85 % du plutonium rejetés par l'usine de Marcoule, au cours des quarante dernières années, sont actuellement piégés dans les sédiments situés face à l'embouchure du Rhône. Le remobilisation du plutonium est un phénomène potentiellement important mais la dispersion des sédiments contaminés serait relativement limitée dans l'espace. Ces résultats suggèrent alors une faible exportation du matériel particulaire originaire du Rhône vers l'ensemble du plateau continental du golfe du Lion et vers le bassin Nord méditerranéen.

Au cours du XXe siècle, les lits de nombreuses rivières ont été sujets à l'installation de végétation alluviale. Dans le cas des rivières aménagées, cette tendance est souvent associée à des altérations géomorphologiques directes (extractions de granulats, endiguements, etc.) ainsi qu'à des modifications anthropiques de leur régime hydrologique et sédimentaire conduisant à une stabilisation du lit qui permet l'installation de la végétation. Cette végétation augmente le risque d'inondation en diminuant les vitesses d'écoulement et en augmentant les niveaux d'eau en crue. Par ailleurs la biodiversité est dégradée par la diminution des habitats pionniers caractéristiques de ces environnements. Manipuler artificiellement le régime hydrologique d'une manière qui pourrait limiter l'installation de végétation sur les bancs est une option considérée par les gestionnaires. Dans ce contexte, ce projet de thèse a pour objectif de comprendre les impacts des crues d'amplitude variable sur la destruction de végétation, et d'identifier les mécanismes associés. Le site d'étude sur lequel cette thèse se focalise est l'Isère en Combe de Savoie, une rivière à galets très aménagée des Alpes françaises.Dans le cadre de cette étude, la destruction de végétation a été étudiée à l'échelle du tronçon à partir d'une analyse des données hydrologiques, des photos aériennes, et des données topographiques disponibles pour la période 1996-2015. À l'échelle du banc, un suivi de terrain avant et après les événements hydrologiques marquants entre avril 2014 et septembre 2015 nous a permis d'étudier l'action des crues sur la mobilité sédimentaire et sur la végétation. Ces observations ont été complétées par une modélisation numérique bidimensionnelle de l'écoulement en crue.À l'échelle du tronçon (20 km), nous avons trouvé une corrélation très forte entre les volumes d'eau ayant transité dans le chenal sur une période donnée, et la destruction de végétation associée au cours de la période 1996-2015. Les débits associés à des temps de retour infra-annuels semblent permettre la destruction de végétation. Le mécanisme de destruction le plus efficace que l'on observe à cette échelle est l'érosion latérale ; les mécanismes prenant place à la surface des bancs sont très minoritaires. Cependant, les surfaces détruites sont modestes ; 3,4 % de la surface végétalisée est détruite annuellement en moyenne. À l'échelle du banc, la période de suivi de terrain a couvert une série de crues fréquentes (temps de retour < 1 an) et une crue de temps de retour 10 ans. Seule cette crue a partiellement détruit la végétation pionnière sur les bancs suivis. La destruction de végétation ligneuse jeune a eu lieu par le biais de quatre mécanismes : 1) déracinement par érosion de surface supérieure à 20 cm, 2) enfouissement sous une couche de sédiment grossiers supérieure à 30 cm, 3) déracinement par une combinaison d'érosion et de dépôt, et 4) érosion latérale en marge des bancs. La destruction de végétation est toujours associée à une mobilité sédimentaire importante.Ces résultats montrent qu'une crue très importante est nécessaire pour détruire la végétation par la mobilisation de la surface des bancs sur ce site. Par contraste, les débits forts mais non exceptionnels (temps de retour infra-annuel) sont en mesure de détruire la végétation par érosion latérale. Dans le cas de l'Isère en Combe de Savoie, il semble que l'utilisation de crues artificielles ne peut pas seule permettre de maintenir la largeur inter-digues libre de végétation. Pour la suite, on propose de s'intéresser à la destruction de végétation dans le contexte de la dynamique des bancs alternés plus ou moins végétalisés, en prenant en compte les apports et le transport des sédiments en plus de l'hydrologie. / Many rivers worldwide have seen vegetation establish within their beds throughout the 20th century. In the case of managed rivers, this trend is usually linked to direct geomorphological alterations (sediment mining, diking, etc.) as well as anthropic alterations of flow regime and sediment supply. These pressures have stabilized river beds, allowing vegetation to establish permanently. This vegetation increases the risk of flooding by decreasing flow velocities and increasing water levels. In addition, the associated reduction in availability of pioneer habitats characteristic of these stabilized environments typically degrades biodiversity. Managing hydrology in a way that would limit vegetation establishment on bars presents an interesting management option. In this context, our study was aimed at understanding the impacts of floods of varying magnitude on vegetation removal, as well as identifying and quantifying the underlying mechanisms. This work focused on the Isère River, a heavily managed gravel bed river located in the western French Alps.Vegetation removal was studied at the reach scale using hydrological data, aerial photographs, and topographic data available between 1996 and 2015. At the bar scale, field monitoring before and after floods from april 2014 to september 2015 allowed us to document the impact of floods on sediment mobility and vegetation. A 2D numerical model was used to document fine scale hydraulics.At the reach scale, we found a strong correlation between water volume flowing through the river channel and the amount of vegetation removal. Discharges with return intervals of less than one year seem to have an impact on vegetation removal. The main mechanism observed from aerial photographs was lateral erosion; surface processes were negligible in comparison. However, global vegetation removal was modest: since 1996, on average 3,4 % of vegetated area was removed annually. At the bar scale, our study period permitted monitoring of a series of high frequency floods (return interval < 1 year) and a 10-year food event. Only the largest flood partially removed pioneer vegetation from bars. Young vegetation removal occurred through four different mechanisms: 1) uprooting by surface scour > 20 cm, 2) burial under a thick layer of coarse sediments > 30 cm, 3) uprooting by a combination of surface scour and sediment deposition resulting in no net topographic change, and 4) lateral erosion of bars. Vegetation removal was always associated with significant sediment mobility.We conclude that on the Isere River a very important flood is required to remove vegetation by mobilizing bar surfaces. In contrast, high but not exceptional flows (return interval < 1 an) are capable of removing vegetation through lateral erosion. However, artificial floods alone are unlikely to maintain the full width of the channelized bed of the Isere River free of vegetation. In the future, vegetation removal needs to be studied in the context of alternate bar dynamics with or without vegetation. It seems necessary to consider sediment transport as well as hydrology to understand the overall dynamics of the bed.

Le site des Hemmes de Marck à l'est de Calais a été étudié afin de cerner le comportement morphodynamique de cette zone intertidale très particulière dans la région, caractérisée par un important réservoir sableux (accolement d'un banc tidal à la côte) et une dynamique sédimentaire intense, et identifié comme le seul endroit de la côte d'Opale à connaître une progradation significative. Plusieurs campagnes associant télédétection spatiale et expérimentations in situ ont été réalisées selon divers échelles spatiales et temporelles. Dans le but de comprendre les mécanisme et évolutions de l'accrétion littorale, la méthodologie développée pour ce travail, associe des mesures courantomètriques, houlographiques, topographiques et sédimentologiques, ainsi que des analyses d'images satellites (analyse des pixels, réflectances, extraction de topographie). Les mesures hydrodynamiques (analyse des houles et des courants moyens selon les conditions météorologiques), ont permis de démontrer, comme pour les autres plages de la région, une dominance de la composante longitudinale orientée vers l'Est mais pouvant subir des forçages météorologiques dans la direction opposée. Le caractère très dissipatif de cet estran sableux, associant un replat sableux puis vaseux, a été mis en évidence à travers l'étude de l'amortissement des houles et des courants par les multiples interfaces étudiées (barres intertidales, plage, bas et haut de plateforme). L'analyse stratigraphique associée à celle de la modification de la couverture sédimentaire qui évolue selon les saisons (variations et récurrence des hauts niveaux d'eau, fréquence des évènements météorologiques agités) et selon la dissipation énergétique (intensité des tempêtes, amortissement des houles par les fond envasés) ont permis à la fois de quantifier les différents flux sédimentaires existants mais surtout d'expliquer le fonctionnement de cette zone intertidale sableuse caractérisée par la présence de vase sur ce littoral macrotidal, notamment avec un système ouvert soumis aux houles de tempêtes. Compte tenu de la complexité et de la très forte dynamique spatio-temporelle de ces environnements côtiers, l'apport de la télédétection spatiale, en complément des approches terrain, a été évaluée durant ce travail. L'acquisition simultanée d'images SPOT-5 et Formosat-2 aux dates des campagnes de terrain a permis de développer de nouvelles approches complémentaires de mesures des caractéristiques granulométriques des estrans ainsi que des profils de plage. Les méthodes développées ont pu ensuite être appliquées à des images d'archives permettant de reconstituer la dynamique morpho-sédimentaire de ce site. Ces connaissances des processus morphodynamiques et sédimentaires, à travers l'analyse historique passée et future de leurs évolutions, de leur pérennité ou cyclicité sont d'autant plus importantes que la vulnérabilité de ces système côtiers meubles de faible élévation est accrue dans le contexte actuel de changements globaux et à l'élévation du niveau marin.

L’objectif de ce travail est d’étudier la dynamique du bouchon vaseux, ainsi que la dynamique saline, dans l’estuaire de la Gironde. La stratégie adoptée consiste à examiner, par le biais du modèle de simulation SIAM-3D, l’impact du paramétrage hydro-sédimentaire, du débit fluvial et de la bathymétrie, sur le comportement des sédiments et sur l’évolution de la salinité. L’effet de la vitesse de chute sur la dynamique sédimentaire est l’un des cas étudiés ; son impact sur la distribution des suspensions est considérable. Ainsi, la diminution de ce paramètre entraîne l’homogénéisation de la concentration sur la verticale, mais aussi l’étalement du bouchon vaseux et l’évacuation d’une masse de sédiment hors de l’estuaire. Nous avons également mis en évidence lors d’une période de débits moyens ou faibles précédée par une crue, la partition du bouchon vaseux simulé en deux masses turbides, l’une remonte l’estuaire alors que l’autre se maintient en aval. La dynamique saline a été étudiée, entre autres, par l’analyse des gradients de salinité, calculés dans l’estuaire aval et en situation de forts débits. On observe, la diminution de ces gradients avec l’augmentation de l’intensité de la marée à l’échelle des cycles vives-eaux/mortes-eaux, toutefois, de fortes valeurs sont maintenues lors de la phase d’augmentation de cette grandeur à l’échelle de la marée. D’autres résultats ont permis de vérifier la capacité du modèle à simuler des dynamiques sédimentaires observées in-situ ; on peut citer entre autres, le détachement du bouchon vaseux de la rive gauche dans l’estuaire aval et son transfert vers la rive droite, en situation de forts débits. Afin d’évaluer l’impact de l’évolution du fond des fleuves de 1959 à 2002 sur l’hydrodynamique et les dynamiques sédimentaire et saline, nous avons comparé deux simulations, l’une effectuée avec l’ancienne bathymétrie de 1959, l’autre avec la nouvelle bathymétrie de 2002. Les résultats montrent l’augmentation de la masse sédimentaire dans les fleuves avec la bathymétrie de 2002 comparée à celle de 1959, ainsi que la hausse de la salinité dans la Garonne et l’amplification de la marée dans la Dordogne. Ces résultats sont en accord avec les mesures et observations in-situ. / The aim of this work is to study the turbidity maximum dynamics as well as the salinity dynamics in the Gironde estuary. The adopted strategy consists in analysing, by means of the SIAM-3D simulation model, the impact of hydro-sedimentary parameters, the fluvial flow and the bathymetry on sediment behaviour and salinity evolution. The effect of settling velocity on sediment dynamics is one of the studied cases; its impact on suspended sediment distribution is goodly. Thus, the diminution of this parameter leads to homogenisation of concentration in water column, but also spreading the turbidity maximum and evacuation of a sediment mass outside the Gironde estuary. We gave also prominence to the division of the turbidity maximum into two parts during low or mean water flow preceded by peak high water discharge, one of the parts migrates upstream whereas the other remains downstream. We studied the salinity dynamics, among others things, by means of analysing the calculated salinity gradients in the lower estuary during high water discharge. We observe the decrease of these gradients with increase of the tide intensity on a scale of spring tides/neap tides cycles, however, on a scale of tide, these gradients reach high values during the augmentation phase. Others results indicate the model capacity to simulate in-situ observations of the sediment dynamics; for example, the detachment of turbidity maximum from the left bank in the lower estuary and its transfer to the right bank during high water discharge. In order to evaluate the impact of the bed river evolution from 1959 to 2002 on hydrodynamics, sediment and salinity dynamics, we compared two simulations performed using the former (1959) and recent (2002) bathymetries. The results demonstrate that the sediment mass increase in the rivers with recent bathymetry, as well as, the salinity in the Garonne river and the tide amplitude in the Dordogne river. These results are in accordance with the in-situ measures and observations.

Le terme de « marge » est utilisé pour définir la bordure de la croûte continentale. En domaine extensif la déchirure de la lithosphère continentale (ou rifting) conduit à terme à la formation de deux marges dites passives, séparées par de la croûte océanique. Ces marges sont très représentées puisqu'elles bordent la grande majorité des masses continentales entourant les océans actuels : Atlantique, Indien, Antarctique, et Arctique. De plus, elles représentent le stade ultime d'évolution d'une zone de rift : elles conservent donc l'histoire des déformations subies par la lithosphère étirée. Par conséquent, l'étude de leur structure et de leur formation est essentielle pour améliorer les conceptions actuelles de l'extension lithosphérique. En effet, malgré l'abondance des données disponibles le long des marges passives et la complexification croissante des modèles, certaines questions concernant le comportement de la lithosphère en extension, notamment la nature et l'origine des mouvements verticaux de la marge au cours du rifting demeurent sans réponse précise. La partie orientale du golfe d'Aden représente un laboratoire idéal pour aborder l'étude des marges passives. Cette marge jeune (rifting oligo-miocène) et non-volcanique est exempte d'évaporites et c'est un des rares bassins où il est possible de suivre de manière continue l'évolution d'une marge depuis sa partie proximale jusqu'à la dorsale océanique. Par ailleurs, la partie proximale de la marge présente la particularité d'affleurer à terre ce qui a rendu possible une étude sédimentologique de terrain ainsi que le déploiement d'un réseau temporaire de stations sismologiques en 2003. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié les mouvements verticaux de la marge Nord du golfe d'Aden (Dhofar) par le biais de deux approches complémentaires. L'étude sédimentologique de terrain a permis d'établir un historique complet des différents mouvements verticaux associés au rifting. Elle révèle une phase de surrection burdigalienne à langhienne (~ 1 Ma) contemporaine de l'océanisation et/ou de la mise en place de la TOC (Transition Ocean Continent) dont l'amplitude est estimée à 700 m au minimum. Un second épisode de soulèvement, d'amplitude beaucoup plus faible (de l'ordre de la centaine de mètres), débute au Pliocène et se poursuit actuellement. La détermination de la structure très profonde de la marge (lithosphérique à asthénosphérique) a été effectuée par le biais d'une étude de tomographie télésismique. Le déploiement de 11 stations sismologiques large bande de mars 2003 à mars 2004 a permis d'enregistrer 284 téléséismes. L'étude tomographique révèle l'existence de deux anomalies principales sous la marge dhofari : (1) Une anomalie lente crustale, limitée aux premiers 20 km, liée aux épais dépôts sédimentaires de la Plaine de Salalah ; (2) Une anomalie lente asthénosphérique, située entre 170 et 200 km de profondeur environ. En nous appuyant sur le modèle de Goes et al. (2000), nous avons montré que le ralentissement des rais dans cette zone pourrait être rattaché à des phénomènes de fusion partielle. Cette zone de matériel plus léger pourrait être la cause du soulèvement observé dans les séries sédimentaires. Cependant, l'imagerie sismique ne nous permet pas d'évaluer l'âge de la mise en place de ce matériel mantellique anormal sous la marge Nord du Dhofar. L'élargissement de notre zone d'étude ainsi que des analyses géologiques et géophysiques complémentaires sont indispensables pour pouvoir totalement corréler ou non ces deux observations.

La variabilité temporelle de la macrofaune benthique en réponse à son environnement sédimentaire a été étudiée à travers une approche temporelle hiérarchisée, les trois échelles temporelles sélectionnées correspondant à trois constats sédimentologiques : (i) le comblement pluri-annuel de l'estuaire, (ii) la variabilité saisonnière de la couverture sédimentaire, et (iii) les remodelages sédimentaires induits par le système macrotidal. Cette étude a permis dans un premier temps de distinguer un faciès du peuplement des sables fins plus ou moins envasés, riche, diversifié et stable dans la zone la plus avale. En revanche, plus en amont, prennent place des faciès d'appauvrissement dont les cortèges spécifiques soulignent le caractère écotonal de ces secteurs internes, et les frontières imprécises et fluctuantes témoignent d'une forte variabilité temporelle de leurs structures. Cette étude a dans un second temps, mis en évidence la faible influence de la dynamique sédimentaire sur celle des peuplements, soulignant ainsi la difficulté à évaluer les relations « faune - sédiment » sur le seul critère de la taille des particules.<br />En vue de comprendre les relations entre les peuplements macrobenthiques et le fonctionnement du système, la contribution de la faune aux processus géochimiques à l'interface eau-sédiment a été étudiée à travers l'estimation des flux d'irrigation d'ammonium et d'oxygène. Si les premiers sont apparus comme de mauvais marqueurs de l'activité macrobenthique, les seconds ont pu être corrélés aux caractéristiques de la macrofaune. Toutefois, selon les densités et les paramètres faunistiques considérés (richesse spécifique, régime trophique, type de bioturbation), trois hypothèses « diversité biologique – fonctionnement du système » peuvent s'appliquer à l'estuaire de la Seine (idiosyncrasie, rivet-pop et diversité-stabilité). Il est par conséquent difficile d'établir une loi unique de fonctionnement du compartiment macrobenthique de cet estuaire.<br />Les études expérimentales dévelopées en méscosmes ont montré de facon surprenante une réponse temporelle variable de la marofaune à des dépôts sédimentaires. En effet, quels que soient la nature, l'épaisseur, la stabilité et le temps de résidence des dépôts sédimentaires, la perturabation de l'habitat induit une mortalité significative de la macrofaune en période hivernale tandis qu'en période printano-estivale, sa survie n'est pas menacée. La fréquence des modifications sédimentaires que connaît la macrofaune de l'embouchure de l'estuaire de la Seine pourrait être à l'origine de sa réactivité et de ses capacités de résistance.