Des données de terrain et des études de modélisation ont montré que la recharge d'eau de fonte sous les calottes glaciaires peut avoir un impact important et durable sur l'écoulement des eaux souterraines. En Estonie, au nord du Bassin Artésien Balte (BAB), ce mécanisme de recharge est invoqué pour expliquer la présence d’importants volumes d'eaux souterraines marquées par un signal isotopique et géochimique glaciaire caractéristique, étant donné que la région a connu plusieurs glaciations durant le Pléistocène et a été entièrement recouverte par la calotte Fennoscandienne au cours du Dernier Maximum Glaciaire (DMG), il y a 20000 ans environ. Cette étude vise à tester cette hypothèse à l’aide de simulations numériques. En premier lieu, une étude conceptuelle a été effectuée pour déterminer quels processus sous-glaciaires doivent être représentés dans un modèle numérique qui reproduise adéquatement les écoulements souterrains et le transport de solutés. Les processus suivants ont été étudiés: la recharge sous-glaciaire d'eau de fonte, la déformation poroélastique du milieu poreux sous le poids de la glace, l’isostasie, l’évolution du drainage en surface, le permafrost et les écoulements densitaires impliquant des eaux douces de fonte et des saumures profondes. Ces processus ont été simulés dans un modèle représentant un bassin sédimentaire conceptuel, au cours d'un épisode glaciaire suivi d'une période postglaciaire. Le transport de trois traceurs d’eau glaciaire a été simulé: δ18O, solides dissouts et âge de l’eau. Les résultats montrent que la simulation de la recharge sous-glaciaire avec une condition-limite de type 1 (Dirichlet) n'est pertinente que pour des flux de faible amplitude, ce qui pourrait être le cas sous des calottes glaciaires dont la base n’est que partiellement en fusion. La compression de la matrice rocheuse diminue les surpressions, qui apparaissent uniquement dans les couches à faible diffusivité hydraulique et épaisses. Si la recharge sous-glaciaire est faible, la compression de la matrice rocheuse peut entraîner des sous-pressions après le retrait de la calotte glaciaire. L’isostasie réduit considérablement l'infiltration d'eau de fonte et les écoulements d'eau souterraine. Sous la couche de pergélisol, l'écoulement des eaux souterraines est réduit en-dessous de la calotte glaciaire mais augmente en région périglaciaire. Tenir compte des variations de densité en lien avec la salinité diminue l'infiltration d'eau de fonte en profondeur. Cette étude montre que chaque processus sous-glaciaire est potentiellement important et devrait être pris en compte dans des modèles d’écoulement des eaux souterraines et de transport de solutés en milieu sous-glaciaire. Cependant, il est raisonnable de ne représenter que la recharge sous-glaciaire si les informations manquent pour décrire correctement les autres processus. Par conséquent, ce seul processus a été simulé pour reproduire les écoulements d'eau souterraine sous la calotte Fennoscandienne dans le BAB. Les simulations ont été réalisées dans deux modèles 2D verticaux, afin de vérifier si la recharge sous-glaciaire d’eau de fonte peut expliquer la distribution particulière de δ18O (un traceur d’eau de fonte) dans les eaux souterraines de la région. L’un recoupe l’Estonie, l’autre la Lettonie et les îles estoniennes dans le Golfe de Riga. L'écoulement des eaux souterraines est simulé durant 28000 ans, depuis le DGM jusqu’à aujourd’hui, de même que le transport de δ18O pour tracer l'eau de fonte et confronter les résultats des simulations avec les données de terrain. L'espace d’incertitude de certains paramètres a été exploré, comme l’intensité et la durée de la recharge sous-glaciaire, ainsi que la composition isotopique initiale de l'eau de fonte. Les simulations fournissent un ajustement satisfaisant entre les valeurs observées et calculées de δ18O, confirmant l’hypothèse que le BAB a subi une phase de recharge sous-glaciaire durant le DMG. Elles montrent que la recharge sous-glaciaire a créé une inversion de l'écoulement des eaux souterraines dans le bassin. L’eau de fonte a infiltré tous les aquifères, en particulier les aquifères non confinés. Après le retrait de la calotte Fennoscandienne, l'eau de fonte a été entièrement remplacée par de l'eau météorique moderne, excepté dans les aquifères confinés où de l’eau de fonte a été préservée à proximité des zones de décharge. Par ailleurs, d’importants volumes d'eau de fonte sont probablement préservés sous la mer Baltique. Les simulations indiquent enfin que des épisodes de recharge sous-glaciaire antérieurs au DGM doivent être considérés afin d'expliquer les valeurs de δ18O dans la partie plus profonde du bassin. / Field evidence and modelling studies have shown that subglacial recharge of meltwater under wet-based ice-sheets can have a significant and long-lasting impact on groundwater flow. In the northern Baltic Artesian Basin (BAB), in Estonia, this mechanism of recharge is thought to be responsible of the presence of large volumes of groundwater with a characteristic glacial isotopic and geochemical signal, because the region experienced several glaciations during the Pleistocene and was entirely covered by the Fennoscandian ice-sheet during the Last Glacial Maximum (LGM), some 20 ky BP. The present study aims at testing this hypothesis by means of numerical simulations. First, a conceptual numerical study was performed to determine which glacial and subglacial processes need to be represented in numerical models for adequately capturing subglacial groundwater flow dynamics and solute transport. The relevance of the following processes was studied: subglacial recharge of meltwater, poroelastic deformation of the porous medium under ice-sheet loading, isostasy, evolution of surface drainage, permafrost, and density-dependent flow involving fresh glacial meltwater and deep brines. Simulations of these processes were conducted in a generic sedimentary basin during a single glacial event followed by a postglacial period. The transport of three common tracers of subglacial recharge was simulated: δ18O, TDS, and groundwater age. Results show that simulating subglacial recharge with a fixed flux boundary condition is relevant only for low fluxes, which could be the case under partially wet-based ice-sheets. Glacial loading decreases overpressures, which appear only in thick and low hydraulic diffusivity layers. If subglacial recharge is low, glacial loading can lead to underpressures after the retreat of the ice-sheet. Isostasy considerably reduces the infiltration of meltwater and the groundwater flow rates. Below permafrost, groundwater flow is reduced under the ice-sheet but is enhanced beyond the ice-sheet front. Accounting for salinity-dependent density reduces the infiltration of meltwater at depth. This study shows that each glacial process is potentially relevant in models of subglacial groundwater flow and solute transport. However, representing only subglacial recharge can be a reasonable assumption if information is missing to describe the other processes properly. Therefore, this single process is simulated to reproduce groundwater flow beneath the Fennoscandian ice-sheet in the northern BAB. Simulations are performed in two cross-sectional models, in order to check whether subglacial recharge of meltwater can explain the unusual distribution of δ18O in groundwater in the region, which serves as a tracer of glacial meltwater. One model crosses Estonia, the other crosses Latvia and Estonian islands in the Gulf of Riga. Groundwater flow is simulated over 28 ky, from the Last Glacial Maximum (LGM) to present-day, along with δ18O transport for tracing meltwater and to compare the results of the simulations with field data. Parameter space exploration of subglacial recharge conditions is used to tackle the uncertainty in the intensity and duration of subglacial recharge in the northern BAB, as well as in the isotopic composition of meltwater. Simulations provide a satisfying fit between the observed and the computed values of δ18O, supporting the idea that subglacial recharge happened in the northern BAB during the LGM. Simulations show that subglacial recharge created a flow reversal in the basin. Meltwater infiltrated into all aquifers, especially the shallow ones. After the retreat of the Fennoscandian ice-sheet, meltwater was entirely replaced by modern meteoric water, excepted in confined aquifers where some meltwater has been preserved close to the discharge areas. Large volumes of meltwater are also probably preserved beneath the Baltic Sea. Simulations also indicate that episodes of subglacial recharge prior to the LGM must be considered in order to explain the values of δ18O in the deeper basin.

L'extrémité septentrionale. du plateau du Bas-Dauphiné résulte d'une sédimentation molassique sableuse (Tartonien) de transition entre les faciès marins et deltaïques. La détermination de quelques fossiles dont Nassa michaudi, ainsi que la découverte d'une ancienne dune éolienne, précisent le contexte bio-géographique de cette époque. La morphologie actuelle est héritée des phases de retrait glaciaire au cours desquelles des réseaux hydrographiques se sont orientés vers le Nord-Ouest, parallèlement aux glaces de vallées. Les cours d'eau qui ont alors entaillé la molasse ont repris une direction d'écoulement Nord lors de la fonte des glaces de la dépression d'Aoste. Une période de sédimentation lacustre a peu à peu comblé cette cuvette, et s'est achevée par la progradation des alluvions du Rhône et du Guiers. Ces dépôts graveleux, reconnus par des sondages mécaniques et géophysiques, forment deux réservoirs aquifères indépendants épais d'une dizaine de mètres: l'un concerne la dépression du "couloir " des Avenières, l'autre la plaine d'Aoste dont l'étude par prospection électrique a révélé les zones préférentielles de chenalisation. L'alimentation des nappes qu'ils contiennent est assurée par des nappes adjacentes, d'extension limitée et par les écoulements issus des bassins-versants du Pissoud et de la Bièvre. Les relevés piézométriques et les mesures de paramètres hydrodynamiques effectuées sur leur zone de séparation (essais de pompage) ne révèlent pas de relation dynamique entre ces deux nappes. L'étude physico--chimique confirme leur indépendance. Leurs caractéristiques chimiques sont localement influencées par les minéralisations issues des zones d'alimentation. L'exploitation de ces nappes par les syndicats des eaux de la région reste tributaire de leurs zonations chimiques.

Cette thése est une synthèse de la morphologie glaciare de la vallée de l'Arve entre Chamonix et Annemasse. Un schéma paléomorphologique est proposé

L'atmosphère des hautes latitudes sud demeure très peu documentée à l'heure actuelle. Or, la compréhension des systèmes biogéochimiques à ces latitudes est nécessaire tant pour l'interprétation des archives glaciaires que pour évaluer l'importance de ces régions dans le climat actuel et futur, en liaison notamment avec les émissions océaniques de diméthylsulfure (DMS). Des études de distributions en taille de l'aérosol sur la base côtière antarctique de Dumont d'Urville ont permis de mieux cerner les problèmes de fractionnement de l'aérosol marin par rapport à la composition de l'eau de mer. En hiver, un déficit de sulfate par rapport au sodium ou au chlore est observé. La chronologie et l'ampleur de ce phénomène ont pu être précisés, dans le but de quantifier le nss-sulfate hivernal. Un second phénomène de fractionnement du sel de mer, lié à la remobilisation de HCI et traduit par un déficit de chlore par rapport au sodium, se révèle peu marqué sur le site suite à la combinaison de plusieurs paramètres, parmi lesquels l'influence locale d'émissions ornithogéniques alcalines. Depuis fin 1998, des mesures de DMS et de DMSO complètent les prélèvements d'aérosols continus depuis 1991. Après trois années de mesures, il apparaît une très grande variabilité interannuelle des teneurs en DMS liée à une variabilité importante de la source océanique locale en été. Si les niveaux de DMS paraissent fortement dépendants de cette source à une échelle locale, les espèces oxydées (MSA, sulfate) sont plutôt représentatives en été des émissions océaniques à une échelle régionale. En hiver, leurs teneurs sont très faibles (15 à 20 ng/m3 de nss-sulfate, hors perturbation volcanique, dont une moitié serait d'origine biogénique). Enfin, des études de photochimie en été ont confirmé l'importance d'un puits hétérogène du DMSO qui semble avoir une dépendance photochimique et s'inscrit comme étant une voie de production privilégiée de MSA particulaire.

La Cordillère Principale des Andes semi-arides est un relief transitoire qui se developpe suite au soulèvement des Andes initié à l'Oligocène. L'altitude des pédiments de la Cordillère Principale par rapport à ceux de la Cordillère de la Côte indique que ce soulèvement a atteint deux kilomètres. Ce qui se marque par de profondes vallées incisés (~2 km) qui se sont développées dans la haute cordillère depuis six millions d'années. Les volumes incisés de ces vallées et la concentration de 10Be des sédiments fluvio-glaciaires indiquent des vitesses d'érosion de l'order de trente a soixante-quinze mètres par million d'années, des valeurs qui sont relativement constantes depuis les six derniers millions d'années. Pendant cette période la dynamique de transfert de matière a été modulée par l'érosion glaciaire et l'exportation des sédiments fluvio-glaciaires vers l'aval des fronts glaciares plio-quaternaires.

C'est dans le contexte spatio-temporel du dernier cycle glaciaire würmien que ce travail a été réalisé, le cadre paléogéographique correspondant à la zone intra-würmienne de Bourdier (1961). La reconstitution des flux glaciaires des Alpes nord-occidentales pendant le maximum d'englacement würmien en constitue l'objectif principal. L'acquisition de nouvelles observations géomorphologiques a permis, dans un premier temps, la réalisation d'une cartographie paléogéographique cohérente du système glaciaire au maximum würmien, tant pour les bassins versants amont (zones d'alimentation) que pour le domaine aval (lobes de piémont). Dans un second temps, l'étude s'est attachée à déterminer l'origine des différents flux glaciaires ayant alimenté les lobes de piémont des Alpes nord-occidentales (lobe suisse du glacier du Rhône, lobe lyonnais et lobe de Moirans). Pour mener à terme ce travail, le croisement de différentes méthodes d'analyse a été nécessaire : (i) une approche glacio-morphologique permettant de déterminer l'altitude de la ligne d'équilibre glaciaire ; (ii) des analyses pétrographiques des blocs erratiques permettant d'identifier les bassins versant sources des blocs erratiques (iii) ; et des analyses des minéraux lourds contenus dans la fraction fine des tills d'ablation, complétant et confirmant les analyses pétrographiques. Les premières étapes de la déglaciation correspondant à l'individualisation des flux issus des quatre principaux appareils du Rhône, de l'Arve de l'Isère et de la Romanche ont été reconstituées. Elles sont suivies des premiers stades du Tardiglaciaire ancien des vallées de l'Arve et du Rhône. Enfin, une approche chronologique a été menée et notamment la datation du maximum d'englacement würmien. Elle s'appuie sur l'analyse des données disponibles et tente de dégager les grandes tendances. Les résultats acquis apportent une importante contribution aux reconstitutions paléogéographiques et à l'étude de l'organisation des flux glaciaires lors du maximum würmien. Ces nouveaux éléments permettent une interprétation nouvelle de l'organisation du réseau glaciaire dans les Alpes nord-occidentales et remettent en cause, en particulier, la vision traditionnelle du glacier du Rhône atteignant le «complexe des moraines internes». En effet, les analyses démontrent que la totalité des glaces du lobe de piémont lyonnais provenait des zones d'accumulation de la partie interne des Alpes du nord françaises (sens géographique) : sud du massif du Mont-Blanc, Beaufortin, Tarentaise et une partie de la Maurienne. De plus, elles confirment la puissance des appareilsglaciaires ayant occupé les grandes cluses des massifs subalpins (cluses d'Annecy-Faverges et de Chambéry) et soulignent le rôle essentiel des glaciers transversaux originaires de la zone centrale des Alpes dans l'alimentation du lobe de piémont lyonnais. Quant à l'alimentation du lobe de Moirans, les analyses pétrographiques et les comptages de minéraux lourds apportent la preuve d'une contribution majeure du glacier de la Romanche. Ces résultats accréditent les hypothèses esquissées au XIXe siècle par certains auteurs (Lory, 1860 ; Falsan et Chantre, 1879). L'étude des étapes de la déglaciation souligne l'importance relative des différents appareils. Elle met notamment en évidence L'influence prépondérante et tardive du glacier isérois, dont l'importance à été bien souvent sous estimée par les auteurs. Enfin, l'approche chronologique a été abordée et une tentative de datation du WGM a été proposée. Sans pour autant apporter de nouveaux éléments déterminants, elle permet d'envisager un diachronisme entre les extensions des appareils du nord des Alpes (maximum tardif) et les appareils occidentaux (maximum ancien).

L'objectif essentiel de cette étude était d'obtenir les premIeres séries temporelles de nombreux métaux lourds dans les neiges et glaces de haute altitude des Alpes au cours des derniers siécles. Pour ceci, nous avons mesuré une vingtaine de métaux lourds dans 24 sections de la carotte du Dôme du Goûter et 11 sections de la carotte du Colle Gnifetti. Ces métaux lourds ont été analysés par plusieurs méthodes analytiques différentes. Ces séries temporelles doivent permettre de mieux comprendre et appréhender les changements des sources tant naturelles qu'anthropiques de ces métaux à une échelle régionale, au niveau de l'Europe. Les carottes de glaces étudiées proviennent de deux glaciers éloignés d'environ 80 km l'un de l'autre. Malgré cette proximité les sources anthropiques sont certainement différentes pour ces deux glaciers. Ainsi les précipitations dans le massif du Mont Rose sont chargées en polluants provenant essentiellement des les émissions du Nord de l'Italie alors que les précipitations dans le massif du Mont blanc sont plus sensibles aux émissions françaises (Maupetit, 1994). De plus les glaciers ont des taux d'accumulation de neige (et ont donc des résolutions temporelles) trés différents. Au Dôme du Goûter le taux d'accumulation est trés important (environ 3 mètres d'équivalent en eau par an) et les chutes de neige sont bien préservées (peu de perturbation par le vent). Cette carotte se préte donc bien à une étude détaillée mais elle ne donne pas accès à de la glace très anciennne. Au Colle Gnifetti les choses se présentent différemment car l'accumulation de neige (seulement 30 centimètres en équivalent d'eau par an) y est beaucoup plus faible et certaines chutes de neiges hivernales sont soufflées par le vent. La saisonnalité n'est donc pas forcément bien préservée puisque par endroits les précipitations hivernales sont manquantes. Il y a donc aussi un risque de sous-estimation des apports. Une étude détaillée devient ainsi plus délicate, mais nous avons accès à de la glace beaucoup plus ancienne. Un premier point était donc de mieux comprendre les paramètres qui déterminent la teneur en impuretés dans la neige déposée sur ces glaciers. Nous avons effectué cette étude uniquement dans les glaces du Dôme du Goûter car la très grande accumulation et la bonne préservation nous a permis une étude détaillée sur une année complète d'accumulation. Nous avons ensuite étudié l'évolution générale des concentrations pour les métaux présentés précédemment. Afin de pouvoir faire une première. interprétation de nos données nous avons réuni des informations sur la production de ces métaux et les estimations d'émissions naturelles et anthropiques. Gràce à ceux-ci nous avons essayé d'évaluer l'importance de la perturbation des cycles des métaux par les rejets anthropiques. Pour certains métaux (Pb, Cd, Cu, Al, Zn, Sb) nous avons pu comparer nos données avec des études faites au Groenland ou avec d'autres types d'archives. Pour beaucoup de métaux, il n'existait pas d'études comparables et nous avons donc établi leurs première séries temporelles. Souvent mème, nous n'avons pu trouver d'inventaires d'émissions. Pour le plomb nous avons pu faire une étude plus approfondie gràce aux mesures des rapports isotopiques et des organo-métaux. Ainsi il a été possible d'identifier certaines sources d'émissions pour ce métal.

Ce travail comprend trois parties : - Dans la première, nous décrivons les données d'ensemble relatives au milieu naturel en nous attardant particulièrement sur celles qui peuvent influer sur la stabilité des versants. - Dans la seconde, sont rassemblées et analysées les caractéristiques géologiques (Chapitre 1) et géotechniques (Chapitre II) des matériaux rencontrés sur la commune, chaque chapitre débutant par une énumération succinte des méthodes utilisées. Au chapître III, nous insistons sur la complémentarité des approches géologique et mécanique et reprenons, sous une forme synthétique, les conclusions importantes de chacun des chapitres précédents. - La troisième partie est consacrée à l'étude des mouvements de terrain et des risques naturels. Etude historique, typologique et mécanique tout d'abord (Chapitre 1), puis recherche des facteurs d'instabilité (Chapitre II). Ceux-ci sont déduits des résultats d'un travail de cartographie et d'analyse systématique, d'enquêtes et de mesures effectuées sur le terrain, et conduisent à la carte des risques géologiques présentée chapitre III. Dans ce même chapitre figurent diverses indications et des conseils pour l'aménagement futur, ainsi qu'un inventaire des procédés dont l'utilisation est envisageable pour la prévision, la prévention et le traitement des instabilités. Avant de conclure, nous résumons les points et les hypothèses qui nous sont apparus les plus importants et signalons les lacunes qui subsistent au terme de notre étude. Enfin, en annexe, figurent divers modes opératoires .

A travers deux champs d'étude, nous nous intéressons au couplage mécanique entre le magma et l'encaissant, utilisant des méthodes numériques. Tout d'abord, nous étudions l'influence de perturbations de contraintes sur les réservoirs magmatiques, avec comme exemple deux volcans sous-glaciaires (Islande). Au volcan Grímsvötn, notre modèle montre que les vidanges, du lac sous-glaciaire (jökulhlaup) présent dans la caldera, peuvent déclencher une éruption comme ce fut le cas en 2004, en favorisant la rupture du réservoir magmatique. L'effet est cependant faible, ce qui implique que le système magmatique doit déjà être proche des conditions de rupture avant que le jökulhlaup se produise. Au volcan Katla, notre modèle indique que les conditions de rupture sont favorisées en été durant la fonte du glacier Mýrdalsjökull. Les changements de contrainte de Coulomb montrent aussi une plus forte probabilité de séismes durant la même période, résultats en accord avec la sismicité enregistrée sous le Mýrdalsjökull. Il existe une modulation à la fois de l'activité volcanique et sismique au Katla, en relation avec la variation saisonnière de la charge glaciaire. Dans un second temps, nous travaillons sur les écoulements de magma dans les conduits andésitiques. Améliorer nos connaissances sur la dynamique du magma durant son ascension est nécessaire, car les processus dans le conduit volcanique semblent gouverner l'évolution de l'activité éruptive de ces volcans. Des précédents modèles ont montré que la viscosité du magma augmente dans la partie supérieure du conduit lors de l'écoulement, ce qui cause la formation d'un plug visqueux. Mais la relation entre la mise en place du plug et les signaux précurseurs, telles que la déformation ou la sismicité, n'est pas totalement établie. A partir de nos modèles de plug, nous trouvons que les déplacements de surface sont contrôlés par la géométrie du conduit et du plug ainsi que le contraste de viscosité entre le plug et la colonne de magma. Nous montrons que l'évolution de la taille du plug est une hypothèse possible pour expliquer les rapides transitions inflation/subsidence observées à la surface des volcans andésitiques.

A travers une approche systémique, l'objectif de cette thèse est de préciser les modes et les rythmes d'ajustement du continuum glacio-fluvial au changement climatique post-Petit Âge Glaciaire. À partir de la datation lichénométrique et de la quantification des réponses des systèmes glaciaire et fluvioglaciaire de quinze émissaires et sandurs sud-islandais, nous explorons l'éventail des scénarios d'ajustements observés, testons l'hétérogénéité et le caractère asynchrone des réponses glaciaires et fluvioglaciaires et cernons les variables de contrôle susceptibles d'expliquer la diversité des réponses mesurées. Sur la base des données collectées, traitées et analysées, nous avons pu : (1) mettre en évidence une asynchronie du maximum PAG glaciaire et une forte hétérogénéité de l'intensité de recul post-PAG des émissaires sud-islandais reflétant la nature fondamentalement complexe des ajustements glaciaires ; (2) suggérer l'existence de processus marginaux de contrôle des flux hydrosédimentaires s'apparentant à la criticalité auto-organisée ; (3) identifier un mode dominant d'ajustement fluvioglaciaire post-PAG pour les sandurs de type I et mettre en évidence l'indépendance relative des sandurs de jökulhlaup vis-à-vis des fluctuations glaciairesgh