Les sédiments marins des sites de forage U1460 et U1461 recueillis pendant l’expédition IODP 356 constituent l’un des rares enregistrements au niveau du plateau australien Nord-Ouest. Ils fournissent des informations sur l’intensité de l’aridité en Australie pendant les principaux cycles glaciaires-interglaciaires du Quaternaire, en raison de leur proximité avec le continent. Outre la reconstitution du climat continental, ces sériés sédimentaires permettent de reconstruire le fonctionnement des courants océaniques passés au large de la côte Ouest australienne.Sur le site U1461, la chronostratigraphie a permis d’identifier deux glaciations majeures du Pléistocène (MIS 2 et MIS 12). Les assemblages de la microfaune benthique (principalement les foraminifères benthiques, les coraux et les bryozoaires) ont été analysés afin de reconstruire les paléo-environnements et les paléo-profondeurs du milieu sédimentaire. Malgré la présence d’un hiatus dans l’enregistrement (incluant une partie du MIS 2 et l’ensemble du MIS 3-MIS 7), l’excellente conservation du contenu de la microfaune benthique suggère que les sédiments préservés peuvent être considérés comme in situ.Sur ce même site, les isotopes du Nd et du Sr ainsi que d’autres traceurs (à citer) déterminés dans les sédiments indiquent d’une part que les apports fluviaux ont probablement été réduits en raison de l'aridité accrue au cours du MIS 12, et d’autre part que la source des sédiments (principalement transportés par voie atmosphérique) pourrait se trouver au centre (Lake Eyre) ou à l’Est du continent (Murray-Darling Basin) australien. Le MIS 2 s’avère être l’une des périodes les plus sèches enregistrées en Australie avec des sources de poussière mixtes provenant de l’Est et de l’Ouest du continent. Des conditions plus humides pouvant correspondre au maximum de la Mousson d’été Indo-Australienne ont suivi après le maximum glaciaire.Sur le site U1460, une étude approfondie des assemblages de la méiofaune benthique et de l'abondance d’une espèce de foraminifère planctonique (Globorotalia mernardii ) donne de bons indices prouvant un changement majeur et soudain de la circulation océanique au cours de l'événement de Bruhnes Moyen (Mid-Bruhnes Event, MIS 11). L'une des hypothèses privilégiées pour ce changement pendant cette période serait liée à la mise en place du courant de Leeuwin moderne. / IODP Expedition 356 Site U1461 and Site U1460 represents ones of the few records in the NW sector of the Australian shelf that provides information about aridity fluctuations in Australia during major glacial cycles of the Quaternary because of their proximity to the continent. At the same time, they are also providing information about former ocean currents around Australia.For the Site U1461 a combination of chronostratigraphic indicators revealed the (partial) preservation of two major glaciations (MIS 2 and MIS 12) in the sedimentary record. The faunal content (mainly benthic foraminifera, corals and bryozoans) was analyzed for estimating paleo-environments and depths in order to determine if these sediments have been remobilized by reworking processes. Despite the occurrence of a depositional hiatus (that includes part of the MIS 2 and the whole MIS 3-MIS 7 time interval), the excellent preservation of faunal content suggests that the preserved sediment can be considered in situ.The geochemical composition of the sediments (Nd and Sr radiogenic isotopes and major elements) measured in the U1461 indicates, riverine input was likely reduced because of enhanced aridity during the MIS 12, and the sediment provenance (mainly atmospheric dust) might come from the Central (Lake Eyre) or the eastern (Murray Darling Basin) parts of the continent. MIS 2 is confirmed to be one of the driest periods recorded in Australia with mixed dust sources from the eastern and western parts of the continent. More humid conditions followed the glacial maximum that might correspond to the peak of the Indian-Australian Summer Monsoon.For the Site U1460 a thorough study of the benthic meiofauna assemblages and of the abundance of G. mernardii give some strong evidences of a major and suddenly change in the oceanographic circulation during the Mid-Bruhnes –Event (MIS 11). One of the preferred hypothesis for this change is related to the set-up of the modern Leeuwin Current at this period.

L'étude des géométries et des faciès des dépôts sédimentaires du Berriasien-Valanginien de la Plate-forme du Jura-Dauphiné jusqu'au Bassin Vocontien (SE France) met en évidence la crise globale des plates-formes carbonatées au Valanginien, celle-ci se faisant en plusieurs étapes. Le développement de glaces en hautes latitudes entraîne des variations du niveau marin de plusieurs dizaines de mètres. L'asymétrie de ces variations traduit des débâcles rapides et des englacements plus lents qui sont contrôlés par les cycles d'excentricité de l'orbite terrestre. Le refroidissement global couplé à une hausse des apports en nutriments sous un climat plus humide et la baisse du niveau marin global vont progressivement diminuer la production des plates-formes, installer des systèmes de rampe, jusqu'à la mort de ces systèmes au Valanginien supérieur. La comparaison de cet évènement de crise avec celui de l'Aptien-Albien suggère qu'à plus d'une reprise le Mésozoïque a connu des épisodes glaciaires.

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.

La Craie, dépôt caractéristique de l'Europe du Nord durant le Crétacé supérieur, est un sédiment original dans l'histoire de la Terre, qui reste relativement mal compris. Cette étude vise à mieux établir la sédimentologie et la stratigraphie de la Craie du Bassin de Paris. Nous proposons un modèle de faciès de la Craie, depuis des environnements très proximaux, de shoreface, jusqu'à des dépôts distaux situés sous la limite d'action des vagues de tempêtes. Ce modèle et les données de subsurface sont utilisés pour réaliser des corrélations à haute-résolution à l'échelle du Bassin de Paris, en appliquant les méthodes de la stratigraphie séquentielle. Ces corrélations permettent de contraindre la géométrie 3D et la paléogéographie du Bassin de Paris au Crétacé supérieur. Ceci permet d'appréhender les différents paramètres (tectonique, eustatisme) qui contrôlent la sédimentation de la Craie. En particulier, nous montrons une réorganisation importante des contraintes intraplaques au Turonien supérieur depuis des contraintes orientées Est-Ouest vers un régime compressif globalement orienté Nord-Sud. Ce régime en compression, bien connu en Europe centrale et interprété comme la marque du début du cycle alpin, n'était jusqu'à présent pas reconnu à l'ouest du Massif Londres-Brabant. De même, cette étude apporte des éléments de contrainte pour la compréhension des variations eustatiques durant le Crétacé supérieur. Enfin, nous mettons en évidence, l'existence d'une circulation océanique, active à partir du Coniacien, associée à un contexte d'upwelling en Europe du Nord. À partir d'une confrontation entre la répartition mondiale de la craie et les données de prédiction des upwellings, nous avançons l'hypothèse que la présence de ce sédiment particulier sur des mers épicontinentales est directement lié à des dynamiques d'upwelling et à la paléocéanographie du Crétacé supérieur.

Face au déclin récent des glaciers de montagne, un suivi régulier à l'échelle globale est nécessaire mais n'est pas réalisable par des campagnes de terrain. Nous montrons dans cette thèse que l'imagerie satellitaire haute résolution est une solution pour observer l'évolution dynamique et volumétrique des glaciers. <br />Les vitesses de surface des glaciers du Mont-Blanc montrent des fluctuations à court terme que nous relions à l'intensité de la fonte et à l'hydrologie sous-glaciaire. Sur le long terme, un ralentissement important (30 à 40%) suggère une réponse dynamique des glaciers aux changements climatiques. <br />Pour les glaciers alpins, les pertes de glace dans les zones basses s'accélèrent lors des dix dernières années alors qu'à haute altitude l'épaisseur glaciaire ne varie presque pas. Un fort amincissement à basse altitude est aussi observé en Islande et en Himalaya entre 1998-9 et 2004. Aussi, la fonte de ces glaciers expliquerait 5% de l'élévation récente

Les estimations de la remontée générale du niveau de la mer, de l’ordre de 17 ± 2 cm sur le siècle dernier, masquent une réalité très variable d’une région à l’autre. Qu’en est-il du littoral charentais ? Des séries temporelles de plus de 40-50 ans sont souvent indispensables pour tirer des tendances fiables à long terme sur les composantes du niveau marin : niveau moyen de la mer, ondes de marée et effets météorologiques. Or, de nombreux lots de mesures marégraphiques du littoral charentais « sommeillaient » dans les centres d’archive français, i.e. : La Rochelle-Vieux port (1775-1892), La Rochelle-La Pallice (1885-auj.), île d’Aix (1824-auj.), fort Enet (1859-1873), fort Boyard(1873-1909) et Cordouan (1812-1994). Les objectifs de nos travaux de recherche étaient multiples : inventorier,sauvegarder et numériser des lots de mesures historiques du niveau marin, puis construire des séries temporelles recomposées à partir de ces lots de mesures hétérogènes, temporellement et spatialement, et enfin les exploiter pour mieux décrire et comprendre l’évolution à long terme du niveau de la mer. La qualité des trois séries construites (LaRochelle : 1775-auj. ; Aix-Enet-Boyard : 1824-auj. ; et Cordouan : 1812-1994) a ensuite été éprouvée en détail afin d’évaluer le niveau de précision de notre reconstruction. A partir de ces séries inédites, nous avons pu étudier l’évolution des composantes du niveau marin. Suite à ces travaux, nous fournissons un inventaire le plus exhaustif possible détaillant les mesures de 25 observatoires de Charente-Maritime, de 1775 à aujourd’hui. Les données des séries temporelles ainsi que des éléments permettant d’apprécier leur qualité seront bientôt disponibles en ligne sur REFMAR (refmar.shom.fr), SONEL (www.sonel.org) et au PSMSL (www.psmsl.org). Nos résultats positifs nous ont permis de reconstruire une série encore plus globale, celle du pertuis d’Antioche, à partir des moyennes mensuelles du niveau marin des séries de La Rochelle et d’Aix-Enet-Boyard. Parmi les résultats marquants obtenus,le niveau moyen de la mer s’est élevé de +1,38 ± 0,08 mm/an dans le pertuis d’Antioche sur la période 1860-2010.Ce résultat est cohérent avec Liverpool (+1,2 ± 0,1 mm/an sur la période 1858-1997 [Woodworth, 1999a]) et avec les récents résultats suggérant que l’élévation du niveau marin sur les côtes atlantiques européennes est moins importante qu’au niveau mondial (+1,7 ± 0,3 mm/an sur la période 1870-2004 [Church & White, 2006]). / Global sea level rise, which is estimated at 17 ± 2 cm over the last century, does not reflect the differences of the sealevel evolution between places across the world. What is the situation along the Charente-Maritime French Atlanticcoast? Time series covering a period of at least 40-50 years are vital to establish reliable long-term trends of sealevel components: mean sea level, tidal constituents and meteorological effects. Many tide gauge data sets of the Charente-Maritime coast have recently been rediscovered in archives: La Rochelle-Vieux port (1775-1892), La Rochelle-La Pallice (1885-today), île d’Aix (1824-today), fort Enet (1859-1873), fort Boyard (1873-1909) and Cordouan (1812-1994). The aims of this thesis were firstly to inventory, to rescue and to digitize historical sea leveldata sets. Secondly, those data sets were put back together in order to construct continuous time series, which have been analysed and led to a better description of long-term sea level changes. In this way, three time series were constructed (La Rochelle: 1775-today; Aix-Enet-Boyard: 1824-today; and Cordouan: 1812-1994) and have been deeply examined to assess the construction validity and quality. From these new time series, we could estimate changes of sea level components. Thanks to this research work, we have been able to provide an inventory as exhaustive as possible, with detailed measurements of twenty five Charente-Maritime’s stations from 1775 to nowadays. All those data will be soon available on REFMAR (refmar.shom.fr), SONEL (www.sonel.org) and PSMSL (www.psmsl.org) websites. From those positive results, we have been able to reconstruct a more global time series (Pertuis d’Antioche) from the monthly mean sea levels of La Rochelle and Aix-Enet-Boyard. Among our results, we can high light that the mean sea level trend on Pertuis d’Antioche is estimated at +1.38 ± 0.08 mm/year, from 1860 to 2010. This result is consistent with Liverpool’s trend (+1.2 ± 0.1 mm/year from 1858 to 1997[Woodworth, 1999a]) and also with recent results suggesting that sea level rise along the European Atlantic coasts isslower than global sea level rise (+1.7 ± 0.3 mm/year from 1870 to 2004 [Church & White, 2006]).

L'étude géomorphologique et la datation de séquences de terrasses marines, le long de la côte des Andes centrales, a permis de mettre en évidence une variabilité longitudinale et temporelle de la réponse de la plaque sud-américaine à la subduction de la plaque Nazca, au cours du Pléistocène. Les vitesses de soulèvement moyennes, déduites des âges 10Be, varient de 229 ± 40 (17,8°S) à 696 ± 53 mm/ka (15,33°S) le long de la côte. Des périodes de soulèvement rapide alternent avec des périodes de soulèvement plus lent au cours du Pléistocène. L'évolution morphologique de l'avant-arc est contrôlée par des processus tectoniques actifs liés à la zone de subduction. En-dessous d'une valeur seuil de 100-110 km de distance fosse-côte, les terrasses marines sont préservées et enregistrent les plus forts taux de soulèvement de la côte. Le soulèvement épisodique résulterait d'une variation de la surface de la zone sismogénique au cours du Pléistocène, en relation avec la variation de la distance fosse-côte.

Les estimations récentes montrent que le niveau moyen de la mer a monté de quelque vingt centimètres au cours du siècle dernier avec un rythme supérieur depuis 1993 (entre 2,9 et 3,7 mm/an).<br />Cette évolution aura un impact sur les populations côtières et sera à l'origine de risques naturels accrus. <br />Ainsi les composantes du niveau marin font l'objet de nombreux travaux scientifiques d'autant qu'ils font partie des meilleurs indicateurs pour évaluer le réchauffement climatique. Les études montrent qu'il faut disposer de séries temporelles de mesures supérieures à 60 ans pour estimer des tendances fiables sur les composantes du niveau marin. L'observation et la reconstitution des fluctuations de ce niveau sur les derniers siècles s'inscrivent au coeur des grands programmes de recherche sur le réchauffement planétaire.<br /><br />Ces estimations masquent une grande variabilité d'une région à une autre. Qu'en est-il pour la côte atlantique française ? Le niveau moyen de la mer a-t-il évolué ? Quand ? De combien ? Autant de questions auxquelles nous allons tenter de répondre dans la partie II avec la série marégraphique de Brest, observatoire exceptionnel où des mesures systématiques du niveau de la mer sont réalisées depuis 1679 !<br /><br />Mais avant cela, il était nécessaire de rechercher toutes les données anciennes de marégraphie potentiellement encore en archives, et dont la validation devait se révéler difficile. La partie I traite alors de l'évolution des méthodes d'observation du niveau marin en France, préalable indispensable au ciblage de nos recherches de mesures anciennes, d'une part, et donnée fondamentale pour compléter les séries d'observations contemporaines par les mesures anciennes retrouvées, d'autre part.

De leur source continentale à leur lieu de stockage ultime, les particules sédimentaires détritiques vont être produites en fonction de la nature et de l'intensité des processus continentaux : climat, contexte géodynamique. Sur les plates-formes, elles vont subir l'action des agents hydrodynamiques, vont se déplacer, constituer des corps sédimentaires qui seront préservés ou non selon la nature et l'intensité des processus : agitation s.l., apports sédimentaires, création d'espace par subsidence et variation du niveau marin... Enfin, dans les domaines océaniques profonds, elles vont se déposer.<br />L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire est, par une approche sédimentologique, de reconstituer les conditions environnementales, tant sur les continents que sur les plates-formes, ayant conduit aux dépôts étudiés. Sur cette base, nous avons entrepris des études sur des dépôts du Pléistocène en mer du Nord ainsi que dans les mers de Chine de l'Est et du Sud. Cette époque, par sa proximité, permet des études à très haute résolution temporelle tandis qu'elle est caractérisée par des oscillations climatiques et eustatiques importantes et rapides. De plus, les dépôts les plus récents portent la trace de l'Homme.<br />Sur la plate-forme, l'étude des grands corps sableux, bancs et très grandes dunes, a permis de préciser les mécanismes de leur mise en place. A court terme, même dans les environnements dominés par la marée, l'importance de phénomènes sporadiques tels que les houles de tempêtes, a été démontrée. Ils impriment aux formes et à la structure des fonds marins leur marque tandis que les agents tidaux sont les pourvoyeurs du matériel sédimentaire. A plus long terme, ce ne sont plus les agents dynamiques qui conditionnent la préservation des corps sédimentaires mais la création d'espace disponible et l'importance des apports sédimentaires. Au niveau de l'estuaire de l'Authie, des séries de carottages nous ont aidé à mesurer les conséquences du mouvement vers le nord des divers ensembles sédimentaires sur le type de sédiment rencontré ainsi que sur les modifications d'un espace naturel convoité par l'Homme.<br />Dans les bassins profonds, en mer de Chine du Sud, nos études ont permis de préciser les sources du matériel sédimentaire et son transport en faisant la part des contributions éolienne, fluviatile et marine. L'étude des caractères sédimentologiques de la fraction détritique a permis également d'étudier la balance ntre l'érosion et l'altération sur les zones émergées ainsi que de voir quelle est la réponse des marqueurs détritiques aux changements climatiques globaux depuis 2 millions d'années.

Les fluctuations du climat et du niveau marin, de plus ou moins grande amplitude, influencent le taux d’érosion sur le continent, le transport de sédiment vers l’océan et sa distribution vers le bassin profond. Les canyons sous-marins, structures érosives de premier abord, sont les zones de transfert privilégiées entre le plateau continental et le bassin profond. Peu d’études se sont concentrées sur la relation entre le remplissage des canyons, l’acheminement des sédiments et les variations du niveau marin. La chronologie de leur mise en place et de leur évolution aux échelles de temps géologiques restent également largement spéculatifs. Ce travail est consacré à la genèse des canyons sous-marins au Plio-Quaternaire sur les marges de l’Ebre et du Golfe du Lion, en Méditerranée occidentale. Cette genèse intervient après la crise de salinité messinienne, qui a conduit au démantèlement par érosion continentale des marges méditerranéennes. Après une initiation par érosion régressive au Pliocène, les canyons sous-marins connaissent un développement majeur lors de la mise en place des cycles climatiques de 100 ka au Quaternaire, en lien avec l’amplification des oscillations du niveau marin pouvant atteindre 150 m. L’utilisation et la comparaison de données sismiques (2D et 3D) de résolution et pénétration différentes, couplées à des calages chrono-stratigraphiques par forages, permettent de mettre en évidence le lien important entre les cycles climatiques de Milankovitch (principalement 100 et 41 ka) et l’architecture des têtes de canyons. Les changements rapides du climat et du niveau marin (cycles de Bond) ont également une influence importante sur le flux sédimentaire et les processus de transport, ainsi que sur la connexion/déconnexion avec les systèmes fluviatiles. / Climate and sea-level changes with various magnitudes control continental erosion, sediment transport and its delivery to the deep basin. Submarine canyons, that are erosional features at a first glance, are conduits for sediment transport from the continental shelf to the deep sea. Little studies focused on the relationship between canyon infill, sediment delivery and sea-level variations. The chronology of canyon development and evolution through geological time remains speculative. This thesis is dedicated to the understanding of the genesis of submarine canyons in the western Mediterranean Sea during the Plio-Quaternary. This period occurred after the major erosion of Mediterranean continental margins during the Messinian Salinity Crisis. Canyons were initiated by retrogressive erosion during the Pliocene. They further developed in relation with the amplification of sea-level changes during the Quaternary (up to 150 m). The results are based on a large range of 2D and 3D seismic data resolution and chrono-stratigraphic constraints. The stratigraphic signature of Milankovitch (mainly 100 and 40 ka) is revealed within canyon heads. Rapid climate and sea-level changes (Bond Cycles) have also a distinct signature by controlling the type and amount of sediment delivered in canyon heads, and the connection/disconnection with fluvial systems.