Les niveaux gargasiens et albiens du Bassin vocontien (Sud-Est de la France) sont constitués par des marnes sombres dénomées "Marnes Bleues". Elles renferment en de nombreux points, des nodules barytiques qui ont été étudiés par PAILLERET (1983) . Une étude minéralogique, granulométrique et géochimique est effectuée sur dix coupes, de situations géographiques et d 'âges différents. La minéralogie des argiles est dominée par l'héritage, et elle permet de différencier trois périodes : - Gargasien - Albien inférieur: l'illite est dominante; - Albien moyen: les smectites prennent le pas sur l'illite; - Albien supérieur: les smectites dominent toujours, mais il apparait une proportion importante de kaolinite. Ces observations sont comparées avec celles de BROSSE (1982) sur les black shales gargaso-albiens de l'Atlantique Central. Un certain nombre d'indices minéralogiques et de relations entre la minéralogie et la géochimie des marnes nous font envisager une origine diagénétique pour certains minéraux: la chlorite, le quartz et certains minéraux entourés d'une auréole de lattes. Il n'existe pas de variations minéralogiques et/ou géochimiques importantes dans les horizons à nodules barytiques. Cependant dans les niveaux à nodules de l'Albien moyen et supérieur. la teneur en Ba est anormalement élevée et se traduit systématiquement par la présence de cristaux de barite (de l'ordre de 1 micron) * dans l'encaissant. L'étude granulométrique couplée aux résultats de l'analyse minéralogique permet de construire un modèle pour expliquer les différents types de croissance des nodules barytiques . Les teneurs anormales en Ba ne sont pas d ' origine détritique : il n'existe aucune relation entre la teneur en Ba dans la roche totale ou la fraction argileuse et la proportion en smectites ou en illites des marnes. Tant que les teneurs en Ba restent faibles, une corrélation avec les quantités de silice biogénique permet de retenir une origine diagénétique pour cet élément. Mais cette relation disparait lorsque les teneurs sont très élevées. Seule l'hypothèse d'une origine hydrothermale peut alors être avancée. Des déc0uvertes récentes (PAULL et al. , 1984) sur un hydrothermalisme "froid" donnent un nouvel éclairage à ce problème.

Ce travail comporte quatre grandes parties 1 - une partie intitulée "les Marnes bleues nummulitiques : stratigraphie et sédimentologie" où je traiterai pour l'essentiel d'observations de terrain. 2 - une description de la macrofaune récoltée comprenant une étude systématique et une analyse biométrique de quelques espèces. 3 -une étude taphonomique des gisements permettra de situer la faune dans son contexte stratigraphique et sédimentologique. 4 - une partie intitulée "Paléoécologie" ou je tenterai une reconstitution du milieu de vie des organismes étudiés, en m'appuyant sur les données de terrain et les renseignements autécologiques concernant les formes affines actuelles.

Notre travail consiste en une étude stratigraphique et sédimentologique détaillée : - du Sidérolithique; - des sédiments molassiques continentaux oligocènes et leurs rapports avec les sédiments marins oligocènes des Bauges ; - des sédiments molassiques marins miocènes (pour lesquels j'utilise la subdivision stratigraphique de C. Lamiraux, 1977). Ce travail définit les zones d'apport des sédiments, les styles (type) de transport et de dépôt, la nature des climats ; il précise la stratigraphie et la tectonique de la région et aboutit à une reconstitution paléogéographique complète.

Le contrôle de l'érosion et la rétention de sédiments comptent parmi les services les plus importants rendus par la végétation, mais ces fonctions sont de moins en moins bien remplies dans de nombreux milieux. Dans les Alpes du Sud françaises, de vastes affleurements marneux sont soumis à une érosion hydrique intense qui provoque chaque année la perte de quantités considérables de sol et menace les biens et les personnes en aval des bassins versants. Face à la dégradation des milieux, de nombreuses opérations de restauration écologique sont menées afin de rétablir les fonctions des écosystèmes et d'assurer un contrôle durable de l'érosion. Depuis une dizaine d'années, le rôle des traits fonctionnels dans le fonctionnement des écosystèmes fait l'objet d'un questionnement important en écologie et motive de nombreuses recherches. Les traits fonctionnels déterminent à la fois la réponse des espèces végétales aux contraintes environnementales et leur effet sur les processus des écosystèmes. Ils permettent également la généralisation et la modélisation des résultats pour une plus grande valeur opérationnelle. Ce travail de thèse s'inscrit dans ce contexte. Il a pour objectif de mieux comprendre les relations entre les traits fonctionnels des plantes et, d'une part leur réponse aux contraintes érosives, d'autre part, leur effet de protection contre l'érosion. La résistance des espèces végétales au déracinement et à l'ensevelissement lors d'épisodes érosifs intenses ainsi que leurs fonctions de stabilisation des sols et de piégeage des sédiments ont ainsi été étudiées sur des espèces herbacées et ligneuses dans leurs premiers stades de développement. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence les traits fonctionnels principaux qui influencent la réponse et l'effet des espèces à/sur l'érosion. Ainsi, des traits décrivant la morphologie du système racinaire, tels que le pourcentage de racines fines, ont pu être reliés à la résistance au déracinement et à la fixation des sols, alors que la forme de croissance et des traits décrivant la morphologie aérienne sont apparus déterminants respectivement dans la résistance à l'ensevelissement sous des sédiments et leur piégeage. Ce travail contribue à approfondir les connaissances en écologie de la restauration appliquée aux milieux érodés de montagne et à améliorer les outils de gestion. En particulier, les résultats peuvent être utilisés pour le diagnostic de la vulnérabilité des milieux à l'érosion ou pour prévoir le succès des opérations de restauration.

La contribution, dans le cycle supergène, du carbone organique fossile (COF), issu de l'érosion des roches sédimentaires, est aujourd'hui une inconnue majeure du cycle du carbone. Le présent travail, initié dans le cadre du GIS Draix "étude de l'érosion en montagne », s'est intéressé au devenir de la matière organique contenue dans les "terres noires" (marnes jurassiques) des bassins versants de Draix (Alpes de haute Provence, France). Ceci a nécessité : - la mise en évidence de la contribution de COF au sein des compartiments supergènes (sols, particules fluviatiles, altérites) à travers une approche pluri-analytique (investigations géochimiques, optiques, isotopiques). - l'estimation de la part de COF disparue lors de son transfert d'un compartiment à un autre obtenue grâce au développement d'une nouvelle méthode analytique (palynofacies quantitatif) et en couplant approches terrain et expérimentale. - l'estimation et la modélisation des flux de COF libérés par les altérations mécaniques et chimiques des terres noires à l'échelle des bassins étudiés. Les résultats obtenus permettent : - 1) de confirmer la résistance du COF, dont les pertes n'excèdent pas 30 % et ne concernent que la part libérée par l'altération chimique; - 2) de rappeler la pluralité du COF, dont les familles réagissent différemment face aux différents types d'altérations ; - 3) de hiérarchiser les facteurs contrôlant les flux de COF (couvert végétal, pentes, précipitations) ; - 4) de mettre en évidence l'importance du COF libéré, exprimé en t/ha/an, par les « terres noires » aux échelles locales et régionales.

Le but de cette étude est de développer d'une part un modèle de production d'érosion pour les marnes noires, basé sur les données acquises dans deux bassins versants expérimentaux de Draix : Laval et Roubine, qui ont comme surface 86 ha et 0,13 ha, respectivement, et d'autre part, d'analyser les effets d'échelle temporelle et spatiale des processus érosifs. Dans un premier temps, on cherchera une loi statistique de production d'érosion qui relie l'érosion mesurée aux caractéristiques de la pluie et/ou de l'écoulement. Ces lois seront établies pour les deux bassins, chaque bassin étant considéré globalement. Ensuite, la loi de production calée sur le petit bassin sera appliquée aux sous-bassins du grand bassin pour générer les apports solides à son talweg, lesquels seront propagés jusqu'à son exutoire. En cette étape, le Laval est considéré comme étant formé par des biefs et sous-bassins ayant un comportement similaire à celui de l'unité élémentaire.

Pour mieux appréhender les mécanismes de transfert des gaz (CO2 et CH4) dissous dans l’eau porale des formations des marnes du site de Bure et des argiles à Opalinus (AOP) du Mt Terri dans leur état initial, un capteur infrarouge (IRTF) et un banc optique Raman innovant ont été développés et installés en laboratoire souterrain. Ces capteurs sont intégrés au dispositif de l’expérimentation « d’équilibration de gaz » développée par l’Andra (PAC) qui vise à suivre l’évolution d’une phase gazeuse initialement neutre au contact de la formation et de son eau porale grâce à un forage effectué et maintenu dans des conditions anaérobiques. Ces capteurs permettent un suivi quantitatif in situ et en ligne des gaz libérés par la formation à basse pression totale (<1,3 bar). Les modèles quantitatifs développés pour la mesure infrarouge ont une erreur relative moyenne de 1,66 % pour la pCO2 (mbar.m) et de 1,37 % pour la pCH4 (mbar.m). L’instrumentation IR d’un forage sur le site du Mt Terri et de deux forages sur le site de Bure (faciès C2b1 et C2d) a permis d’obtenir les courbes de transfert des deux gaz. Les courbes de transfert du CH4 ont été modélisées par un modèle de diffusion-advection qui ont permis l’évaluation de la concentration locale en CH4 dissous dans l’eau porale : elles sont comprises entre 3,06 et 14,23 mg.L-1 pour les AOP, et entre 0,36 et 1,28 mg.L-1 pour le faciès C2d et entre 0,56 et 1,55 mg.L-1 pour le faciès C2b1 des argilites de Bure. On montre que les équilibres eau/gaz/roche gouvernent la pCO2 après forage alors que la diffusion/advection explique son évolution sur le long terme. Une origine intraformationnelle des alcanes dissous est envisagée / An infrared sensor (IRTF) and an innovative Raman optical bench were implemented and developed in underground laboratories to improve our knowledge about migration mechanisms of dissolved gases (CO2 and CH4). This study is focussed on the characterisation of the initial state of the porewater of Callovo-Oxfordian marl (Bure) and Opalinus Clay (Mt Terri Middle Jurassic). These sensors are integrated into experimental devices of gas-equilibration test developed by Andra (PAC) to follow the gaseous phase behaviour in contact with the rock formation through a borehole drilled and maintained in anaerobic conditions, and initially filled with pure argon. These in situ sensors allow, on line quantitative analysis of gases released by the rock formation at low bulk pressure (<1.3 bar). Quantitative models were developed to transform peak intensities in partial pressures of gas. They give mean absolute relative errors about 1.66 % for pCO2 (mbar.m) and 1.37 % for pCH4 (mbar.m). Three years of IR monitoring of one borehole on the site of Mt Terri and two boreholes on the site of Bure (facies C2b1 and C2d) have been led. CH4 transfer curves were modelled by diffusion-advection. CH4 concentration in porewater from non-perturbed rock formation is estimated from all the experiments: concentrations between 3.06 and 14.23 mg.L-1 was obtained for Opalinus Clay, between 0.36 and 1.28 mg.L-1 for C2d facies and between 0.56 and 1.55 mg.L-1 for C2b1 facies in Callovo-Oxfordian marls of Bure. Gas/rock/water balance governs pCO2 after drilling, whereas diffusion/advection laws explain CO2 long-term profiles. An intra-formational origin of the organic gases can be proposed