Depuis les débuts de nos recherches nous travaillons sur le concept de terroir, sur un essai d'une réflexion géographique à travers la viticulture. Voilà pourquoi nous nous sommes intéressés à l'évolution de ce concept, à la fois dans les domaines de la recherche concernés et dans notre parcours de géographe, pour essayer de cerner un concept bicéphale entre nature et culture. Nous avons insisté à propos de la confusion qui est souvent entretenue avec le sol ou le substrat dans l'application du concept à la viticulture. Pour nous, le terroir doit être assumé sous tous les angles, et nous avons étudié comment deux approches, deux écoles s'ignorent aux sujet des terroirs viticoles alors que nous penchons pour une synthèse, une approche intégré du concept pour mieux le cerner et mieux modéliser le réel pour répondre aux demandes des viticulteurs. La justification du terroir arrive parfois à postériori, dans une logique déterministe ou alors de communication sans garde fou. Nous envisageons le terroir comme possibilité, comme potentiel, comme un concept applicable, de l'agro terroir jusqu'au marketing visant le consommateur. Nous avons approché le concept d'abord par des biais environnementaux avec une étude et une cartographie à grande échelle appliquées à deux grands vignobles à l'échelle du Sud-Ouest viticole, Cahors et Bergerac. Cartographier des terroirs nous a mené à vérifier par l'expérience la corrélation de ceux-ci avec la qualité du vin. Nous avons alors confronté notre vision du terroir viticole au Nouveau Monde avec l'Afrique du Sud. Nous avons analysé un système d'appellations viticoles complexe et sous-utilisé avec deux centres historiques, patrimoniaux, qui concourent à l'image des vins sud africains et un poids important de la coopération dans la diffusion de la vitiviniculture et l'amélioration de la qualité. Le terroir est mobilisé en Afrique du Sud de l'agro-terroir jusqu'à la représentation et l'instrumentalisation, notamment dans des tentatives de " déracialisation " du vin face aux défis post apartheid. Ces stratégies différenciées de marketings allant jusqu'à la fabrique des terroirs nous ont amenés à prolonger nos réflexions encore plus pour comprendre comment passait-on encore plus du cultural au culturel, à travers un vignoble artificialisé à haute dose, celui de Banyuls Collioure dans les Pyrénées orientales françaises. Il s'est d'abord agi d'analyser les enjeux autour d'un territoire patrimonialisé, partagé (écartelé ?) entre activités balnéaires, viticulture et paysages emblématiques. Qu'était-ce qu'un terroir viticole dans le contexte de Banyuls ? Nous sommes passés alors du terroir au paysage pour comprendre leur utilisation et leur évolution depuis le début du XIXème siècle jusqu'à nos jours à travers quatre exemples de bassin-versant. Fort de savoir comment avaient évolué les paysages viticoles, nous avons pu étudier comment la communication et le marketing frappaient l'imaginaire en inventant, en rêvant l'histoire du vignoble. Parfois classique, restant dans des domaines très historiques ou agro géologiques, la communication à propos des terroirs en arrive jusqu'à dissoudre le concept dans la poussée actuelle de l'architecture iconoclaste de certains domaines à travers le monde viticole.

La sonde Cassini a révélé en 2006 l'existence de lacs et de mers dans les régions polaires de Titan, la principale lune de Saturne. Ces lacs seraient remplis de méthane et d'éthane liquides, métastables à la surface de Titan, tout comme l'est l'eau sur Terre. La forme arrondie des dépressions dans lesquelles ils résident suggère une formation des dépressions par des processus volcaniques, thermokarstiques, karstiques ou évaporitiques. Cette thèse vise donc à comprendre le mécanisme de formation et le développement des dépressions lacustres sur Titan. L'étude comparative entre Ontario Lacus, la plus grande dépression lacustre de l'hémisphère Sud, et le pan d'Etosha, une dépression karstoévaporitique de Namibie, suggère un scénario de formation basé sur la dissolution d'une couche superficielle soluble dans les liquides. Cette couche se formerait par (1) cristallisation évaporitique sous climat aride de composés organiques dissous dans les liquides, et/ou (2) accumulation en surface d'hydrocarbures solides synthétisés dans l'atmosphère. Les analogies entre d'autres dépressions lacustres sur Titan et sur Terre semblent indiquer que la dissolution et l'évaporation jouent un rôle prépondérant dans le façonnement et l'évolution de la surface de Titan. La comparaison entre les climats de Titan et de la Terre indique l'existence d'un climat globalement aride, plus humide aux hautes latitudes, compatible avec les mécanismes karstiques et évaporitiques suggérés. Des expériences en laboratoire, des cartographies de composition de la surface et des études géomorphologiques futures apporteront des contraintes supplémentaires sur le lien entre ces processus et le climat de Titan.

La synthèse de 50 feuilles géologiques à 1/50 000, la compilation de 2500 sondages et la combinaison des cartes thématiques grâce à l'outil S.I.G. permettent d'établir la géométrie des altérites à silex (RS) à l'ouest du Bassin de Paris. Le traitement géostatistique de la variable épaisseurs de formations superficielles de plateau (RS + LP + résidus cénozoïques) et l'image de leur rugosité caractérisent l'irrégularité à échelle locale du toit de la craie, imputable aux poches karstiques. La géométrie des différents types de FS est corrélée à la morphologie des surfaces sur lesquelles elles se sont élaborées d'une part et l'épaisseur de substrat sec d'autre part. Ces diagrammes binaires révèlent deux familles de RS, associées respectivement aux paléosurfaces paléogène et plio-quaternaire. La typologie des RS, réalisée à partir des observations de terrain, des cartes de résultats analytiques de B. LAIGNEL et de l'étude des formations cénozoïques résiduelles associées, permet d'identifier plusieurs générations d'altérites à silex à l'ouest du Bassin de Paris : - Des paléo-RS remaniées sur les plates-formes d'abrasion marine du Thanétien supérieur au nord de la Seine (sauf au coeur de la Gouttière Normande) et du Rupélien supérieur en Drouais. - Des RS développées du Paléogène jusqu'à l'Actuel (faciès Thimerais et ses variantes). Elles sont les plus évoluées de toute la zone d'étude et sont localement recouvertes par des dépôts fluviatiles paléogènes et/ou silicifiées au sommet des profils à l'Eocène moyen et/ou scellées par des formations détritiques et lacustres carbonatées d'âge éocène supérieur. - Des RS développées après le dépôt et sous la couverture des Sables de Fontainebleau en Drouais, des Sables de Lozère et de St-Eustache dans le Roumois et le Pays de Caux, des alluvions pléistocènes de la Seine et l'Eure, après le décapage des argiles yprésiennes dans la Gouttière Normande et le Talou. D'âge plio-quaternaire, elles sont peu évoluées et peu épaisses, enrichies d'une part allochtone non négligeable, et le toit de la craie est très rugueux. Ces différentes altérites à silex caractérisent d'une part la surface continentale paléogène, ayant atteint un état d'équilibre, et d'autre part les surfaces pliocène et quaternaire, fortement incisées et non à l'équilibre. Les calages biostratigraphiques des silex creux des RS et paléo-RS montrent que l'altération a eu lieu in situ et que les profils de RS n'ont subi que de faibles décapages sommitaux. La géométrie actuelle des RS reflète le biseau sédimentaire des craies à silex originelles sur la bordure armoricaine du Bassin de Paris. Les microfaunes confirment l'existence du Maastrichtien dans le Bassin de Paris, jusqu'ici douteuse car occultée par les processus d'altération et d'érosion ultérieurs. Les épaisseurs de craie dissoute sont quantifiées sur une carte 3D dans les zones des différents faciès-types de RS en intégrant les calculs de bilan isosilex 1D de B. LAIGNEL. Les taux moyens de dissolution varient régionalement et au cours du temps, en fonction des contextes climatiques et de l'intensité du drainage. Ils sont plus élevés pour les RS plio-quaternaires (10 m/Ma) que pour les RS paléogènes (2 m/Ma). La Composante Verticale de la Déformation Finie de la surface continentale paléogène est calculée entre le Thanétien et l'Actuel sur une carte 3D en introduisant l'image des épaisseurs de craie dissoute. Elle varie entre - 170 m et + 170 m, pour une moyenne de - 1,5 m et une fourchette d'incertitude entre ± 20 m et ± 40 m. La confrontation de l'altitude et le faciès des sédiments ou altérites conservés avec l'altitude des paléoniveaux marins contemporains, permet ensuite de contrôler la cohérence des résultats obtenus et de valider l'image 3D de la CVDF pour toutes les zones testées. Un soulèvement général de la bordure ouest du Bassin de Paris au tout début du Tertiaire est mis en évidence, tandis que l'hypothèse d'un soulèvement récent de 100 à 150 m du Pays de Caux est invalidée. Le soulèvement s'est toutefois poursuivi au niveau de l'Eperon du Perche et plus récemment pour le Bray et le Dôme Picard. Le flambage lithosphérique déjà mis en évidence en Bretagne, Vendée et Poitou (WYNS, 1991, 1996b), et lié à la collision Afrique-Europe (compression pyrénéenne), est identifié jusqu'en Normandie. Il s'est fortement résorbé dans les grabens du Perche et le Drouais à l'Eocène supérieur et juste avant le Rupélien, en raison du passage de la compression méridienne pyrénéenne à la distension E-W oligocène. Ce facteur géodynamique interne conditionne la localisation des zones soumises à l'altération, les facteurs géodynamiques externes (climat et niveau de base) contrôlant les vitesses de l'altération. Il reste à valider et quantifier l'hypothèse de la rétroaction de la dissolution des craies sur le soulèvement, qui constituerait un exemple d'influence indirecte du climat sur la stabilité verticale de la lithosphère. Ce travail cartographique trouve enfin des applications directes dans le domaine de l'aménagement (gîtologie des réserves en silex utilisables comme granulats, prévention des effondrements), de l'environnement (gestion de la qualité de l'eau) et en géoprospective (cartes prédictives de vitesses de déformation du bâti).

Cette thèse porte sur le rôle des précipitations sur l'érosion et la formation des reliefs dans l'Himalaya Népalais. J'étudie chaque étape du processus d'érosion : 1) Evaluation des bases de données de précipitations, 2) Transfert des précipitations au débit fluvial, 3) Mobilisation et transport du matériel dans le bassin versant, et enfin 4) Mécanismes d'érosion sur de longues échelles de temps. Je montre que la base de données de précipitations obtenue par interpolation de données pluviométriques est la plus performante pour la région de l'Himalaya. Je démontre l'importance d'une composante majeure, jusqu'alors ignorée, du cycle de débit de l'Himalaya que j'identifie comme étant les aquifères de sous-sol fracturé, et j'évalue la contribution de la fonte des neiges et glaces aux rivières Himalayennes. Les taux d'érosion calculés à partir des flux de sédiments en suspension et des analyses de nucléides cosmogéniques varient de 0.1 à 4 mm/a. Les rivières au Népal sont limitées par l'apport sédimentaire alors que les versants, en tant que source de sédiments, sont limités par le transport. Enfin, je montre que l'érosion sur des milliers d'années ne dépend des précipitations mais du relief.

Nous souhaitons connaître les processus qui contrôlent les glissements de terrain lents à l'aide de méthodes sismiques passives. Nous installons des dispositifs d'écoute sismique sur les sites de Super-Sauze (France) et de Valoria (Italie). Nous détectons, localisons et caractérisons trois types principaux de signaux sismiques. Un type est associé aux séismes régionaux donc externe à la dynamique des glissements. Les deux autres sont localisés dans des foyers de fissures ou des ruptures de pente. Nous suggérons que le premier type est associé à des écroulements depuis l'escarpement et à du transport en surface, tandis que le second type est associé à des fractures et des cisaillements. On montre qu'il existe des corrélations entre ces signaux, les déplacements en surface et les précipitations. Les glissements de terrain sont des volumes variables dans le temps et dans l'espace, ce qui impose une maintenance régulière des équipements et complexifie l'acquisition de données permanentes.

Malgré les nombreux travaux menés sur le transport par charriage depuis le siècle dernier, comprendre l'effet de l'interaction des différentes tailles de grains composant le lit des rivières reste une gageure. Au cours de ces travaux nous étudions par l'approche expérimentale l'influence de la distribution des tailles de grains sur le transport par charriage dans la configuration simple d'une lit de sédiment composé de deux tailles de grains uniquement. Ces grains sont en quartz et respectivement de tailles D1 = 0.7 ± 0.1mm and D2 = 2.2 ± 0.4mm. Les expériences ont été réalisées dans un canal inclinable, dans lequel un lit de sédiment est soumis à la force de cisaillement d'un écoulement turbulent, stationnaire et uniforme. Au cours de chacune des expériences on a réalisé un film de la surface du lit à l'aide d'une caméra rapide. Le traitement de ces images nous a permis de mesurer les deux grandeurs qui composent le transport : la vitesse moyenne des particules et le nombre de particules en mouvement par unité de surface. Ces deux quantités ont été estimées séparément pour chacune des deux populations de grains et pour différentes valeurs de contrainte cisaillante et de fraction de la surface du lit occupée par des petits grains. Les résultats de cette étude montrent que dans le cas bimodal la vitesse moyenne des grains et le nombre de grains en mouvement par unité de surface, une fois correctement adimensionnés, obéissent aux mêmes lois que celles observées dans le cas d'un lit de composition homogène (d'une seule taille de grains). Cela suggère que le modèle d'érosion-déposition proposé par [Charru, 2006] et établi expérimentalement dans le cas homogène [Lajeunesse et al., 2010], peut être généralisé au cas bimodal. La seule différence observée dans nos expériences de transport bimodal concerne les valeurs des contraintes seuils de mise en mouvement des grains. Celles-ci changent avec la composition du lit, et semblent présenter une décroissance linaire avec la fraction surfacique de petits grains. Ces résultats nous permettent de proposer un modèle simple de transport de plusieurs tailles de grains.

L'évolution des versants est le résultat de l'action combinée des processus d'altération et de transport sédimentaire. Même si il est généralement admis que l'efficacité de ces processus varie en fonction du climat, la quantification de l'influence climatique sur l'érosion des versants reste encore peu développée aujourd'hui. S'inscrivant dans cette problématique, notre étude est consacrée au développement d'un nouveau modèle numérique d'érosion des versants, ayant pour objectif de mieux représenter, à différentes échelles de temps, les multiples aspects du contrôle climatique sur les processus de transport de sol. Ce modèle numérique permet de simuler l'évolution de l'épaisseur de sol et du relief à l'échelle d'un versant; il repose sur une paramétrisation simple de la production de sol couplée à une paramétrisation multi-processus du transport de sol, qui comprend plusieurs variables en étroite relation avec le climat (débit de ruissellement, épaisseur de couche active). Le calcul de ces variables est réalisé sur base de séries temporelles de précipitation et de température avec l'aide d'un modèle de transfert de chaleur et d'un modèle de bilan hydrologique. Le comportement du modèle a été étudié au travers de quelques exemples génériques et d'analyses de sensibilité. Les résultats obtenus montrent des différences significatives dans la façon dont se comporte chaque processus de transport sous conditions climatiques variables, et également dans la manière dont chaque processus affecte l'érosion globale des versants. Ces résultats mettent ainsi en lumière l'importance de la paramétrisation multi-processus du transport de sol dans la modélisation de la réponse des versants aux changements climatiques. Nous avons également développé une méthode associant le modèle d'érosion de versant à un algorithme d'inversion (Neighbourhood Algorithm). Cette méthode a permis de caractériser de manière quantitative l'évolution des versants ardennais (NE Belgique) lors du dernier cycle glaciaire-interglaciaire, sur base d'un scénario climatique simple et de nombreuses données topographiques et d'épaisseurs de sol. Les résultats de l'inversion produisent des prédictions en accord avec certaines observations sur la morphologie des versants ardennais ainsi qu'avec des taux d'érosion estimés indépendamment sur base de concentrations en isotopes cosmogéniques, même si on montre que la distribution actuelle des épaisseurs de sol ne renferme pas assez d'information pour déterminer entièrement les taux de production et de transport de sol lors des périodes froides et tempérées du dernier cycle climatique. Les résultats de l'inversion suggèrent des taux de transport de sol bien plus élevés lors de la période froide que lors de la période tempérée, produisant une succession de systèmes limités par la production de sol d'une part (période froide), et par le transport de sol d'autre part (période tempérée). Un pic de transport de sol est prédit lors des transitions entre ces périodes. Les résultats laissent également suggérer qu'un équilibre dynamique en terme d'épaisseur de sol a été récemment atteint dans les parties convexes des versants, alors que des sols peu épais observés dans les parties concaves pourraient correspondre à des traces de la distribution des épaisseurs de sol qui prévalait lors de la dernière glaciation.

Au cours du dernier siècle, plusieurs séismes majeurs ont affecté l'Himalaya. Cependant, la taille maximale de ces événements et la probabilité d'occurrence de méga-séismes avec des magnitudes proches de 9 sont toujours matière à débat. L'étude de la segmentation de l'arc Himalayen est donc primordiale afin de comprendre les mécanismes qui contrôlent ces séismes ainsi que leur extension spatiale. La compréhension du cycle sismique en Himalaya est aujourd'hui essentiellement basée sur des études menées au Népal central, ce qui limite notre connaissance de son fonctionnement tri-dimensionnel. Ce travail de thèse permet d'apporter de nouvelles contraintes sur les variations latérales de la déformation crustale dans la zone comprise entre l'ouest Népal (~80°E) et l'est Bhoutan (~92°E). La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude des variations latérales de la structure lithosphérique. Quatre campagnes gravimétriques ont été réalisées entre 2010 et 2012. Elles ont permis d'étendre le réseau gravimétrique Népalais jusqu'à l'ouest Népal et d'établir le premier réseau gravimétrique Bhoutanais. Ce nouveau jeu de données, combiné avec les données sismologiques disponibles, permet de contraindre des modèles thermo-mécaniques de la flexure de la plaque Indienne sous l'Himalaya. Les résultats suggèrent qu'il n'existe pas de variations latérales majeures du comportement mécanique de la lithosphère Indienne entre le centre et l'est Népal contrairement au Bhoutan où une rigidité flexurale plus faible est nécessaire pour expliquer les données.La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l'étude des variations latérales des déformations récentes dans le prisme Himalayen. Les études paléosismologiques menées depuis 15 ans en Himalaya ont permis d'étendre le catalogue des événements majeurs sur le dernier millénaire. En intégrant à la fois les contraintes disponibles sur ces séismes majeurs et le chargement séculaire, nous étudions les variations spatiales et temporelles de l'état de contrainte du chevauchemlent Himalayen principal le long de l'arc. Nos calculs montrent que même dans la cas où un méga-séisme se serait produit en ~1100 en Himalaya, le chargement séculaire a quasiment compensé la chute de contrainte associée. Les modèles montrent aussi que le séisme du Shillong ne joue pas un rôle majeur sur les contraintes accumulées sur le chevauchement Himalayen depuis 1897 au niveau du Bhoutan. Enfin, nous présentons les premières contraintes sur la tectonique active au Bhoutan. L'étude morphotectonique réalisée au centre du Sud-Bhoutan a permis de montrer que la majeure partie de la déformation Holocène est accommodée au niveau du front Himalayen, comme au Népal. Nous montrons aussi des évidences de ruptures de surface avec des décalages verticaux de plusieurs mètres associés à deux séismes majeurs sur le dernier millénaire. Ces évidences remettent en cause l'interprétation d'un méga-séisme en ~1100.

Depuis les débuts de nos recherches nous travaillons sur le concept de terroir, sur un essai d'une réflexion géographique à travers la viticulture. Voilà pourquoi nous nous sommes intéressés à l'évolution de ce concept, à la fois dans les domaines de la recherche concernés et dans notre parcours de géographe, pour essayer de cerner un concept bicéphale entre nature et culture. Nous avons insisté à propos de la confusion qui est souvent entretenue avec le sol ou le substrat dans l'application du concept à la viticulture. Pour nous, le terroir doit être assumé sous tous les angles, et nous avons étudié comment deux approches, deux écoles s'ignorent aux sujet des terroirs viticoles alors que nous penchons pour une synthèse, une approche intégré du concept pour mieux le cerner et mieux modéliser le réel pour répondre aux demandes des viticulteurs. La justification du terroir arrive parfois à postériori, dans une logique déterministe ou alors de communication sans garde fou. Nous envisageons le terroir comme possibilité, comme potentiel, comme un concept applicable, de l'agro terroir jusqu'au marketing visant le consommateur. Nous avons approché le concept d'abord par des biais environnementaux avec une étude et une cartographie à grande échelle appliquées à deux grands vignobles à l'échelle du Sud-Ouest viticole, Cahors et Bergerac. Cartographier des terroirs nous a mené à vérifier par l'expérience la corrélation de ceux-ci avec la qualité du vin. Nous avons alors confronté notre vision du terroir viticole au Nouveau Monde avec l'Afrique du Sud. Nous avons analysé un système d'appellations viticoles complexe et sous-utilisé avec deux centres historiques, patrimoniaux, qui concourent à l'image des vins sud africains et un poids important de la coopération dans la diffusion de la vitiviniculture et l'amélioration de la qualité. Le terroir est mobilisé en Afrique du Sud de l'agro-terroir jusqu'à la représentation et l'instrumentalisation, notamment dans des tentatives de " déracialisation " du vin face aux défis post apartheid. Ces stratégies différenciées de marketings allant jusqu'à la fabrique des terroirs nous ont amenés à prolonger nos réflexions encore plus pour comprendre comment passait-on encore plus du cultural au culturel, à travers un vignoble artificialisé à haute dose, celui de Banyuls Collioure dans les Pyrénées orientales françaises. Il s'est d'abord agi d'analyser les enjeux autour d'un territoire patrimonialisé, partagé (écartelé ?) entre activités balnéaires, viticulture et paysages emblématiques. Qu'était-ce qu'un terroir viticole dans le contexte de Banyuls ? Nous sommes passés alors du terroir au paysage pour comprendre leur utilisation et leur évolution depuis le début du XIXème siècle jusqu'à nos jours à travers quatre exemples de bassin-versant. Fort de savoir comment avaient évolué les paysages viticoles, nous avons pu étudier comment la communication et le marketing frappaient l'imaginaire en inventant, en rêvant l'histoire du vignoble. Parfois classique, restant dans des domaines très historiques ou agro géologiques, la communication à propos des terroirs en arrive jusqu'à dissoudre le concept dans la poussée actuelle de l'architecture iconoclaste de certains domaines à travers le monde viticole.

Ce travail de thèse présente une analyse géologique combinant plusieurs méthodes : géologie structurale des bassins néogènes et plio-quaternaires, inversion comparée des couples failles/stries et mécanismes au foyer ainsi qu'une l'analyse de la répartition spatiale et temporelle de la sismicité en relation avec la pluviométrie, avec pour objectif de comprendre quelle est la signification de l'activité sismique dans un système orogénique lent en prenant pour exemple le sud des Alpes Occidentales. Les principaux résultats sont les suivants : La région soumise à un raccourcissement nord-sud révélé par l'analyse et le caractère syn-tectonique des bassins miocènes et plio-quaternaires. La déformation est principalement accommodée par des systèmes décrochants N140 dextres. Ces systèmes décrochants concentrent la déformation active le long de structures héritées. On trouve de façon synchrone de l'extension (au nord-ouest du massif du Mercantour) et de la compression (au pied de la marge Ligure) le long d'un même système décrochant N140 dextre. La transition se fait progressivement, passant d'un régime transtensif au nord (dépression de Jausiers) vers un régime transpressif au sud qui s'explique par des permutations de contraintes. Cette géodynamique alpine est temporellement et cinématiquement reliée à une rotation continue de la micro-plaque apulienne et ce depuis le Miocène, contrôlée par l'ouverture des bassins ligure puis tyrrhénien. Le moteur de la tectonique active semble donc lié à la rotation de l'Apulie elle-même contrôlée par la subduction en Méditerranée.