La banquise Antarctique joue un rôle important sur les flux de chaleur et les échanges de gaz à l'interface océan-atmosphère, sur la circulation océanique globale, sur l'albédo et la productivité primaire de l'Océan Austral. Cependant, du fait de son éloignement et d'un climat extrême, cette région reste à ce jour encore peu étudiés, et représente un verrou pour les modèles prédictifs du climat. De plus, de récentes observations ont montré que le continent Antarctique présente des tendances régionales, dont les causes et les mécanismes sont encore mal compris. Les reconstructions paléoclimatiques de températures tendent à montrer que ces disparités régionales ont également caractérisé la période Holocène. L'Holocène tardif représente la période sur laquelle le réchauffement récent se produit et est également caractérisée par des variations climatiques rapides généralement de plus faibles amplitudes. Afin de mieux évaluer ces changements, l'étude fine des conditions environnementales passées en Antarctique au cours de l'Holocène tardif est essentielle afin d'isoler la part de variabilité climatique naturelle de la part anthropique. Bien qu'un vaste réseau de carottes de glace en Antarctique constitue une base d'informations robuste sur la variabilité atmosphérique passée dans l'Hémisphère Sud, l'étude des conditions paléocéanographiques est contrainte dans la région par le nombre limité d'enregistrements sédimentaires marins,et qui de plus, tendent à être de faible résolution, trop courts ou discontinus. Notre étude porte sur la zone marginale du plateau de la Terre Adélie-Georges V en Antarctique de l'Est, qui a reçu peu d'attention jusqu'à présent, malgré la présence de séquences sédimentaires très épaisses et laminées, permettant la reconstruction fine des variations climatiques passées. Nos travaux ont été réalisés à partir de plusieurs enregistrements sédimentaires marins, couvrant la période instrumentale et jusqu'aux deux derniers millénaires. Nos résultats montrent que les assemblages de diatomées, les biomarqueurs spécifiques des diatomées, ainsi que de la géochimie élémentaire du sédiment traduisent efficacement des variations océanographiques et climatiques locales et aussi régionales à l'échelle interannuelle à centennale. La dynamique couplée océan-atmosphère en lien avec les modes climatiques principaux de l'Hémisphère Sud, ainsi que la dynamique glaciaire constituent les mécanismes de forçage majeurs des changements du couvert de banquise au court de l'Holocène tardif. / Antarctic sea ice has large impacts on the heat and gas transfers between the ocean andthe atmosphere, on the global oceanic circulation, on the Earth albedo and on theprimary productivity of the Southern Ocean. However, because of its remote and icecoveredlocation, the climate of the Antarctic continent and of the Southern Ocean isstill poorly studied and constitutes a challenge for climate model predictions. Recentobservations highlighted opposite patterns of climate variability between Western andEastern Antarctica, but poorly resolved the mechanisms and forcing involved.Reconstructions of temperature signals indicate that regional disparities have persistedover the Holocene period. The Late Holocene period includes the recent climate change(so-called modern global warming) as well as preceding rapid climate variabilitiesthough of lower amplitude. Achieving paleoenvironmental reconstructions in theAntarctic region at high temporal resolution over this period therefore offers theopportunity to improve the understanding of climate changes in response to bothnatural and anthropogenic forcing. While paleoenvironmental records obtained from icecores provide robust information on the past atmospheric conditions over Antarctica,the paleoceanography of the nearby ocean is constrained by a limited set of rather lowresolution, discontinuous records from sediment cores. Our study focuses on themarginal zone of the Adélie-Georges V Land, East Antarctica, a region which has beenpoorly studied so far, despite the presence of thick and laminated sedimentary depositsthat allow accurate and high resolution paleoclimate reconstructions. Our work is basedon several marine sedimentary records, made of diatom oozes and covering theinstrumental period to the last 2,000 years. Our results show that diatom assemblages,diatom specific biomarkers (HBI) and elemental geochemistry in the sedimenteffectively testify of local but also regional oceanographic and climatic variations atdecadal to centennial scales. Coupled atmospheric and oceanic dynamics linked to majorclimate modes of the Southern Hemisphere, along with glacial dynamics constitutemajor forcing mechanisms of ice covered changes during the late Holocene.

Dans le système climatique global, l’océan Atlantique Nord est considéré comme une région très sensible qui joue un rôle crucial pour la dynamique de l’hémisphère nord via la circulation méridienne de retournement de l'océan Atlantique (AMOC), dont fait partie le système de front/courant des Açores. La thèse a pour but d’analyser les interactions hydrographiques et climatiques complexes dans la région des Açores, pour le Pléistocène moyen­‐Holocène, par l’analyse des foraminifères planctoniques de deux carottes prélevées en 2013 (Oceanograflu 2013), dans le segment OH1 de la ride médio-atlantique. La thèse est structurée en trois chapitres/articles qui présentent les principaux résultats et leur interprétation. Le premier article a pour but d’établir le modèle d’âge le plus précis possible et de tracer l’histoire de la production/préservation des carbonates dans la région des Açores, au cours du dernier cycle glaciaire. Pour ce faire, les valeurs de carbonate et δ18OG.ruber des deux carottes ont été analysées à haute résolution. Par ailleurs, l’application de la «Modern Analog Technique» à l’analyse des assemblages des foraminifères planctoniques a permis d’estimer les variations de température des eaux de surface (SST-mat). Les courbes d’abondance des espèces résistantes et sensibles à la dissolution ont permis de mettre en évidence d’éventuels intervalles de plus forte dissolution. La partie supérieure de chaque carotte a été datée par spectrométrie de masse (AMS)14C sur les tests de foraminifères. Le modèle d’âge adopté se base également sur la corrélation entre les courbes de δ18OG.ruber et l’enregistrement haute résolution du δ18OG.bulloides de la carotte MD95-2042 (Shackleton et al. 2000) de la marge ibérique, récemment recalibrée en utilisant les données synthétiques LS16 de δ18O (Lisiecki and Stern 2016) relatives aux foraminifères benthiques. L’analyse spectrale a permis de démontrer que les oscillations des valeurs de carbonate et du δ18OG.ruber, lors des derniers 144ka, sont contrôlées par un forçage climatique (orbital et sub-orbital) dans la région des Açores. La comparaison des courbes de carbonate et celles des espèces résistantes à la dissolution, pour les deux carottes situées à des profondeurs différentes, a permis de montrer les variations verticales de la lysocline de la calcite, en particulier lors des évènements de refroidissement plus extrêmes, par exemple à 22,1 kyr avec une remontée de la lysocline de 1000m environ. Le deuxième article essaie de reconstituer la variabilité complexe de l’hydrographie et de la paléoproductivité de l’Atlantique centre Nord lors des derniers 144 kyr grâce à l’analyse des assemblages des foraminifères planctoniques combinée à celle des variations de la température des eaux de surface (SST­‐mat). Les fluctuations d’abondance d’espèces actuellement caractéristiques de masses d’eau et/ou des systèmes de front/courant dans l’Atlantique Nord ont été utilisées comme traceurs paléocéanographiques. Cette approche a permis d’évaluer la migration latitudinale/longitudinale du système de front/courant des Açores durant le Quaternaire récent ainsi que celle d’autres fronts et/ou courants caractéristiques de l’Atlantique centre Nord. Le troisième article se focalise sur la variabilité du groupe G. ruber gr. dans la région des Açores. G. ruber a été considéré comme un plexus regroupant plusieurs autres espèces et sous espèces. Plus récemment, des études moléculaires et géochimiques mis en évidence la présence de plusieurs génotypes au sein du plexus G. ruber, ce qui implique l’existence de plusieurs (sous­‐) espèces avec des modes de calcification et des préférences écologiques différentes. Malgré l’abondante littérature récente sur ce sujet, les liens entre ces différents génotypes, variants morphologiques, préférences écologiques, et modes de calcification ne sont pas encore très bien compris. (...) / In the global climatic system, the North Atlantic Ocean is considered as a highly sensitive region, which plays a crucial role in the Northern Hemisphere dynamics through the so­‐called Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) system, of which the Azores Front/Current System represents an important part. The main aim of the thesis is to reconstruct the complex hydrographic and climatic interactions in such a climatically­‐sensitive area during middle Pleistocene to Holocene through the analysis of the planktonic foraminifera from two cores collected in the OH1 segment of the Mid‐Atlantic Ridge (MAR) south‐westward of the Azores archipelago during the Oceanograflu 2013 cruise. The manuscript is structured in three chapters presenting the major results and their interpretation (...)

Ces recherches visent à développer une approche intégrée des processus d’évolution d’une vallée fluviale en relation avec les facteurs de contrôles climato-anthropiques. Cette étude est sur deux sites de la moyenne vallée du Cher. L’objectif est de caractériser la sensibilité des milieux fluviaux aux variations climatiques majeures de la transition Tardiglaciaire-Holocène ancien et aux variations plus modestes de l’Holocène récent mais également d’appréhender les réponses à l’impact des sociétés du passé depuis le Néolithique. Les résultats mettent en lumière deux temporalités principales. Tout d’abord, la transition du Tardiglaciaire à l’Holocène (15 000- 11 5000 cal. BP) traduit un contrôle climatique à l’origine d’une métamorphose du style fluvial caractérisée par le passage d’un cours à chenaux multiples à une rivière méandriforme. La seconde moitié de l’Holocène correspond à une période de forte mobilité des méandres au sein de la plaine d’inondation. Cette mobilité très importante des chenaux observée jusqu’au milieu du Moyen-Age contraste très fortement avec la situation actuelle caractérisée par une très faible migration des méandres. Ce changement morphodynamique majeur est à mettre en relation avec des aménagements hydrauliques et proto-industriels installés dès la période médiévale. Cet équipement lourd et densément réparti le long du cours d’eau constitue une véritable entrave à la mobilité de la rivière. Ces résultats mettent donc en évidence différents forçages. Ainsi les variables de contrôle sont d’ordre climatique durant la majeure partie de l’Holocène et le forçage d’origine anthropique reste modéré et discontinu. C’est à partir du milieu du Moyen-Age que le contrôle anthropique s’affirme pleinement jusqu’à modifier durablement les dynamiques hydrologiques et morphosédimentaires. / This research aims to provide an integrated approach to the evolution of a floodplain in relation to climatic and-anthropogenic controls. This study was conducted on two sites in the middle Cher valley. The objective is to characterize the sensitivity of river environments to major climatic variations of the Lateglacial-Holocene transition and to smoother variations of the recent Holocene, but also to understand the responses to the impact of societies since the Neolithic. The results highlight two main temporalities. First, the transition from the Lateglacial to the Holocene (15,000- 11,5000 cal. BP) reflects a climatic control that has led to a fluvial metamorphosis of the river pattern from a multi-channel to a meandering river. The second half of the Holocene corresponds to a period of high meander mobility within the floodplain. This very high channel mobility observed up to the middle of the Middle Ages contrasts very strongly with the current situation, which is characterized by very low migration rate. This major morphodynamic change is to be linked to hydraulic and proto-industrial structures installed since the medieval period. This heavy and densely distributed equipment along the river is a strong obstacle to the mobility of the river. These results therefore highlight different forcings. Thus, the control are of a climatic nature during most of the Holocene and anthropogenic forcing remains moderate and discontinuous. It was from the middle of the Middle Ages that anthropogenic control became fully established until it permanently modified hydrological and morphosedimentary dynamics.

Les effets du changement climatique sur les événements extrêmes sont difficiles à estimer car ces phénomènes présentent une large variabilité, et par conséquent il est délicat d'identifier des tendances significatives compte tenu de l'absence de longues séries de données instrumentales. Dans cette étude, nous présentons un enregistrement de ces tempêtes extrêmes sur la côte Méditerranéenne française au cours des 7000 dernières années à partir de carottes sédimentaires prélevées dans un système lagunaire du Golfe du Lion. L'utilisation d'une approche multi-traceur à haute résolution avec des analyses granulométriques, faunistiques, géochimiques (XRF), en minéraux argileux associées à des données chronologiques de radiocarbone et de 210Pb, 137Cs ; nous a permis de reconstruire l'histoire, au cours de l'Holocène, des dépôts lagunaires en relation avec l'activité des tempêtes. Bien que les paramètres morphologiques de cet environnement lagunaire aient changé durant l'Holocène, ne permettant pas de comparer ces événements au cours du temps en terme d'intensité, nous enregistrons six périodes d'augmentation de l'activité des tempêtes datées à 6200, 5500, 4400, 3200, 1500 an cal B.P. et durant le Petit Age Glaciaire (de 450 à 100 an cal B.P.). Ces changements de l'activité hydrodynamique côtière, en antiphase avec les périodes d'aridifications en Méditerranée de l'Ouest, sont corrélées avec celles observées dans le bassin Nord Atlantique et correspondent aux événements de refroidissement Holocène. L'augmentation de l'activité des tempêtes dans la cette région de la Méditerranée durant les périodes froides, associée à une diminution des températures au pôle Nord, est probablement liée à l'augmentation du gradient thermique qui, par interaction barocline, favorise les cycles d'évolution des tempêtes dans toute l'Europe et la Méditerranée de l'Ouest. Cette étude démontre ainsi que la température dans la région Nord Atlantique influence l'activité des tempêtes extrêmes et donc du climat Méditerranéen à l'échelle de l'Holocène.

A travers l'étude des différentes unités qui constituent la plaine alluviale, la méthode hydrogéomorphologique permet de définir aisément la zone inondable du cours d'eau. Cette thèse a donc pour objet de contribuer à l'amélioration de la méthode. Un chapitre est consacré à la compréhension des processus hydrodynamiques qui animent la plaine alluviale fonctionnelle, donnant ainsi une réalité hydrologique aux unités qui la constituent afin que l'aléa qui leur est associé soit mieux défini. A travers les exemples de l'Orbieu et de l'Ouvèze, la présence de lit moyen et de talus séparant les différents lits, sur les cours d'eau méditerranéens a été justifiée. Un second chapitre développe les différents exemples pris sur l'Argent-Double, l'Orbieu, le Bayon, le Gardon, la Cèze et l'Ouvèze, à partir desquels une typologie des différents contacts entre la zone inondable et l'encaissant a été établie. Les lits majeurs exceptionnels et les terrasses holocènes (formes récemment mises en évidence du point de vue de la recherche appliquée) ont été caractérisées et une traduction cartographique est proposée en accord avec la sémiologie graphique et les attentes nécessaires à l'élaboration des documents réglementaires comme les Plans de Prévention des Risques d'Inondation et les Atlas de Zones Inondables. Leur étude apporte des compléments à la chronologie de l'évolution des hydrosystèmes fluviaux à l'Holocène récent.

LE LAC DE CHAILLEXON (DOUBS - FRANCE) EST UN LAC DE BARRAGE NATUREL CREE PAR UN ECROULEMEMENT ROCHEUX DURANT LA SECONDE MOITIE DU BLLING (12300 B.P.). LE COMBLEMENT SEDIMENTAIRE DU PIEGE LACUSTRE PRESENTE UN ENREGISTREMENT CONTINU DU TARDIGLACIAIRE ET DE L'HOLOCENE. CE TRAVAIL PROPOSE UNE APPROCHE DU FONCTIONNEMENT GLOBAL DU SYSTEME LIMNOLOGIQUE (BASSIN VERSANT PRODUCTEUR ET PIEGE LACUSTRE RECEPTEUR). A PARTIR DE L'ANALYSE DU SYSTEME ACTUEL (PRODUCTION, FLUX, STOCKS) ET DES ENSEIGNEMENTS QUI S'EN DEGAGENT, IL EST PROPOSE UNE INTERPRETATION QUANTITATIVE ET QUALITATIVE DES STOCKAGES ANCIENS ET DE LA PRODUCTION SEDIMENTAIRE DU BASSIN VERSANT, SOUS L'INFLUENCE DES CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES.

Le littoral Fluminense, situé en zone tropicale humide (23°S-43°W, Rio de Janeiro, Brésil), présente un gradient d'aridité, généré par l'occurrence d'un upwelling côtier, principalement contrôlé par le régime des vents. Les lagunes du littoral, dont les caractéristiques physico-chimiques sont en relation avec ce gradient d'aridité, enregistrent des variations hydro-climatiques en relation avec l'occurrence de cet upwelling. Ce travail porte sur des enregistrements lagunaires prélevés dans deux lagunes (Brejo do Espinho et Padre) et sur un enregistrement marin prélevé dans la zone de l'upwelling. Les variations hydroclimatiques des lagunes ont été reconstituées à partir de l'étude des diatomées complétée par l'estimation de la salinité quantifiée par une fonction de transfert diatomées/salinité. La fonction de transfert a été établie à partir d'une calibration sur les milieux lagunaires actuels en fonction du gradient de salinité. La variabilité de l'intensité de l'upwelling a été reconstituée à partir de la productivité primaire de la zone d'upwelling basée sur l'étude des coccolithophoridés. La comparaison entre la variabilité hydro-climatique reconstituée dans les lagunes et l'occurrence de l'upwelling, en tenant compte de la remontée du niveau marin au cours de l'Holocène, permet de définir les changements d'intensité de l'upwelling et du régime des vents qui se sont exercés sur le littoral Fluminense. Ces changements peuvent être expliqués par l'impact des événements El Niño, par la position des fronts polaires et la migration de la zone de convergence intertropicale.

La découverte d'un grand nombre de vestiges archéologiques immergés, à proximité de la ville actuelle d'Alexandrie, a rendu nécessaire un travail pluridisciplinaire sur les variations relatives du niveau de la mer et la mobilité des paysages côtiers au cours des temps antiques. Une double approche à été suivie : des prospections sous-marines en scaphandre autonome et trois campagnes de carottages. Ce travail a permis de reconstituer l'évolution géomorphologique du littoral d'Alexandrie depuis 6000 ans. La morphogenèse d'un tombolo reliant l'île de Pharos au continent a été étudiée ainsi que le comblement progressif des baies orientales et occidentales. A partir de la fin du IVe s. ap. J.-C., la fondation d'Alexandrie provoque une artificialisation du littoral. L'Heptastade est construit sur le sommet du tombolo. L'aménagement de cette chaussée est à l'origine de deux vastes complexes portuaires. La rade principale, la mieux protégée, occupe la baie située à l'est de l'Heptastade. Plusieurs carottages ont été implantés dans des bassins portuaires antiques. Ces derniers constituent d'excellents pièges à particules qui ont permis de reconstituer l'évolution paléoenvironnementale du littoral et de mettre en évidence la mobilité du trait de côte. Les sédiments qui façonnent le tombolo et colmatent les ports ont une origine nilotique. L'étude des sources sédimentaires a été traitée en utilisant la minéralogie des argiles et les signaux isotopiques en Néodyme et Strontium. Enfin, plusieurs indices témoignent d'une présence des sociétés humaines sur ce littoral antérieure à la fondation de la ville par les grecs. Deux traceurs de l'anthropisation ont été utilisés. Les spectres polliniques montrent une arrivée des céréales avant le IVe av. J.-C. Le signal géochimique en plomb indique des activités métallurgiques dès 2600 av. J.-C.

En Baie de Seine sud-orientale (shoreface à plate-forme interne), la sédimentation fine est étudiée à des échelles de temps variées, des dépôts holocènes argilo-tourbeux continentaux (9000 ans BP) aux événements de dépôt instantanés actuels liés à des "crues estuariennes". Lors de ces crues, succédant à de faibles débits prolongés, sont combinés les apports d'un stock de sédiments fins intra-estuariens et les MES originaires du bassin versant amont. Des placages de vase se mettent alors en place dans les petits fonds ouverts sableux. Ces fonds correspondent actuellement à un contexte d'ensemble érosif, où sont mises à l'affleurement les argiles holocènes; une reconstitution lithochronostratigraphique de ces dépôts fossiles est proposée. Il est montré l'importance: à l'échelle décennale et pluri-annuelle, d'un envasement progressif des sables subtidaux et, à l'échelle de la saison, d'épisodes paroxysmiques de dépôts de vase éphémères, remaniés par les houles et les courants de marée.

Actuellement, la prévision de l'évolution d'un système littoral représente un enjeu social important. De nombreuses études sont réalisées afin de mieux connaitre la dynamique côtière et donc de comprendre les facteurs qui influencent son évolution. Cette dynamique est contrôlée par la morphologie, les apports sédimentaires, l'hydrodynamique, l'eustatisme... qui agissent à des échelles de temps différentes et avec de fortes interactions. A l'échelle géologique, l'architecture des dépôts, contrôlée par l'eustatisme et la subsidence, est parfaitement décrite dans les zones à forts apports sédimentaires. Par contre, dans les zones à faibles apports sédimentaires, l'enregistrement des cortèges côtiers est réduit et est difficile à interpréter. L'analyse de 250 kilomètres de profils sismiques THR sur le littoral languedocien (Nord du Golfe du Lion, France), de carottages et de données de terrain a permis de déterminer la géométrie en trois dimensions des cortèges sédimentaires côtiers depuis le Quaternaire jusqu'à l'actuel. Ces observations montrent l'importance de la dynamique longshore sur les littoraux pauvres en apports sédimentaires directs. De plus, l'étude d'un système lagunaire sur ce littoral met en évidence les concepts de lagunes protégées et lagunes isolées ainsi que l'importance des vallées incisées dans la génèse de ces environnements. Enfin, la modélisation en laboratoire des processus d'incision de chenaux sous contrôle eustatique et climatique permet de discuter le rôle des vallées incisées en milieu côtier.