Le domaine intertidal de la Baie de Bourgneuf (SO France) représente un environnement important tant sur le plan écologique que physique. La mobilité des sédiments s'avère une problématique importante pour la dynamique côtière (zone d'engraissement, zone d'érosion) et le développement de la production conchylicole ou biologique en général. Elle est contrôlée à la fois par des processus hydrodynamiques, des processus éoliens et par le comportement cohésif des sédiments. Le phénomène de cohésion est lui-même gouverné par les propriétés physiques intrinsèques aux sédiments. La télédétection hyperspectrale aéroportée est utilisée pour fournir des cartes synoptiques précises de la distribution et de la nature des sédiments de la zone littorale. <br />L'objectif principal de cette thèse est d'obtenir une cartographie des paramètres sédimentaires à partir des images hyperspectrales DAIS et ROSIS. Cela nécessite de caractériser précisément les comportements et les évolutions spectrales en liaison avec les propriétés inhérentes des faciès sédimentaires (granulométrie, contenu en eau, composition). Dans cette perspective, l'utilisation du Modèle Gaussien Modifié [MGM] semble être un outil adapté à l'extraction des propriétés bio-géophysiques. A l'instar de nombreux algorithmes capables de reconnaître les formes spectrales, le MGM permet de déconvoluer un spectre de réflectance en une somme de gaussiennes et d'un ‘continuum', permettant ainsi une estimation respective des effets d'absorption (e.g. Chl-a ; H2O) et de diffusion (e.g. taille des particules). Le travail a nécessité la mise en œuvre de nouvelles méthodologies en télédétection hyperspectrale visant à automatiser le MGM. Ce document contient en outre les mesures radiométriques (ASD Fieldspec3) et les analyses sédimentologiques (Granulométrie Laser, calcimétrie, DRX, MEB) ayant servi à élaborer les relations entre les absorptions, le continuum et les propriétés physiques des sédiments. Il contient également une description détaillée du comportement spectral des sédiments en réponse à la déshydratation. Les analyses ont également permis de montrer que le continuum MGM pouvait être utilisé comme proxy du contenu en eau et de la granulométrie. Par la suite, nous avons appliqué cette méthode d'extraction automatique [MGMA] des paramètres spectraux aux données hyperspectrales DAIS et ROSIS. Des cartes de fractions granulométriques, du contenu en eau et de la biomasse ont été obtenues avec une grande précision.

L’objectif de ce travail est de reconstituer les changements de la dynamique hydrosédimentaire de la Loire en fonction des variations climatiques globales et régionales depuis l’Holocène Moyen (~7 ka), dans un contexte de ralentissement et de stabilisation de la remontée du niveau marin. Le rôle des aménagements anthropiques de l’estuaire interne depuis le début du XXème siècle, a été également considéré. Dans cet objectif, les séquences sédimentaires étudiées ont été prélevées le long d’un continuum terre-mer entre l’estuaire interne de la Loire et la partie septentrionale du Golfe de Gascogne, en passant par les paléovallées incisées présentes à l’embouchure actuelle.L’emboitement des dimensions temporelle et spatiale fait l’unicité de ce travail de recherche à l’échelle de la Loire mais également sa complexité. Afin de déconvoluer les différents signaux enregistrés, nous avons entrepris une approche analytique combinant des données sédimentologiques, micro-paléontologiques (foraminifères benthiques) et géochimiques, le tout dans un cadre chronologique contraint par des datations 14Cet 210Pb/137Cs. Nos résultats montrent que le ralentissement de la montée des eaux a joué un rôle majeur dans le façonnement du paysage estuarien et par conséquence, dans la chenalisation du flux terrigène vers le large. Ce flux terrigène est également modulé à plus grande échelle par les forçages climatiques internes et externes (e.g., Oscillation Nord Atlantique, forçage solaire) affectant à la fois le bassin versant, l’occurrence des tempêtes au large ainsi que la circulation océanique de surface. Enfin, la partie la plus récente de nos archives sédimentaires estuariennes enregistre l’impact des aménagements humains qui ont profondément modifié la morphologie de l’estuaire interne depuis le début du XXème siècle. / The aim of this work is to reconstruct changes in the hydro-sedimentary dynamics of the Loire River according to global and regional climatic variations since the Middle Holocene (~ 7 ka), in a general context of slowing down of sea-level rise. The impact of the recent human settlements undertaken in the internal Loire estuary since the beginning of the 20th century is also considered. To achieve this objective, the studied sedimentary sequences were collected along a land-sea continuum from the internal estuary, to the incised paleovalleys off the present-day river mouth, until the northern part of the Bay of Biscay (South Brittany). The imbrication of both temporal and spatial dimensions makes the originality of this research on the scale of the Loire River, but also its complexity. In order to deconvolute the various recorded signals, we used a multiproxy approach combining sedimentological, micropaleontological (benthic foraminifera) and geochemical analyses, within a chronological framework constrained by 14C and 210Pb/137Cs dating. Our results show that the Middle to Late Holocene slowing down of sea-level rise plays a major role in shaping the estuarine landscape and in the channelization of the terrigenous flow towards the ocean. At the same time, this terrigenous flow is modulated on a larger scale by internal and external climatic forcing (e.g., North Atlantic Oscillation, solar forcing) controlling humidity over the Loire River catchment area, the occurrence of storms and ocean surface circulation. The most recent parts of our estuarine sedimentary sequences record the impact of human settlements since the beginning of the 20th century modifying significantly the morphology of the inner estuary and the location of the main river channel.

Le lac de Van (1648 m) est une référence paléoclimatique et paléoenvironnementale pour le Moyen-Orient. D΄après les études précédentes fondées sur l΄interprétation des séquences sous-lacustres, son histoire récente (depuis 20000 ans) apparaît intimement liée aux changements climatiques post-Glaciaire. Notre thèse propose une reconstitution des anciens niveaux du lac depuis la fin du Pléistocène supérieur (>100000 ans). L΄approche géomorphologique a été privilégiée, incluant des relevés sédimentologiques, stratigraphiques et altimétriques de terrain ; couplée avec des datations, elle a permis d΄interpréter des archives sédimentaires et morphologiques préservées dans trois vallées (Bendimahi, Karasu et Engil) situées dans la partie orientale du bassin versant. Nos résultats montrent que le lac de Van a connu des variations de sa masse d΄eau de fortes amplitudes, avec trois grandes transgressions suivies de régressions majeures. Le plus haut niveau lacustre (≥1750 m, soit plus de 100 m au-dessus du niveau du lac actuel) semble appartenir à la fin de l΄Interglaciaire précédent, âge confirmé par une datation OSL (>117 ka) et post-daté par une retombée ponceuse et un travertin. Cette transgression (cycle I) ne répond pas à un forçage climatique mais à des bouleversements paléohydrographiques liés à l΄activité volcanique au sud-ouest du lac. Entre cette transgression et le Dernier Maximum Glaciaire, le lac de Van connaît deux grandes transgressions (cycles II et III) entrecoupées d΄une régression majeure qui a entrainé l΄incision des sédiments lacustres et l΄élaboration de terrasses d΄érosion. Ces transgressions répondent à un forçage climatique. La transgression du cycle II (âge estimé 40-30 ka), a atteint l΄altitude maximale possible liée au seuil à 1735 m. Le cycle III se compose d΄une double transgression datée du DMG (26-25 ka cal. BP et 21-20 ka cal. BP) dont le premier pic a été ≥1700 m et le second ≥1706 m. Après le cycle III, un bas niveau de régression (15ka, <1648 m) précède la transgression du cycle IV qui a atteint des niveaux proches du niveau d΄eau actuel.

Au cours du Précambrien et du Paléozoïque, la zone Zagros faisait partie de la plate-forme Arabe. La succession Paléozoïque du Zagros s’étend du Cambrien au Permien. La zone d'étude se situe entre le Lurestan et le Fars au sud et le Golfe Persique. Au Paléozoïque, dans le secteur du Zagros, la série stratigraphique comprend quatre séquences de second ordre (ou cycles tectonostratigraphiques) séparées par d’importantes discordances. L’eustatisme est le principal facteur déterminant les changements d’espace d’accommodation, même si localement dans l'Ouest du Haut Zagros, le rôle de la tectonique régionale et des mouvements diapririques est important. Le premier cycle (Ordovicien) est composé des Fomrations Seyahou (Floien-Katien) et Dargaz (Hirnantien). Il enregistre une évolution depuis des milieux profonds à peu profonds de plate-forme siliciclastique. La Formation Seyahou est découpée en sept séquences de troisième ordre et la Formation Dargaz correspondant à des dépôts glaciogènes comprends deux séquences de troisième ordre. Le deuxième cycle (Silurien inférieur) correspond à la Formation Sarchahan. Il est caractérisé des environnements marins peu profonds à profonds comprenant des marnes riches en matière organique. Il est composé par deux séquences de dépôt de troisième ordre. Localement à Kuh e Gahkum, la base de cette Formation enregistre des dépôts peu profonds de transition continental-marin dont la présence est attribuée à la mise en place d’un diapir dans le secteur. Le troisième cycle (Dévonien) correspond à la Formation Zakeen. Les dépôts évoluent depuis des environnements continentaux à marins. La fin du Dévonien est marqué par des environnements marins carbonatés dans le sud de la région du Fars et dans le Golfe Persique. Il est divisé en trois séquence de troisième ordre. L’absence de la Formation Zakeen à Kuh e Surmeh et Kuh e Siah, et sa présence dans les régions voisines (Naura, West Agar, etc ...), suggèrent une activité diapirique, expliquant l’érosion locale des séries sédimentaires. Le dernier cycle de la succession pré-khuff dans la zone d'étude correspond à la Formation Faraghan du Permien inférieur. Il surmonte une discontinuité attribué au jeu de l'orogenèse Hercynienne et est déposé dans toute la région du Zagros et dans le Golfe Persique. La Formation Faraghan correspond à des environnements de plaine côtière à marins et est divisé en trois séquences de troisième ordre.La succession du Paléozoïque est marquée par plusieurs discordances majeures. Elles résultent de: (i) variations majeures du niveau marin en lien avec des variations glacioeustatiques comme pour le cas de la glaciation Hirnantien à la fin de l’Ordovicien et celle du Carbonifère; (ii) Un soulèvement du Moyen-Orient à la fin du Silurien associé aux mouvements épeirogéniques et à une baisse importante du niveau de la mer; et (iii) l'orogenèse Hercynienne allant de la fin du Dévonien à Carbonifère. Localement, les discordances peuvent aussi s’expliquer par le jeu de remontée diapirique induisant une érosion locale, comme c’est le cas dans les secteurs de Kuh e Surmeh et de Kuh e Gakhum pour des periodes de temps différentes. / During the Precambrian and trough the Palaeozoic, the Zagros area was part of the Arabian platform (Beydon, 1993). The Palaeozoic succession of the Zagros extends from Cambrian to well-developed Permian deposits. The study area ranges from the Lurestan to Southern Fars onshore and to the Persian Gulf offshore wells. From Ordovician to Early Permian Palaeozoic succession of the Zagros area comprises four second-order tectonostratigraphic depositional cycles separated by major unconformities. Eustatic sea-level variation is the main controlling factor for accommodation space changes, whereas in West High Zagros and Kuh e Gahkum, the role of regional and salt tectonic activities may be also important. The first cycle (Ordovician) is composed of the Seyahou (Floian-Katian) and Dargaz (Hirnantian) Formations. They are characterized by deep- to shallow-water (offshore to shoreface) siliciclastic deposits. The Seyahou Formation contains seven 3rd-order depositional sequences. The glaciogenic Dargaz Formation consists of one 3rd- order sequence. The second cycle (Early Silurian) corresponds to the Sarchahan Formation is composed of two 3rd-order depositional sequences. They are characterized by deep-marine offshore to upper offshore environments. Locally in Kuh e Gahkum the base of the Formation presented continental fan delta deposits due to the salt tectonic activity.The third cycle (Devonian) corresponds to the Zakeen Formation and divided in three 3rd-order depositional sequences. It started with the deposition of continental to near-shore marine clastic deposits. In Late Devonian, it evolved to carbonate marine deposits in the south of Fars area and the Persian Gulf. The lack of Zakeen Formation in Kuh e Surmeh and Kuh e Siah, and is presence in neighboring areas (Naura, Aghar, etc…), suggests structural salt plug activities (Jahani, 2008). This megasequence is capped by a major unconformity related to the Hercynian orogeny.The last deepening-upward cycle of the Pre-khuff succession in the study area is the Early Permian Faraghan Formation. It capped the Hercynian orogeny and deposited throughout the Zagros area from Lurestan (west) to Bandar Abbas (East) areas as well as in Persian Gulf. The Faraghan Formation divided into three 3rd-order depositional sequences and deposited in coastal plain to shallow-marin near-shore environment. Basinward, in the deeper part (e.g. Kuh e Faraghan), they are replaced by marine upper offshore deposits. The Palaeozoic succession is marked by several major unconformities associated with hiatus. They resulted from: (i) major sea level drops at the end of the Ordovician related to the Hirnantian glaciation (Ghavidel Syooki et al., 2011) and of during the Carboniferous related to the southern Hemisphere glaciation (Golonka, 2000); (ii) An uplift of the Middle East area at the end of the Silurian associated with epeirogenic movements (Ala et al., 1980; Berberian and King, 1981; Al-Sharhan and Nairn, 1997) and a major sea level drop at the end of Silurian (Al-Husseini, 1991,1992; Sharland et al., 2001; Konert et al., 2001; Haq and Al-Qahtani, 2005); and (iii) impact of the Hercynian orogeny spanning from the Late Devonian up to the Carboniferous (Al-Hosseini, 1992; Sharland et al., 2001; Konert et al., 2001, Faqira et al., 2009).

La sédimentation marine récente dans les fosses de subduction est caractérisée par l'interstratification de sédiments hémipélagiques et de turbidites localement intercalées avec les coulées de débris, qui peuvent résulter de la destabilisation des pentes continentales par de tremblements de terre. La marge d’Equateur est constituée par une forte érosion tectonique qui contribue à la formation d'une fosse profonde remplie d'une suite complexe de faciès sédimentaires. La sédimentation par écoulements gravitaires est omniprésente le long de la marge et les faciès vont de dépôts de transport de masse d'épaisseur métriques latéralement continus à des turbidites d'épaisseur centimétriques isolées intercalées avec des couches d'hémipélagites, de volcanoclastiques et de téphras. Nous présentons l'interprétation de la bathymétrie, des profils sismiques à haute résolution et des données pétrophysiques des carottes sédimentaires. L'objectif de cette étude est de décrire la complexité morphologique à la frontière équatorienne de la plaque de Nazca où un ensemble d'aspérités marines profondes ont subducté à différentes échelles, et ses conséquences sur la distribution latérale des sédiments dans les différents sous-bassins. La marge équatorienne comprend trois segments géomorphologiques: Le segment nord, situé au nord de la crête Carnegie, est caractérisé par une large (5-10 km) et profonde fosse (3800-4000 m), une pente continentale ravinée et une plate-forme (10-40 km de large) avec subsidence active. Le segment central en face de la crête de Carnégie montre une fosse étroite (0-5 km de large) et peu profonde (3100-3700 m), la pente escarpée et ravinée, sans canyons, et plateau continental étroit de 15 à 40 km de large caractérisé par des zones d'affaissement et de soulèvement actifs. Enfin, le segment sud, situé au sud de la crête Carnegie, présente une large (5-10 km) et profonde fosse (4000-4700 m), une pente continentale pauvre en sédiments avec des systèmes de canyons bien définis et une large plate-forme de subsidence (20-50 km). La dynamique sédimentaire le long de la marge est évaluée par l'analyse de 15 carottes sédimentaires dont la description visuelle, les photographies à haute résolution, l'imagerie par rayons X, les données XRF et les propriétés pétrophysiques conduisent à l'identification de 11 faciès sédimentaires caractérisant 7 processus sédimentaires: dépôts de turbidite, hémipélagites, téphras, dépôts de coulées de débris, homogénites, des slumps et des dépôts de carbonate de ooze. Les âges des dépôts sont définis par la datation au radiocarbone des sédiments hémipélagites. Les âges vont de 500 à 48000 ans BP. Les profils sismiques à haute résolution permettent de définir 3 echo-faciès: transparent, stratifiés et chaotiques. Le facies transparent est principalement associé aux dépôts d'homogénites, le facies stratifié est associé aux dépôts interstratifiés turbiditique-hémipélagique et le facies chaotique est associé à des dépôts gravitaires grossiers. Le remplissage de la fosse représente un enregistrement lacunaire mais important de l'histoire de la marge de subduction. De grandes coulées de débris se déplaçant vers l'est dans les deux séquences inférieures du remplissage de la fosse sont initiées le long de la paroi extérieure de la fosse, le long de grandes failles normales dues à la flexion de la plaque océanique subductante. Les sédiments de la séquence supérieure du remplissage qui nappent la fosse sont plus largement fournis par la paroi interne de la fosse mais avec un fort contrôle de la ride de Carnegie. En conséquence, la profondeur, la fréquence, l'épaisseur, la composition et la disposition latérale des dépôts sédimentaires varient grandement entre le nord et le sud. Les grands méga-lits simples, les slumps, les coulées de débris et les homogénites sont situés dans les segments nord et sud. Ils sont déclenchés par de grands escarpements de failles régionales, dans le Nord / Recent deep marine sedimentation in subduction trenches is characterized by the inter-stratification of hemipelagic and turbidite sediments locally interbedded with debris flow, which can result from continental slope shaking triggered by earthquakes. The active margin of Ecuador comprises tectonic erosion that contributes to the formation of a deep trench filled by a complex suite of sedimentary facies. Gravity flow sedimentation is ubiquitous along the margin and facies range from laterally continuous m-thick mass transport deposits to isolated cm-thick turbidites intercalated with hemipelagite, volcanoclastics and tephra. In this study we show interpretation of swath bathymetry, high-resolution seismic profiles and petrophysical data from cores. The objective is to describe the morphologic complexity on the Ecuadorian border of the Nazca plate where a set of deep marine asperities is subducting at different scales, and their consequences on the distribution of sediments in the different sub-basins. Ecuadorian margin comprises three geomorphological segments: The northern segment, northward of the Carnegie Ridge, is characterized by a wide (5-10 km) and deep trench (3800 – 4000 m), a gentler gullied continental slope and a shelf (10-40 km wide) with active subsidence. The central segment facing the Carnegie Ridge, is strongly influenced by the subduction of the Carnegie ridge which induces a narrow (0–5 km wide) and shallow trench (3100 – 3700 m depth), a steep and gullied slope with no canyons and a 15–40 km wide shelf characterized by areas with active subsidence and uplift. Finally, the southern segment, southward of the Carnegie Ridge, presents a wide (5–10 km) and deep (4000–4700 m) trench, a starved continental slope with well-defined canyon systems and a wide subsiding shelf (20–50 km). The sedimentary dynamics along the margin is evaluated by the analysis of 15 cores. Visual description, high-resolution photographs, X-Ray imagery, XRF data and petrophysical properties led to the identification of 11 sedimentary facies that characterize seven sedimentary processes: turbidites, hemipelagites, tephras, debris flows, homogenites, slumps, and ooze carbonate deposits. Age of the deposits is defined by radiocarbon age dating of hemipelagic sediments. Ages range from 500 to 48,000 years BP. High-resolution seismic profiles allow definition of three echo-facies: transparent, layered and chaotic. Transparent echo-facies is mainly associated to homogenite deposits, layered echo-facies is associated to the turbiditic-hemipelagic interbedded deposits and chaotic echo-facies is associated to reworked gravity flow deposits. The trench fill represents a lacunar but important record of the subduction margin history. Large eastward debris flows in the lower two sequences of the trench fill are provided by the trench outer wall as a results of slope failures along normal faults due to the downward bending of the oceanic plate. The sediment of the upper sequence of the trench fill draping the trench floor, are largely provided by the inner trench wall strongly controlled by the Carnegie Ridge. As a result, depth, frequency, thickness, composition and lateral disposition of the deposits vary greatly from those at north and south. The large, simple mega-beds like slump, debris flows and homogenites are located at the northern and southern segments. They were triggered by large regional faults in the North and enhanced by the activity of sets of splay faults in the South overhanging the seafloor at the slope toe. Small-size, fluid rich events were triggered by subduction of isolated seamounts at the edges of the Carnegie Ridge due to frequent but small destabilizations of an inner trench wall preconditioned by the impacts of successive seamounts. Sets of partly volcanoclastic turbidites in central segment might have been triggered by the complex interaction of slope and continental shelf deformation by seamount subduction