Texte remanié de: Th. doct.--Paris, 1969. / Bibliogr. p. [243]-253.

La fin de l’Ordovicien (Hirnantien) est une période charnière de la vie sur Terre. Un ensemble de bouleversements environnementaux, symbolisés par le développement de grandes calottes polaires au Nord-Gondwana, s’accompagne de la première des 'Cinq Grandes Crises Biologiques' du Phanérozoïque. Une révision de la littérature montre que la corrélation directe des évènements biologiques et climatiques avec la base de l'Hirnantien est le résultat de données approximatives. Les dynamiques du microphytoplancton (acritarches) sont alors étudiées au cours de la transition Ordovicien-Silurien. Les données palynologiques publiées, obtenues par analyses de localités de hautes latitudes (Gondwana), sont complétées par l'analyse taxinomique détaillée de 136 échantillons de plateformes carbonatées de faibles latitudes de Laurentia (Île d’Anticosti, Québec) et Baltica (Valga, Estonie). 82 espèces d'acritarches identifiées dans les sections d’Anticosti (52 à Valga) permettent d'établir une nouvelle charte de corrélations biostratigraphiques au sein du bassin d’Anticosti. D'autre part, la répartition paléogéographique du phytoplancton démontre l’existence de deux provinces latitudinales hirnantiennes distinctes (laurentienne/baltique et gondwanienne), expliquant ainsi les difficultés à établir un scénario précis de la crise. Enfin, une dynamique du phytoplancton au sein de ces deux provinces est décrite lors de deux phases glaciaires. La première phase enregistre un « turn-over » des populations concomitant d'une excursion positive des isotopes du carbone. La seconde, plus forte, accompagnée d'une seconde excursion plus marquée, se caractérise par une dynamique de crise avec disparition de nombreux taxa. / The Late Ordovician (Hirnantian) is a transition period in the history of life. Deep environmental perturbations, including the development of a large icecap on North-Gondwana, are marked by the first of the “Big Five Extinctions” of the Phanerozoic. A detailed review of literature data shows that direct correlations between biological and climatic events and the base of the Hirnantian Stage are based on many approximations. Microphytoplankton (acritarchs) biostratigraphy and dynamics across the Ordovician-Silurian boundary are thereafter studied. Published palynological data resulting from the study of high latitudes (Gondwana) localities are completed by a detailed taxonomical analysis of 136 rock samples of low latitude carbonate platforms from Laurentia (Anticosti Island, Québec) and Baltica (Valga, Estonia). Eighty-two acritarch species identified in the Anticosti sections, and 52 from the Valga borehole permit to establish a new biostratigraphic correlative chart in the Anticosti Basin. Moreover, the phytoplankton palaeogeographical distribution shows the existence of two distinct Hirnantian latitudinal phytoplanctonic provinces (Laurentian/Baltic and Gondwanan), accounting for the difficulties to establish a precise scenario of the crisis at a global scale. Finally, phytoplankton dynamics are described in the two regions during two glacial phases. The first one records a turn-over in populations concomitantly to a positive carbon isotope excursion. The second one, larger and paired with a second stronger excursion, is characterized by a crisis marked by the disappearances of numerous taxa.

La Formation du Grès armoricain est un élément important de la mégaséquence détritique terrigène qui débute le Pa1éozolque ou recouvre les dépôts cambriens dans le Massif armoricain. 1: Cette formation à dominante arénacée a été étudiée dans toutes les unités pa1éozolques des domaines nord et médio-armoricains. Son épaisseur varie de qûe1ques dizaines de mètres (Nord Cotentin) à plusieurs centaines de mètres (Presq~'11e de Crozon et Sud de Rennes). L'ensemble du Grès armoricain regroupe des 1ithofaciès homo1ithiques arénacés (quartzites), hétéro1ithiques à dominante arénacée ou pé1itique (alternances gréso-pé1itiques) et homo1ithiques pé1itiques. La distribution de ces 1ithofaciès est aléatoire au sein de la formation mais, par endroits, le développement préférentiel d'une unité hétéro1ithique entre deux unités inférieure et supérieur~ à dominante arénacée conduit à distinguer trois membres (le Grès armoricain inférieur, le Membre moyen et le Grès armori~ain supérieur). La formation contient les traces d'une importante activité biologique et de nombreuses structures sédimentaires d'origine physique. L'étude systématique des traces fossiles a permis de clarifier certains problèmes taxinomiques (C~ziana, Mono~enion, Sko~o~, *.* ) et de proposer ou de modifier des interprétations (Vaed~, Sko~o~, ..* ). Les principales traces fossiles contenues dans la formation sont : A4enirotit~, ~phy~, C~ziana, Vae~, V.i.dyma.uU.chYlU6, V,(moJtpfU.chYlU6, V-i.plo~eJLi.on, FJtaena, ImblLichYlU6, UnguLi.chnLt~, Mono~eILion,' Phycod~, Pl.anotit~, Sko~o~, TucfU.chYlU6, TlLicfU.chYlU6, TJtypanLt~. L'ensemble de ces traces reflète l'adaptation des organismes aux conditions spécifiques des différents pa1éomilieux. E11es'sont apparues comme de bons marqueurs d'environnement. Plusieurs associations de traces, caractérisant des milieux différents, ont pu être distinguées. Il s'agit de l'association Sko~o~ - Vae~ hatti - V-i.plo~enion et de l'association C~z-i.ana - Mono~enion - Vae~ labechu - Phycod~. Les paramètres hydrodynamiques des différentes structures sédimentaires (rides d'oscillation, rides chevauchantes, litage oblique en mamelon, dunes hydrauliques, hyperdunes, *** ) et la nature des séquences élémentaires de dépôt ont permis une meilleure compréhension du mode de mise en place des sédiments. Les caractéristiques sédimento10giques et ichno10giques des 1ithofaciès constitutifs de la formation ont révélé des conditions de sédimentation génétiquement distinctes : - une sédimentation épisodique mise en place par des phénomènes instantanés de type tempête : pour les 1ithofaciès homo lithiques 51 à séquences proximales, * pour les 1ithofaciès hétéro1ithiques Hl à séquences distales. Les caractéristiques hydrodynamiques, la nature des figures sédimentaires associées à ces dépôts (rides de vagu~, l-tnéation de délit, 6ent~ de Jt~, *** ), l'abondance et la bonne conservation du litage oblique en mamelon (Hummocky cno~~ ~~6-i.cation), supposent une mise en place de ces dépôts dans des milieux situés entre la limite d'action des vagues permanentes et une profondeur de quelques mètres, sur une p1ateforme dominée par l'action des vagues. - une sédimentation qui a été qualifiée "de chronique" * pour les 1ithofaciès homo1ithiques arénacées S2A (avec V-i.pto~eJt- i.on et Skolltho~) mis en place par des écoulements combinés courants-osci11ation, * Pour les 1ithofaciès hétéro1ithiques H2 (avec ~z-i.ana, Va~ labechu, Mono~eJLi.on et Phycod~) soumis fortement à l'action des marées et parfois émergés, . * pour les 1ithofaciès homo1ithiques arénacés S2B faiblement bioturbés, d'énergie élevée, constitu.és par des corps sableux de grande taille, _ * pour les 1ithofaciès homo1ithiques arénacés 54, à fort taux de sédimentation (rides chevauchantes). Les structures sédimentaires associées à ces 1ithofaciès (~~6-i.cation6 le.n:tic.uhUJL~, ma.dJté~ ou ond.u.R.~~, 6ent~ de du~-i.cation, ~UJt6ac~ de Jtéactivation, ~~~~ en chevJtOn6 *** ) révèlent une partie de la p1ateforme dominée par l'action des marées et parfois émergée. L'asymétrie des écoulements mise en évidence par les mesures de pa1éocourants est expliquée par des courants tidaux de force inégale. La répartition et l'organisation des 1ithofaciès permettent de définir l'environnement sédimentaire du Grès armoricain comme un ensemble de pa1éomilieux s'étendant sur la partie supérieure d'une plate-forme bordée, vraisemblablement vers le Nord, par un continent, dernier vestige des reliefs cadomiens.

De multiples analyses géochimiques (isotopes du carbone et du soufre, spéciation du fer, contenu en carbone et soufre dans le sédiment et éléments traces) ont été effectuées pour étudier les influences environnementales sur la diversification de la faune d'Édiacara (~570 Ma), à l'Ordovicien inférieur et moyen (~470 Ma), aux extinctions de masse de l'Ordovicen (~445 Ma) et de la limite Permien-Trias (~251 Ma). Les enregistrements haute-résolution de o13 Cet de o13 C org d'une section provenant de Honghuayuan (Sud de la Chine) ont montré une élévation de +8%o du o13 C dans le Floian de l'Ordovicien. Cela implique une hausse du taux d'enfouissement de la matière organique pendant la première partie de l'Ordovicien récent qui aurait pu contribuer au refroidissement climatique et déclencher cet évènement. Les deux valeurs positives du o13Corg correspondent aux deux pulses de l'extinction de masse de l'Ordovicien. Cela implique des changements dans le cycle biogéochimique du carbone qui sont associés à ['extinction de masse de l'Ordovicien. Les valeurs élevées de o34S de la pyrite, le bref passage à des valeurs négatives du o34S de 20%o, associés à un ralentissement de la glaciation traduiraient des conditions anoxiques dans l'océan profond pendant la période hirnantienne. Ces conditions anoxiques pourraient avoir pris part à l'extinction de masse à la fin de l'Ordovicien dans le Sud de la Chine et probablement ailleurs. La spéciation des isotopes du Fe et du S, les données de pyrite provenant de la formation de Sheepbed (Canada) et de Doushantuo (Chine) ont suggéré que J'oxygénation progressive des eaux de fond pourrait avoir permis l'apparition burtale des animaux au début de l'Édiacarien et avoir déclenché leur diversification.. Les données isotopiques de C et S, à la limite Pr-T de Nhi Tao (Vietnam), exposent un appauvrissement en 34S, des valeurs négatives du o13 C des carbonates, et une variation positive significative entre les horizons pyriteux (proxy : [S]py et o34Spy) et o13 C de carbonate (10-20 cm). Ces données isotopiques suggèrent que la remontée des eaux profondes anoxiques pourrait avoir servie comme mécanisme de déclenchement pour l'extinction de masse du Permien. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : diversification, extinction de masse, isotope du carbone, isotope du soufre, spéciation du Fe, procédé de refroidissement, oxique, anoxique

La reconnaissance de systèmes sédimentaires hybrides (houle-marée) dans l'enregistrement sédimentaire n'est pas triviale lorsque l'un des processus (ici la marée) ne laisse pas de traces sédimentaires directes permettant de l'identifier. La succession sédimentaire de l'Ordovicien inférieur (formations des Fezouata et du Zini) de la région de Zagora (Anti-Atlas ; Maroc) enregistre une dominance de la houle. Cependant, de nombreuses structures et géométries de dépôts sédimentaires sont atypiques de l'action de la houle. L'explication proposée dans ce travail est la modulation de l'action de la houle par la marée qui va s'exprimer de différentes façons en fonction de la bathymétrie. Un modèle sédimentaire de dépôt est proposé pour ce système hybride. Les Fezouata ont non seulement un intérêt sédimentologique mais aussi un grand intérêt paléontologique par la présence de gisements à préservation exceptionnelle qui enregistrent les débuts de la Grande Biodiversification Ordovicienne. L'élaboration du modèle sédimentaire de dépôt a permis de contraindre les faciès sédimentaires associés aux fossiles retrouvés, permettant ainsi de définir un contexte paléoenvironnemental de vie de ces communautés primitives. Afin de mieux caractériser les différentes structures sédimentaires ainsi que leurs distributions au sein de la zone intertidale d'un environnement mixte, deux analogues, un méga- et un macro-tidal tout deux dominés par la houle, ont été choisis : Berck-Plage (Pas-de-Calais ; France) et la pointe du Cap-Ferret (Gironde ; France). La zone intertidale de Berck-Plage a permis de montrer que la quasi majorité des structures sédimentaires est formée par un courant oscillatoire et que la géomorphologie côtière (barres-et-bâches), induisant la réfraction des fronts d'ondes (houle) incidentes, joue un rôle majeur dans la distribution et la formation des structures sédimentaires. Des morphologies particulières en mamelons ont été observées à Berck-Plage mais l'homogénéité granulométrique de la zone d'étude n'a pas permis l'observation de leurs structures internes. Des morphologies similaires ont ainsi été étudiées à la pointe du Cap-Ferret. Cette dernière étude met en avant la formation de structures sédimentaires en mamelons comme étant le résultat de flux supercritiques initiés par le reflux de la houle préalablement réfractée par la géomorphologie non linéaire de la côte / Recognition of hybrid sedimentary systems (wave-tide) in the sedimentary record is not trivial when one of the processes (here, the tide) does not leave direct sedimentary traces allowing its identification. The Lower Ordovician sedimentary succession (Fezouata and Zini formations) of the Zagora region (Anti-Atlas, Morocco) records a dominance of wave action. However, many sedimentary structures and depositional geometries are atypical of a wave dominated sedimentary system. The explanation proposed in this work is a modulation of the wave action by tides, which is expressed in different manners depending to the bathymetry. A model of deposition is then proposed for this hybrid sedimentary system. The Fezouata not only have a sedimentological interest but also a great paleontological interest due to the presence of exceptionally well-preserved fossils dating from the initial steps of the Great Ordovician Biodiversification Event. The development of the model deposition allowed to constrain the sedimentary facies associated with the fossils discovered, thus allowing to provide a paleoenvironmental life context for these primitive communities. In order to better characterize the different sedimentary structures and their distribution through the intertidal zone of hybrid environments, two analogues, one mega- and the other macro-tidal, both dominated by wave action were chosen: Berck-Plage (Pas-de-Calais; France) and the tip of Cap-Ferret (Gironde; France). The analysis of the intertidal zone of Berck-Plage has shown that the majority of the sedimentary structures are formed under oscillatory flows and that the coastal geomorphology (in ridges-and-runnels), inducing refraction of the incident wave fronts, plays a major role in the distribution and formation of the sedimentary structures. Peculiar dome-like morphologies were observed at Berck-Plage but the grain size homogeneity in this area did not allow the observation of their internal structures. Similar morphologies have been studied at the tip of Cap-Ferret. This last study highlights that the formation of dome-like bedforms is the result of supercritical flows initiated by the backwash of waves previously refracted by the non linear coastal geomorphology

Jusqu'à récemment, l'essentiel de l'information sur les premiers ecosystèmes marins complexes provenait de gisements dits à préservation exceptionnelle, d'âge Cambrien, répartis à travers le globe. Leur caractéristique est de préserver des organismes faiblement sclérotisés, reflétant ainsi fidèlement les faunes de l'époque. Cependant, la découverte de tels sites dans l'Ordovicien inférieur du Maroc permet non seulement d'évaluer pour la première fois avec précision la biodiversité marine de cette époque mais aussi, à qualité de préservation égale, de comparer la vie marine cambrienne et ordovicienne. L'établissement d'un cadre biostratigraphique et envrionnemental précis des niveaux fossilifères a montré que la préservation exceptionnelle était restreinte au sein de deux intervalles stratigraphiquesresserrés datant du Trémadocien supérieur et du Floien moyen. Les donnéessédimentologiques ont mis en évidence un environnement de plateforme peu profond. Ces résultats étaient un prérequis à l'ouverture de fouilles systématiques permettant des analyses paléoécologiques qualitatives et quantitatives à haute résolution. Les résultats préliminairesindiquent l'existence probable de conditions environnementales inhospitalières, du moins temporairement, associées aux niveaux à préservation exceptionnelle. Elles ont également distingué des assemblages in situ (biocénoses) et des associations d'éléments transportés (taphocénoses). Parallèlement, de nouvelles données importantes sur la morphologie, l'écologie, et le mode de vie présumé chez certains groupes ont pu être acquises / Until recently, most of the information on the first complexe marine ecosystems came from Cambrian Konservat-Lagerstätten, distributed all over the world. Their particularity is to preserve a wide array of soft-bodied and lightly sklerotized organisms, accurately reflecting past communities. However, the discovery of such Lagerstätten in the Lower Ordovician ofMorocco offers unique insights into the first animal biodiversifications. Indeed, the Fezouata Shale does not only allow for the time to document Lower Ordovician marine communities, but also to draw comparisons between Cambrian and Ordovician marine realms with the same precision. The establishment of a sound biostratigraphic and palaeoenvironmentalframework for the fossiliferous localities demonstrated that exceptional preservation was restricted to two relatively narrow intervals: a 60-meter-thick late Tremadocian lower interval and a 15-meter-thick middle Floian one. Sedimentological data suggest relatively shallow offshore conditions. These results were a prerequistie to the opening of systematic excavation in order to perform high-resolution quantitative and qualitative palaeocological analyses. Preliminary results point to the likely occurrence of -at least temporarily- unhospitable environmental conditions associated with exceptional preservation. They also enabled the recognition of original in situ communities (biocoenoses) and time-averaged associations including transported elements (taphocoenoses). Simultaneously, important new data on the morphology, ecology and presumed mode of life of fossil groups have been collected

L'enregistrement biosédimentaire Ordovicien du bassin de Tarim offre la possibilité de s'attaquer à quatre grands enjeux scientifiques liés au «grand événement de biodiversité ordovicienne » (Great Ordovician Biodiversification Event ou GOBE en anglais): i) la phylogenèse des organismes incertae sedis, ii) la paléodiversité des producteurs primaires benthiques (algues calcaires, calcimicrobes), iii) la nature des précipités authigénique des fonds marins (automicrite), et iv) la diagénèse en termes d'évolution de la porosité et de l'enregistrement géochimique des perturbations environnementales provoquant des changements biosédimentaires majeures (éponges, crinoïdes contre algues benthiques). L'analyse typologique, morphométrique et microstructurale du microfossile problématique Halysis Høeg, 1932, conclut pour une algue verte siphonnée avec une affinité à Bryopsidales, Udoteaceae, morphotype Flabellia petiolata (Turra) Nizamuddin 1987. Les monticules d’Halysis (Katian) font partie d'une rampe carbonatée peu profonde et subtidale dominée par des tapis de sable de granules d'algues. L’accrétion de monticules était contrôlée par des phénomènes autocycliques, produisant des épisodes sédimentaires et d’enfouissement suivis de lacunes et de périodes de croissance d’algue. Dans le bassin de Tarim, la diversité des producteurs primaires benthiques augmente considérablement au cours de la zone de Belodina confluens d’Ordovicien supérieur (Katian). Par rapport aux courbes de diversité dérivées d'autres régions (Laurentia, Baltoscandia), dans le bassin de Tarim, il y a une propagation de la diversification d'environ 4 Ma. La courbe de diversité des producteurs primaires benthiques sont semblables à celles enregistrées par certains groupes de fossiles herbivores et suspensivores (Échinodermes eleuthérozoaires, gastéropodes). Cinq types de précipitations authigénique des fonds marins (automicrite) sont présents dans les monticules carbonatés de calathid-demosponge (Darriwilian), tout d'abord interprété comme « carbonate microbien ». Une bonne corrélation de la fluorescence et de la cathodoluminescence des automicrites indique que l'organominéralisation induite et soutenue a produit de l'automicrite, probablement par la perminéralisation de substrats organiques non vivants adsorbant des complexes métal-humâtes dissous. À l'aide de six paramètres et de dix-sept caractères, quatre automicrites se révèlent non microbiennes au lieu de représenter probablement des reliques de métazoaires calcifiés (éponges, structures d'attachement des invertébrés tendus). Un automicrite est d'origine microbienne, mais l'âge de l'après-monticule réussit une disconformité. En utilisant un ensemble de séquences paragénétiques, un échantillonnage géochimique des composants spécifiques a été effectué pour déterminer la variation de la composition isotopique stable au carbone et à l'oxygène. Il existe deux niveaux stratigraphiques distincts séparés par Δδ13C ≈ +2.5 ‰ (PDB). Les deux niveaux suivent la même tendance partielle de diminution de δ18O typique pour l’augmentation de la température pendant l'enfouissement. Les valeurs de δ18O les moins modifiées sont également séparées selon les mêmes deux niveaux stratigraphiques (Δδ18O ≈ +2.0 ‰). Cette excursion positive couplée de δ13C-δ18O est considérée comme le résultat d'une augmentation du taux d'enfouissement du carbone organique (formation de roches mères d'hydrocarbures) et d'un refroidissement climatique subséquent provoquant un changement biosédimentaire majeure (éponges, crinoïdes contre algues benthiques) le long de l'intervalle limite Sandbian-Katian / The Ordovician biosedimentary record of the Tarim Basin offers the opportunity to tackle four major scientific issues related to the Great Ordovician Biodiversification Event: i) the phylogenesis of organisms incertae sedis, ii) the paleodiversity of benthic primary producers (calcareous algae, calcimicrobes), iii) the nature of authigenic sea-floor precipitates (automicrite), and iv) diagenesis in terms of porosity evolution and the geochemical record of environmental perturbations causing major biosedimentary turnovers (sponges, crinoids versusbenthic algae). The typological, morphometric and microstructural analysis of the mound-forming microproblematicum Halysis Høeg, 1932 concludes for a siphonous green alga with an affinity to Bryopsidales, Udoteaceae, morphotype Flabellia petiolate (Turra) Nizamuddin 1987. Early Katian Halysismounds form part of a shallow-subtidal carbonate ramp dominated by algal-pellet sand sheets. Their accretion was controlled by autocyclic drivers such as increments of sediment flux and burial followed by episodes of omission and algal growth. In the Tarim Basin, the diversity of benthic primary producers increases substantially during the Upper Ordovician (Katian) Belodina confluens Zone. Compared to diversity curves derived from other regions (Laurentia, Baltoscandia), in the Tarim Basin there is a protraction of diversification by about 4 Ma. The global diversity curve of benthic primary producers is similar to those derived from some herbivorous and suspension-feeding fossil groups (eleutherozoan echinoderms, gastropods). Five kinds of authigenic sea-floor precipitates (automicrite) are present in Darriwilian calathid-demosponge carbonate mounds, altogether formerly interpreted as ‘microbial carbonate’. A good correlation of fluorescence and cathodoluminescence of automicrites indicates that induced and supported organomineralization produced automicrite, probably via the permineralization of non-living organic substrates adsorbing dissolved metal-humate complexes. Using six parameters and seventeen characters, four automicrites turn out to be non-microbial instead likely represent relics of calcified metazoan tissue (sponges, attachment structures of stalked invertebrates). One automicrite is microbial in origin but is post-mound in age succeeding a disconformity. Using a set of paragenetic sequences, component-specific geochemical sampling was performed to determine the variation of carbon and oxygen stable isotopic composition. There are two distinct stratigraphic levels separated by Δδ13C ≈ +2.5‰ (PDB).Both levels display a subparallel trend of decreasing δ18O typical for increasing temperature during burial. Least altered δ18O values are equally separated along the two stratigraphic levels (Δδ18O ≈ +2.0‰). This coupled positive δ13C-δ18O excursion is considered the result of an increasing burial rate of organic carbon (formation of hydrocarbon source rocks) and subsequent climatic cooling causing a biosedimentary turnover (sponges, crinoids versusbenthic algae) along the Sandbian-Katian boundary interval.

Dans la séquence stratigraphique des Basses-Terres du St-Laurent, la discordance la plus importante serait celle qui existe entre les dolomies de Beekmantown (Ordovicien inférieur) et les calcaires de Chazy (Ordovicien moyen). Notre étude s'est intéressée à ce contact et aux carbonates adjacents, compte tenu de l'implication possible sur la métallogénie des Basses-Terres. De façon générale, les empilements de carbonates sous-jacents à des discordances forment des cibles de prédilection pour l'emplacement de gisements de plomb et de zinc. Les dolomies de Beauhamois présentent des lithofaciès à dominance intertidale et supratidale, témoignant d'environnements de platier de carbonates accumulés en milieu aride. Des corrélations effectuées sur six coupes montrant le contact dans la région de Montréal n'ont pas permis de mettre en évidence une surface d'érosion ou d'exposition aérienne au sommet du Beekmantown, et ce même à grande échelle. L'étude diagénétique de ces mêmes dolomies n'indique pas de dissolution de carbonates en profondeur susceptible d'exprimer une karstification en télodiagenèse. La dédolomitisation, seul phénomène pouvant réfléter une altération par des eaux météoriques superficielles, semble plutôt reliée à la diagenèse d'enfouissement, et plus spécifiquement à l'épisode de carbonatisation de sulfates. Suite à nos travaux, nous croyons que la discordance du Beekmantown dans les Basses-Terres du St-Laurent serait inexistante ou de faible magnitude dans la région étudiée.

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Au cours du Paléozoïque inférieur, un changement climatique majeur a permis le développement d’une calotte glaciaire sur paléocontinent Gondwana. Cette calotte a plusieurs fois recouvert la plateforme nord-gondwanienne au cours des différents épisodes d’avancée et de recul des fronts glaciaires. Cette dynamique a permis le développement d’un modèle glaciaire, qui inclut des surfaces d’érosion majeures d’extension régionale et des vallées glaciaires. Parmi ces vallées, les vallées tunnel font référence aux vallées glaciaires mises en évidence en Europe, et qui sont associées aux grandes glaciations quaternaires. Par définition, ces vallées regroupent des dépressions linéaires de plusieurs kilomètres de large et de plusieurs dizaines de kilomètres de long. Elles sont en générale profondes de quelques centaines de mètres et leur fond présentent des zones de surcreusement. Des vallées tunnel ordoviciennes sont localisées en Afrique du Nord et au Moyen-Orient. Les sédiments glaciaires ordoviciens représentent un important objectif pour l’exploration des hydrocarbures et les vallées tunnel, qui constituent des hétérogénéités lithologiques dans l’enregistrement sédimentaire, sont d’excellentes roches-réservoirs. En Europe, les anciennes vallées tunnel quaternaires constituent des aquifères dont la mise en évidence et la préservation constituent un véritable enjeu. Un intérêt majeur réside donc dans une meilleure connaissance de l’architecture du remplissage de ces vallées, mais également une compréhension des paramètres qui contrôlent leur distribution et des mécanismes qui participent à leur formation sous les calottes de glace. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire est principalement basé sur une étude de terrain, dont les résultats recouvrent trois grands axes : (1) l’environnement sous-glaciaire, (2) la dynamique de remplissage des vallées tunnel et (3) les facteurs contrôlant leur distribution. / The icehouse period during the lower Palaeozoic led to the development of large continental ice-sheet over the Gondwana. This ice-sheet fluctuated in size and repeatedly recovered the north-Gondwana platform. The resulting glacial record includes major erosional surfaces of regional extent, with subglacial landforms and morphologies, as well as glacial valleys and specific glaciogenic sedimentary record. Among these valleys, tunnel valleys refer to Quaternary analogues, associated with the development of ice-sheets over Europe and North-America. Tunnel valley defines elongated, linear to slightly sinuous depressions, measuring few kilometers in width and several kilometres in length. They start and terminate abruptly, are generally a few hundred of meters deep, and display frequent overdeepening along the floor. Ordovician tunnel valleys are described from North Africa to the Middle East. Ordovician glacial deposits are considered as a major target for hydrocarbon exploration in these regions, with tunnel valleys forming lithological heterogeneities with excellent reservoir properties. In Europe, Quaternary tunnel valleys are targeted for groundwater resources as they form reliable aquifers. A major interest therefore exists for these valleys, as well as a need for better understanding of the nature and the stratigraphy of the infill, their origin and the parameters controlling their distribution. The recherché project presented in this thesis is based on an extensive fieldwork that focused on three main issues, regarding tunnel valleys: (1) the subglacial environment, (2) the sedimentary processes and depositional environments associated with their infill and (3) the parameters controlling their distribution