Ce mémoire présente l'étude du signal phytolithique de sédiments mio-pliocènes du Tchad(Afrique Centrale) datés entre 7-2 Ma, et contemporains des Homininés anciens Sahelanthropustchadensis et Australopithecus bahrelghazali. Une calibration de la relation plantes-phytolithes-solspour l'Afrique tropicale subsaharienne actuelle a d'abord été réalisée pour apprécier la signatureenvironnementale des phytolithes dans le registre fossile. L'analyse des assemblages phytolithiques de98 espèces de graminées (Poaceae) a permis d'élaborer trois nouveaux indices phytolithiques à partirde 43 types propres aux Poaceae. Testés sur une base de 57 sols/sédiments modernes du Tchad, cesindices permettent de tracer les associations graminéennes aquatiques du Lac Tchad, les associationsmésophytiques des milieux humides soudaniens, et les associations xérophytiques des milieux secssahéliens. L'analyse des assemblages phytolithiques des sols/sédiments actuels considérés dans leurensemble a permis d'évaluer le potentiel de ce proxy à caractériser la physionomie des formationssoudano-sahéliennes modernes. La calibration a été appliquée à l'étude d'un enregistrementsédimentaire discontinu du Lac Tchad (6-2 Ma) (forage de Bol, 13°N/14°E) et à celle de 18 niveauxpaléontologiques du Djourab (7-3.5 Ma) (16°N/17°E). Les résultats indiquent la présence de savanesintermédiaires à fermées et de zones de végétation aquatique dominantes à 7 Ma dans le Djourab, puisde savanes plus ouvertes et sèches à 3.5 Ma. Une phase de bas niveau lacustre est enregistrée entre3.6-2.8 Ma à Bol, et un pic d'aridité à 3.2 Ma. Enfin, les résultats montrent l'existence de graminéesen C4 au Tchad depuis 7 Ma. / This thesis dissertation is dedicated to the study of the phytolith signal of Mio-Pliocenesediments from Chad (Central Africa) dated between 7-2 Ma, and contemporary to the early Homininspecies Sahelanthropus tchadensis and Australopithecus bahrelghazali. A calibration work studyingthe relationship plants-phytoliths-soils in modern sub-Saharan tropical Africa was carried out in orderto assess the environmental significance of the phytolith signal in the fossil record. Phytolithassemblages produced by 98 sub-Saharan grass species (Poaceae) were analyzed and the results led tothe development of three new phytolith indices defined from 43 types specific to Poaceae. Tested on adatabase of 57 modern soil/sediment samples from Chad, these indices allow drawing aquatic grassassociations of Lake Chad, mesophytic grass associations of wetlands from the Sudanian domain, andxerophytic grass associations of drylands from the Sahelian domain. The analysis of modern soilphytolith assemblages (total assemblages) was used to assess the potential of this proxy to characterizethe physiognomy of the Sudano-Sahelian vegetation types. The calibration had been applied to thestudy of a discontinuous sedimentary record from Lake Chad (6-2 Ma) (Bol core, 13°N/14°E) and of18 paleontological levels from the Djourab (7-3.5 Ma) (16°N/17°E). The results indicate thedominance of intermediate to closed savannas and areas of aquatic vegetation at 7 Ma in the Djourab,and more open and dry savannas at 3.5 Ma. A limited lacustrine stage is recorded between 3.6-2.8 Maat Bol, and a shift of aridity at 3.2 Ma. Finally, the results show the existence of C4 grasses in Chadsince 7 Ma.

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.

Le but de cette thèse est de décrire et d'expliquer l'évolution des assemblages argileux dans les Alpes occidentales depuis l'Oxfordien jusqu'au Crétacé supérieur, et de la comparer à celle connue dans l'Atlantique nord grâce aux forages DSDP. Etude géologique, sédimentologique et géochimique. Les assemblages argileux du Mésozolque supérieur (Malm - Crétacé) du domaine subalpin et du Jura mérldional sont étudiés par diffraction des rayons X, microscopie électronique à transmission et analyses géochimiques (absorption atomique, microsonde). Les évolutions spatiales et temporelles importantes des assemblages argileux dépendent d'influences diverses de la diagenèse et du paléoenvironnement. L'influence diagénétique se manifeste dans les Aravis et dans les Bauges à l'Est de la faille d'Arcalod. La diagenèse, en relation avec la superposition tectonique des unités préalpines et le métamorphisme alpin, conduit à la transformation des smectltes en illites et chlorltes par l'intermédiaire d'édifices interstratifiés. Dans les chaines subalpines méridionales, les processus diagénétlques sont plus complexes : dans les bancs calcaires des alternances du Crétacé inférieur, modérément enfouies et situées A l'écart des zones internes, une partie des smectites est transformée en chlorite. Lorsque l'enfouissement augmente et en direction du domaine alpin métamorphisé, les smectites et la kaolinite disparaissent au profit d'illite et de chlorite, cette dernière étant d'autant plus ferrifère que l'empreinte thermodynamique est plus marquée. Dans les domaines exempts de manifestations diagénétiques, les assemblages argileux détritiques conduisent à préciser les conditions de sédimentation et le paléoenvironnement. Dans la plupart des cas, la constitution des assemblages argileux dépend du milieu de dépôt, notamment dans les domaines de plate-forme. Ceci résulte des mécanismes de la sédimentation différentielle qui favorisent, d'une part le dépôt des minéraux primaires et de la kaolinite sur les plates-formes et les bordures, d'autre part la décantation des smectites dans les domaines plus profonds. Ces mécanismes paraissent beaucoup plus marqués que dans le domaine Atlantique. Dans le domaine pélagique des chaines vocontiennes, l'évolution des assemblages argileux résulte principalement d'une succession de périodes d'instabilité tectonique caractérisées par une sédimentation marneuse riche en illite et kaolinite, et d'aplanissement morphologique associé à la progradation des plates-formes carbonatées et marqué par une sédimentation plus calcaire riche en smectites. L'expression des climats appara!t à plusieurs échelles. Au long de la période Malm Crétacé, les climats sont toujours chauds mais paraissent plus arides ou à humidité plus irré* qulièrement répartie au Crétacé qu'au Jurassique terminal. Au niveau des alternances marnocalcaires qui résultent au moins en partie d'oscillations climatiques, le climat parait chaud et à humidité contrastée durant le dépôt des calcaires, toujours chaud mais à humidité plus constante lors du dépôt des marnes.

Ce travail de thèse s'insère dans le cadre des recherches menées sur les enregistreurs naturels continentaux, et sur leur intérêt en tant que mémoire environnementale et climatique. Un grand nombre d'études ont, en effet, été menées sur les glaciers alpins, les cernes d'arbres, les dépôts lacustres et les spéléothèmes entre autres. Devant la richesse des informations ainsi mises à jour quant aux évolutions environnementales et climatiques passées, pour des échelles locales à régionales et avec une résolution annuelle à décennale, la nécessité d'étudier les dépôts détritiques endokarstiques et d'évaluer la mémoire de ces archives naturelles s'est imposée. <br /><br />Dans cette recherche, nos objectifs sont de deux ordres. Il s'agit tout d'abord de comprendre les dynamiques de dépôt des sédiments étudiés en intégrant au mieux les spécificités et contraintes induites par le milieu endokarstique. En ajustant les méthodes de la sédimentologie classique, nous cherchons donc à mieux saisir les modalités de la sédimentation en milieu souterrain, de façon à avoir une meilleure lecture des dépôts accumulés. En parallèle, notre travail vise à caractériser, par la construction de « cartes d'identités », les différents modes de piégeage sédimentaire reconnus sous terre, en vue d'une typologie. Cette identification est importante dans la mesure où elle pourrait permettre, à terme, de travailler sur des dépôts endokarstiques anciens, dont la dynamique de sédimentation n'est plus observable aujourd'hui. Ainsi, les données environnementales archivées par ces dépôts seraient mieux déchiffrées. <br /><br />A travers l'étude de deux sites complémentaires, les grottes de Choranche dans le Vercors et l'aven d'Orgnac dans le Bas-Vivarais ardéchois, nous avons donc entrepris l'analyse à haute résolution de différents remplissages détritiques fins, soit encore actifs soit non fonctionnels. Les méthodes mises en œuvre ont été empruntées aux sédimentologues, et vont de la granulométrie au traitement de signal, en passant par les images de Passega et des mesures de colorimétrie ou encore de susceptibilité magnétique. Un important volet de méthodes karstologiques est également intégré, afin de toujours repositionner notre objet d'étude dans son contexte. <br /><br />De cette double approche, il ressort que les sédiments détritiques de l'endokarst fonctionnent comme un enregistreur des fluctuations environnementales locales ; les écoulements étant le principal vecteur de transmission de l'information. C'est aussi une grande complexité de l'archivage qui a été mise en avant, et qui s'exprime à plusieurs niveaux de nos recherches. Ainsi, le choix de la carte d'identité des modes de piégeage sédimentaire doit être retravaillé pour tenter de voir si une caractérisation plus fine est possible, en vue d'atteindre une meilleure reproductibilité. D'autre part, à partir des datations au 14C de charbons de bois, la chronologie de cette archive n'a pas pu être clairement mise en évidence. A travers les différents signaux sédimentaires étudiés, il semble que la résolution peut être très variable ; étant directement soumise aux dynamiques de sédimentation, mais aussi selon les sites. Ces résultats sont les premiers jalons de recherches ouvrant de nombreuses perspectives, parmi lesquelles les datations et notamment la méthode du 210Pb, occupent une place de choix. C'est une des clés de lecture les plus importantes par rapport au but final envisagé, en filigrane dans ce travail de doctorat : la possibilité de reconstitutions paléoenvironnementales et paléoclimatiques à partir des archives détritiques endokarstiques.

Ce travail de recherche a mis en œuvre une approche géoarchéologique multi-indicateurs pour analyser les impacts et les forçages anthropo-climatiques des paysages du plateau de Corent et de ses marges de la fin du Néolithique à la période romaine. Une cartographie géomorphologique détaillée du secteur d’étude a été réalisée en s’appuyant sur l’analyse de données LiDAR et la prospection de terrain. Deux secteurs ont été sélectionnés pour conduire des prospections géoarchéologiques approfondies : i) le Lac du Puy, un petit bassin à proximité immédiate du site archéologique sur le plateau volcanique de Corent, et ii) la Narse de la Sauvetat, un grand bassin hydromorphe dans la basse-plaine marno-calcaire située au pied du versant sud-ouest du plateau.Des sondages géoarchéologiques ont été réalisés dans la cuvette du Lac du Puy, conduisant à la découverte d’une batterie d’un millier de silos de stockage du premier âge du Fer. Les résultats de cette campagne de terrain ont également permis de reconstruire le cadre chrono-stratigraphique et les grands traits de l’évolution hydro-morpho-sédimentaire et pédologique de la cuvette. L’analyse géoarchéologique multi-proxys de plusieurs carottes sédimentaires a fourni davantage de précisions sur l’évolution environnementale du Lac du Puy. L’impact anthropique y est nettement perceptible au long de cinq millénaires et apparaît depuis le Néolithique comme le principal facteur de contrôle de l’évolution paléoenvironnementale du bassin jusqu’à son anthropisation complète.En contrebas de ce site de plateau, dans le bassin de la Narse de la Sauvetat, l’étude géomorphologique a révélé que la cuvette hydromorphe dérive de la fermeture par un glissement de terrain d’une paléo-vallée qui était située au pied du versant sud-ouest du puy de Corent. Cet évènement s’est probablement produit au début du Subboréal. Les grandes phases de l’évolution de la cuvette ont pu être reconstruites, d’un fonctionnement alluvial au Pléistocène Supérieur jusqu’à des dynamiques hydromorphes et palustres, sous l’effet du contrôle aval exercé par le barrage de la vallée à partir du Néolithique Final, mettant en évidence le fort potentiel paléoenvironnemental de la cuvette. L’analyse géoarchéologique multi-proxys de trois carottes sédimentaires, combinée aux résultats d’analyses malacologiques externes à cette thèse, a permis de retracer l’évolution environnementale de l’ensemble de la partie basse de la cuvette hydromorphe entre le Néolithique Final et le début du Moyen-âge.Les résultats obtenus dans le Lac du Puy et la Narse de la Sauvetat ont été intégrés dans le système morpho-sédimentaire plus large de l’ensemble du plateau et de ses marges entre 3000 BC et 0 AD, puis mis en perspective géographique et temporelle à l’échelle de l’Europe occidentale nord-alpine. L’évolution du système socio-environnemental de Corent et de Limagne méridionale au premier millénaire BC a été analysée en détail, en discutant le rôle des phénomènes de proto-urbanisation dans le forçage des systèmes morpho-sédimentaires qui marque l’entrée dans l’anthropocène. / This thesis presents the results of a multi-proxy geoarchaeological study of how anthropogenic forces and climate have shaped the evolution of the landscapes of the plateau of Corent (Auvergne, France) from the Neolithic to Roman period. A detailed geomorphological map of the study area was constructed based on LiDAR data and fieldwork. Two areas were selected for geoarchaeological analysis: i) the Lac du Puy, a small pond located within the archaeological site of the plateau of Corent, and ii) la Narse de la Sauvetat, a larger hydromorphic basin in the calcareous lowlands, at the foot of the southwestern slopes of the plateau.Geoarchaeological survey in the Lac du Puy revealed an expansive group of over one thousand storage pits, dating from the Hallstatt period. The results of fieldwork permitted the construction of a chrono-stratigraphic framework and allowed a reconstruction of the main phases of the hydro-morpho-sedimentary and pedological evolution of the basin. Multi-proxy geoarchaeological analysis of sedimentary cores provided additional information concerning palaeoenvironmental evolution of the Lac du Puy. Anthropogenic impact is clearly discernable throughout five millennia starting in the Neolithic, and is identified as the main driver of the palaeoenvironmental evolution of the basin until its final destruction by human activity.In the lowlands, geomorphological analysis of la Narse de la Sauvetat revealed that the hydromorphic basin is the result of the closure of a palaeovalley by a massive landslide issuing from the southwestern slopes of the Puy de Corent. Geomorphological and stratigraphic evidence indicates that the isolation of the basin likely occurred at the beginning of the Subboreal. Lithostratigraphic analysis was used to reconstruct the main phases of the evolution of the basin from its initial alluvial phase in the late Pleistocene, through to its hydromorphic and palustrine dynamics from the late Neolithic, highlighting the strong palaeoenvironmental potential of its sedimentary record. Multi-proxy geoarchaeological analysis of three sedimentary cores from the basin, combined with results of external malacological analysis, allowed a reconstruction of the palaeoenvironmental evolution of the basin from the late Neolithic to the early Middle Ages.Results obtained from the Lac du Puy and La Narse de la Sauvetat were integrated into the broader morpho-sedimentary system of the plateau and its margins for the period between 3000 BC and 1 AD. The geographic and temporal perspective was then further enlarged through comparison with temperate Western Europe data. The evolution of the socio-environmental system of Corent and southern Limagne was analysed in detail for the first millennium BC. Finally the role of proto-urbanization processes in the forcing of morpho-sedimentary systems is examined, marking their entry into the anthropocene.

La transition Permien – Trias est une période importante dans l’histoire de la Terre. L’extinction en masse de la fin du Permien est l’événement d’extinction le plus sévère de l’histoire de la vie sur Terre. Les études précédentes se sont principalement focalisées sur les événements biotiques en milieux océaniques. Récemment, de plus en plus de nouvelles recherches se sont développées sur les événements en milieu continental.Les bassins de Junggar et de Turpan en Chine du Nord, présentent une opportunité unique d’étudier la limite Permien – Trias en milieu continental grâce à de nombreux affleurements avec des séries continues.Les facies continentaux de la coupe de Dalongkou sur le flanc sud du bassin de Junggar et de la coupe de Taoshuyuan sur le flanc nord du basin de Turpan, ont été sélectionnés pour cette thèse. Les niveaux de l’intervalle de transition Permien – Trias correspondent aux formations “Wutonggou”, “Guodikeng” et “Jiucaiyuan”. D’abondants bois fossiles et empreintes de plantes ont été découverts dans ces coupes. Des logs sédimentaires détaillés ont été levés. L’approche utilisée ici est pluridisciplinaire pour reconstruire les Paléoenvironnements avec les bois fossiles et les plantes, les patrons des cernes croissance des bois et l’analyse des microfaciès sédimentaires.Cinq genres et six espèces de bois fossiles ont été découverts. Nous établissons trois nouveaux genres: Junggaropitys, Xinjiangoxylon et un nouveau genre (soumis pour publication). La courbe CSDM (Cumulative Sum of the Deviation from Mean diameter) a été utilisée pour analyser les cernes de croissance dans le but de déterminer les conditions d’intersaisonnalité et la longévité des feuilles des arbres. Nous avons déterminé que Junggaropitys dalongkouensis est une espèce à feuilles persistantes avec les feuilles à longévité de 3 à 6 ans; le XTT-C-4 gen. et sp. nov. est également à feuilles persistantes mais avec une longévité des feuilles de 3 à 15 ans.Septomedullopitys, Junggaropitys, Xinjiangoxylon et XTT-C-4 gen. nov. montrent tous un xylème secondaire de type Protophyllocladoxylon. En accord avec l’analyse paléobiogéographique, les bois de type Protophyllocladoxylon sont principalement distribués dans une zone climatique tempérée froide dans l’hémisphère sud, dans des zones climatiques variables dans l’hémisphère nord et dans la zone équatoriale au Paléozoïque supérieurLes résultats obtenus sur les bois fossiles montrent que le climat sur la région de Junggar devait être, à la limite Permien – Trias, chaud et humide, avec des températures et une humidité restant relativement stables.Il n’existe pas de période de forte sécheresse au Trias basal. Les méga-moussons de la Paléo-Téthys n’ont pas d’influence sur la région de Junggar sur la côte est de la Pangée aux latitudes moyennes. Combiné avec les résultats précédemment obtenus, nous montrons que le climat n’a pas subit de très fortes variations entre le Permien moyen et le Trias basal.L’analyse des plantes fossiles montre que le nombre de genres et d’espèces diminue progressivement de 26 genres et 53 espèces connues dans le Wuchiapingien à 10 genres et 15 espèces dans le Changhsingien et seulement 6 genres et 7 espèces dans l’Induen. La tendance à la réduction des assemblages floristiques dans les bassins de Junggar et Turpan semble montrer que le processus d’extinction est long et graduel et a débuté bien avant la limite Permien – Trias. Durant la période de récupération post-crise des flores, les lycopsides (Annalepis) et les fougères (Neocalamites et Pecopteris) ont joué un rôle d’espèces pionnières. Trois logs stratigraphiques ont été levés pour l’analyse des facies sédimentaires. Quatre principaux environnements de dépôts ont été reconnus dans la coupe de Dalongkou. Les séries de la Formation Wutonggou se sont déposées dans un environnement de rivières en tresse et de systèmes fluviaux éphémères ou d’étangs et de plaines alluviales. / Permian-Triassic transition is an important period in the Earth’s history. The end-Permian mass extinction is the Earth's most severe known extinction event. Previous studies mainly focused on the biotic events in the ocean. Recently more and more researches on the terrestrial events during the Permian-Triassic transition attracted many attentions. The Junggar and Turpan basins of Northwest China command a unique and significant position in the study of terrestrial Permian-Triassic boundary (PTB) events as it contains well and continuously exposed PTB sections. The lithostratigraphy, biostratigraphy, and cyclostratigraphy have been well established in the two basins. The problem we are trying to solve, based on paleobotanical studies associated with sedimentological analyses, is the environmental changes during the Permian-Triassic transition in the research area.The terrestrial facies in the Dalongkou section on the south flank of Junggar Basin and the Taoshuyuan section on the north flank of Turpan Basin have been selected as the researching ones for this thesis. The Permian-Triassic transition strata have been included in the “Wutonggou”, “Guodikeng” and “Jiucaiyuan” formations. Abundant fossil woods and plant impressions have been discovered and collected in these sections. Detailed sedimentary logs of the sections were drawn. The approach that we adopt to recognize the environmental changes is the fossil wood and plant impression species, growth-ring pattern, and sedimentary facies analysis.Five genera and six species of fossil woods were discovered. We establish three new genera: Junggaropitys, Xinjiangoxylon and a new genus (submitted for publication). The CSDM (Cumulative Sum of the Deviation from Mean diameter) curve was used to analyse the growth rings to determine the intraseasonal conditions and leaf longevity patterns of the trees. We recognise that Junggaropitys dalongkouensis is evergreen, and the leaf longevity may be 3–6 years; XTT-C-4 gen. et sp. nov. is evergreen too, and the leaf longevity may be 3 to 15 years. Septomedullopitys, Junggaropitys, Xinjiangoxylon and XTT-C-4 gen. nov. all show a Protophyllocladoxylon-type secondary xylem. According to palaeobiogeographic analysis, the Protophyllocladoxylon-type woods distributed mainly in the cool temperate climate zone of the southern hemisphere, various climate zones of the northern hemisphere and equatorial zone during the Late Paleozoic. The results of fossil woods analysis obtained in this research shows the climate in the Junggar terrane around the PTB was warm and humid and the temperature and precipitation remained relatively stable. It did not exist a heavy dryness in the earliest Triassic. Meanwhile, the Palaeo-Tethys megamonsoons did not influence the Junggar terrane along the east coast of mid-latitude Pangaea. Combined with the previously reported fossil woods, it shows that the climate had no prominent change from the Middle Permian to earliest Triassic.Plant fossil analysis show that the numbers of plant genera and species gradually decreased from 26 genera and 53 species in the Wuchiapingian, to 10 genera and 15 species in the Changhsingian, and only 6 genera and 7 species in the Induan. The trend in the plant assemblage reduction in the Junggar and Turpan basins appears to be indicative of a long, protracted extinction process that may have started well before the Permian-Triassic boundary. During the plant recovery period, the lycopsids (Annalepis) and ferns (Neocalamites and Pecopteris) played roles of pioneer species during the plant recovery period. / 二叠-三叠纪之交是地球历史上的关键时期。发生在二叠纪末期的大灭绝事件是最严重的生物灭绝事件。前人对此次灭绝事件的研究主要集中于海洋生物的变化，近年来越来越多的研究开始关注于这一时期陆地生态系统的变化。 位于中国西北部的准噶尔盆地和吐鲁番盆地出露了完整的陆相二叠-三叠系界线附近地层，因此在这一研究方面具有独特的优势。前期研究中在这一个地区建立了良好的岩石地层，生物地层和旋回地层格架。本文将集中解决二叠-三叠纪之交研究区的环境变化问题。我们选择了位于准噶尔盆地南缘的大龙口剖面和吐鲁番盆地北缘的桃树园剖面，两个陆相地层剖面作为论文的研究对象。在这一区域，二叠-三叠系之交地层是由梧桐沟组，锅底坑组和韭菜园组组成。我们在大龙口剖面和桃树园剖面二叠-三叠系地层中发现了大量木化石和植物印模化石，对剖面绘制了详细的地层柱状图。我们鉴定了木化石和植物印模化石种属,木化石年轮类型，分析了沉积相变化，进而用来识别研究区的环境变化。 我们对所采集到的130块木化石进行了切片，通过生物显微镜对其解剖结构进行研究，共发现了木化石5属6种，包括建立的三个新属：Junggaropitys，Xinjiangoxylon和 XTT-C-4 gen. nov.（还在审稿中）。这三个属均具有内始式的初生木质部和Protophyllocladoxylon 型次生木质部，其中Junggaropitys具有同质但异细胞的髓部；Xinjiangoxylon拥有具薄壁细胞和分泌管的髓部；XTT-C-4 gen. nov.的髓部中具有独特的板状支撑结构。我们应用CSDM曲线（平均值偏差累计曲线）分析木化石的年轮用以识别其生长季的条件和叶的寿命。CSDM曲线分析表明Junggaropitys dalongkouensis为一种常绿植物，叶的寿命为3-6年；XTT-C-4 gen. et sp. nov.也为常绿植物，叶的寿命3-15年。Septomedullopitys, Junggaropitys, Xinjiangoxylon和XTT-C-4 gen. nov.四个属的木化石均展示出Protophyllocladoxylon型次生木质部。我们对晚古生代全球发现的具有Protophyllocladoxylon型次生木质部的木化石进行了生物古地理分析，我们发现，在晚古生代，具有Protophyllocladoxylon型次生木质部植物，在南半球仅分布在冷温带地区；而在北半球和赤道地区，其分布在不同的气候带。对木化石的分析显示准噶尔地块在二叠-三叠系界线附近古气候温暖湿润，温度和降雨量相对稳定；古特提斯洋巨季风没有影响到东岸的泛大陆中纬度地区。结合前人对这一地区其他木化石研究，我们认为研究区的古气候自中二叠世至早三叠世早期没有显著的变化。植物化石分析显示，植物种属由吴家坪期的26属53种逐渐减少到长兴期的10属15种再到早三叠世印度期的6属7种。在准噶尔盆地和吐鲁番盆地，二叠-三叠系之交，植物显示了一个长时间的逐渐灭绝的过程。通过对比白垩纪-第三纪植物灭绝事件和现代恶劣环境下植物恢复的实例，我们发现石松类（脊囊属）和蕨类（新芦木属和栉羊齿属）在植物复苏阶段扮演着先驱分子的角色。我们对大龙口剖面，桃树园A和C剖面进行了沉积相分析。在大龙口剖面我们识别出4个主要的沉积相。梧桐沟组上部主要由辫状河相，短暂的河流系统或湖和冲积平原相组成。锅底坑组为湖（或池塘）相和洪泛平原相沉积。韭菜园组主要由冲积平原和湖（或池塘）相沉积组成。在桃树园地区，梧桐沟组上部至锅底坑组底部的一套地层主要是湖（或池塘）相和洪泛平原相沉积。锅底坑组下部为一套辫状河沉积。而锅底坑组上部为冲积平原和湖（或池塘）相沉积。韭菜园组主要为辫状河和洪泛平原沉积。对碎屑岩的样品岩相学分析显示跨越二叠-三叠系界线，沉积物物源一致。其中火山碎屑物来源于多个火山源。大龙口剖面和桃树园剖面在界线附近沉积物的物源保持一致，这说明，这两个剖面在二叠-三叠系之交时期处于同一个盆地，而博格达山隆起晚于这一时间。灰岩样品指示了湖泊环境的沉积。二叠纪末期的植物灭绝降低了河岸的强度，增加了坡地的沉积物的提供，进而增加了河道中沉积物的卸载。这导致了研究区在吴家坪期和长兴期界线附近和早三叠世的两次沉积相的改变。

Notre objectif est de développer un nouvel outil d'étude des dynamiques spatiales et temporelles des paléovégétations. Le point de départ de cette démarche est le constat que l'analyse des archives naturelles, sédimentologiques ou pédologiques, comporte des limites ne permettant pas toujours d'aborder à l'échelle locale les dynamiques séculaires ou millénaires des unités paysagères. Notre travail consiste à mettre au point une méthode d'étude des archives pédologiques fondée sur les principes de la spectroscopie proche infrarouge (SPIR). La SPIR mesure l'absorbance d'un matériau sur la bande spectrale 1100-2500 nm. Le spectre obtenu discrimine de nombreux constituants de ce matériau. Il donne entre autres une «empreinte digitale » des matières organiques. De ce fait, il est utilisé depuis longtemps dans de nombreux secteurs industriels. En pédologie, il a surtout été utilisé pour quantifier les constituants du sol. Or, la nature des matières organiques des sols est liée aux types de végétaux et végétations présents et passés. Nous testons donc une approche qualitative, qui consiste à associer le spectre d'un échantillon de sol à un type de végétation. La démarche de mise au point s'articule en trois étapes. La première consiste à mesurer le spectre de matières organiques dont l'origine est connue. Nous analysons des échantillons de surface de sols dont l'histoire de la végétation est connue sur une période de 150 ans au moins. Une vaste gamme de formations végétales et de types de sols sont représentés dans le référentiel spectral. La séparation entre les sols sous prairies et sous forêts est très nette. Des distinctions plus fines entre différentes formations forestières sont également observées. Dans la seconde étape, nous vérifions le potentiel de la méthode sur des matières organiques anciennes conservées dans les horizons profonds. Sur les profils étudiés, la connaissance des paléovégétations à l'échelle du millénaire est fournie par des méthodes paléoécologiques classiques. Nous distinguons les schémas d'évolution avec une grande stabilité de la végétation, des schémas présentant un ou plusieurs changements de végétation. La confrontation des spectres d'horizons profonds avec le référentiel de surface permet de retracer des scénarios qui sont calés chronologiquement grâce à l'apport de la modélisation du turnover des matières organiques. Dans la troisième étape, nous examinons des paléosols. Leur signature spectrale nous indique la nature du couvert végétal avant l'enfouissement du paléosol. Pour le moment, ces derniers résultats sont à nuancer compte tenu du peu de données paléoécologiques complémentaires. Les résultats révèlent un potentiel important de la SPIR dans l'étude des paléovégétations aux échelles locales. Des schémas d'évolutions proposés pour plusieurs des sites étudiés confortent des résultats existants ou apportent de nouveaux éléments pour l'étude des paléovégétations en relation avec l'occupation humaine en Alsace au cours de l'Holocène. Cependant, les investigations méthodologiques devront se poursuivre vers un élargissement du référentiel de surface, du point de vue écosystémique et du point de vue géographique. Les référentiels d'horizons profonds et de paléosols devront également être consolidés par d'autres études paléoécologiques. Ce travail ouvre également des perspectives sur d'autres applications comme le traçage des matières terrigènes dans les cours d'eau.

Cette thèse présente les données des pollens et micro-charbons fossiles couvrant la période des 50 000 dernières années à partir de sites sélectionnés transversalement nord-sud du désert de Namib. Dans le cadre de cette thèse, on utilise le rock hyrax middens, l’accumulation des boulettes et des urines fossilisés du Procavia capensis, représentant une excellente archive pour archives pour la préservation des pollens et micro-charbons à long-terme. Trois sites des hyrax middens ont été sélectionnés pour l'analyse: au sud du désert de Namib (Pella), la marge est des dunes de sable de Namib (Zizou) et le centre de la Namib (Spitzkoppe). En plus, le régime pluvial de ces sites se caractérise par une forte variabilité annuelle et interannuelle. En conséquence, tous ces sites se situent au long de l’écotone du Désert et du biome Nama-Karoo, ainsi qu'à l’est (biome de Savane). Alors que ces sites sont répertoriés dans des écosystèmes similaires, l’écotone, lui, est considéré comme une zone potentiellement très sensible au changement du système climatique régional. Un intérêt spécifique de ces enregistrements terrestres est pour évaluer s’ils corroborent ou s’opposent avec les résultats provenant ceux des sédiments marins de la côte namibienne, en particulier la conclusion : l’abondance des taxa dominants du Fynbos Biome du Cape peut indiquer significativement une expansion vers le nord de la flore du Cape pendant les périodes plus froides glaciaires. Selon les sites d’études sélectionnées, les conclusions principales de ce travail sont les suivantes:Les hyrax middens de Pella fournissent le premier enregistrement pollinique continué au sud du désert de Namib durant la période des 50 000 dernières années. Ces données polliniques ont permis de reconstruire le changement de la végétation et d'estimer la température et l'aridité. Les résultats indiquent que la période glaciaire se caractérise par une augmentation de la disponibilité de l'eau sur le site par rapport à l'Holocène. Les changements de la température et de l'évapotranspiration potentielle semblent avoir joué un rôle important dans la détermination de l'équilibre hydrologique.L'enregistrement de Zizou hyrax midden met en évidence des changements de la végétation à la marge l'est des dunes de sable depuis 38 000 ans cal BP. La végétation de la période glaciaire se caractérise par les pourcentages relativement élevés des Astéracées pollen, et plus particulièrement par des taxa du climat plus froid: Stoebe et Artemisia¬-type. En accord avec les données de Pella, le réchauffement au début de l'Holocène indiqué par la dominance de pollen des graminées dans l'assemblage pollinique suggère une expansion du biome de Désert.Les hyrax middens de Spitzkoppe enregistrent les changements de la végétation dans le centre du désert de Namib au cours des 32 000 dernières années. Les résultats sont globalement cohérents en comparant aux autres enregistrements terrestres dans la région. L'analyse de ces données n'est cependant pas encore terminée.Dans tous ces sites, une variabilité significative a été observée à la fois dans la dernière période glaciaire et l'Holocène. Les conditions plus froides de l'ère glaciaire semblent être caractérisées par une augmentation de la disponibilité de l'eau le long de la totalité de notre zone d'étude. Au contraire des résultats provenant des carottes marines, nos enregistrements indiquent aucune expansion de la végétation de Fynbos biome, et seulement des traces de Restionaceae pollen dans le site extrêmement au sud à Pella (pas plus de 1%), mais aucun trace de ce pollen n'ayant été observé à Zizou ainsi qu’à Spitzkoppe. / This thesis presents fossil pollen and microcharcoal data during the last 50,000 years from a north-south transect of the Namib Desert. The arid environment of the Namib precludes the development of permanent wetlands, and as a result few palaeoenvironmental records exist from the region. In this study, we employ rock hyrax middens – fossilised accumulations of the faecal pellets and urine of the Procavia capensis. Hyrax middens from three sites were selected for analysis: the southern Namib (Pella), the eastern margin of Namib Sand Sea (Zizou), and the central Namib (Spitzkoppe). The results from these terrestrial sites are the extent to which they may corroborate or conflict with findings from pollen records obtained from marine sediments of the Namibian coast.The Pella hyrax middens provide the first continuous pollen record from the southern Namib Desert since the last 50,000 years, and are used to reconstruct vegetation change and quantitative estimates of temperature and aridity. Results indicate that the last glacial period was characterised by increased water availability relative to the Holocene. Changes in temperature and potential evapotranspiration appear to have played a significant role in determining the hydrologic balance. The record can be considered in two sections: 1) the last glacial period, when low temperatures favoured the development of more mesic Nama-Karoo vegetation at the site, with periods of increased humidity concurrent with increased coastal upwelling, both responding to lower global/regional temperatures; and 2) the Holocene, high temperatures and potential evapotranspiration resulted in increased aridity and an expansion of the Desert Biome.Considered in the context of discussions of forcing mechanisms of regional climate change and environmental dynamics, the results from Pella stand in clear contrast with many inferences of terrestrial environmental change derived from regional marine records. Observations of a strong precessional signal and interpretations of increased humidity during phases of high local summer insolation in the marine records are not consistent with the data from Pella. Similarly, while high percentages of Restionaceae pollen has been observed in marine sediments during the last glacial period, they do not exceed 1% of the assemblage from Pella, indicating that no significant expansion of the Fynbos Biome has occurred during the last 50,000 years.The Zizou hyrax midden highlights vegetation changes on the eastern margin of the Namib Sand Sea since 38,000 cal BP. Results show the different vegetation compositions between the last glacial period and the Holocene. Glacial vegetation characterised with relatively high percentages of Asteraceae pollen, particularly cool climate taxa such as Stoebe and Artemisia types. Similar to the data from Pella, with the onset of Holocene warming grass pollen comes to dominate the assemblage, suggesting an expansion of the Desert Biome. We suggest that the climate during the last glacial period was more humid, and supported the development of shrubs/small trees. Arid conditions during the Holocene saw the depletion of this resource, and the development of grasslands that could exploit the rare rains that the region experiences today. In common with the Pella record, no elements of the Cape flora are found in the Zizou middens.The Spitzkoppe hyrax middens record vegetation changes in the central Namib during the last 32,000 years. The last glacial vegetation compositions composed of Olea, Artemisia¬-type, Stoebe¬-type and grasses. In the Holocene, the arboreal taxa such as Olea was replaced by others like Eculea, Dombeya, Commiphora, and Croton¬-type with relative higher percentage of grasses at early Holocene.

Les otolithes, croissances aragonitiques de l'oreille interne des poissons téléostéens, peuvent être utilisés comme traceurs des variations de l’environnement rencontrées par un individu au cours de sa vie. Un ensemble d’otolithes de Sciaenidae et d’Ariidae archéologiques et modernes a été étudié dans le but d'améliorer les méthodes de reconstruction paléo-environnementale utilisant les otolithes et les autres biominéraux carbonatés stratifiés. L'incorporation du strontium, l'élément lié à l'environnement le plus facilement accessible, a été étudiée par analyses ponctuelles et par cartographie de spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS). Une approche multivariée de cartographie rapide de l'environnement chimique a été mise en place pour déterminer le mode d’incorporation du Sr sur une superficie de 0,25 mm² avec une résolution micrométrique. Ces résultats démontrent pour la première fois avec une résolution latérale micrométrique sur des distances millimétriques que le Sr se substitue aléatoirement au calcium dans le réseau de l'aragonite, indépendamment de la concentration en Sr, de l’âge de l’individu ou de la période géologique. D’autre part, des cartes élémentaires sur des zones atteignant 2,6 mm² ont été collectées à des résolutions latérales micrométriques avec plusieurs techniques d'émission de rayons X (émissions provoquées par les particules des rayons X (PIXE) et fluorescence des rayons X par rayonnement synchrotron (SR-µXRF)). Ces cartes permettent l'examen détaillé de l'histoire de la vie d'un individu et de la taphonomie de l'échantillon avec une haute résolution temporelle, tout en identifiant les défauts ou les éléments abiogéniques. Enfin, la diffraction des rayons X par rayonnement synchrotron (SR-XRD) a été utilisée pour cartographier la texture cristalline sur des sections complètes d'otolithes afin d’approfondir notre connaissance de la structure interne et de la croissance des otolithes. Ces développements fournissent des outils précieux pour de futures études des biominéraux, mais plus généralement pour les sciences des matériaux. La sélection et la mise en œuvre de ces méthodes ont été réalisées dans le but d’exploiter au maximum leur fort potentiel pour l'étude des biocarbonates stratifiés, tout en tenant compte des approches existantes et en cherchant à en améliorer certains aspects tels que la profondeur d'information, la résolution latérale, la sensibilité, et les dégâts d’irradiation provoqués par les faisceau. Ce travail démontre la stabilité et l'homogénéité de l'incorporation du Sr par substitution aléatoire au Ca dans l’aragonite biogénique des otolithes modernes et archéologiques. Des cartes multi-élémentaires ont été collectées à l'aide de la SR-µXRF dans un temps raisonnable de quelques heures, et permettent de distinguer une contamination ou des défauts dans l'échantillon, mais également de corréler les cartes obtenues à des observations microscopiques des sections pour fournir une résolution temporelle. Les orientations préférentielles des cristallites composant les sections d'otolithes ont été analysées par la méthode d’acquisition rapide « flyscan », permettant de réduire le temps de mesure à quelques minutes au lieu des quelques heures nécessaires auparavant. / Otoliths, aragonitic growths in the inner ear of teleost fishes, can be used as proxies for the water conditions experienced by an individual over its lifetime. A set of archaeological Sciaenidae and Ariidae otoliths and modern counterparts was studied with the objective of improving palaeoenvironmental reconstruction methodologies using otoliths and other incremental carbonate biominerals. The incorporation of strontium, the most accessible environment-related element, was studied by X-ray absorption spectroscopy (XAS) point analyses and mapping. A fast multivariate chemical environment mapping approach was implemented to determine the mode of Sr incorporation over an area of 0.25 mm² with micrometric resolution. XAS results demonstrate for the first time with a micrometric lateral resolution over millimetric distances that strontium randomly substitutes for calcium in the aragonite lattice, independent of strontium concentration, or individual or geological age. Elemental maps on areas up to 2.6 mm² were produced with micrometric lateral resolution X-ray emission techniques (Particle-induced X-ray emission (PIXE) and synchrotron X-ray fluorescence (SR-µXRF)). These maps permit the detailed examination of an individual’s life history and sample taphonomy with a high temporal resolution while also identifying defects or abiogenic elements. Synchrotron X-ray diffraction (SR-XRD) was used to map the crystal texture on complete otolith sections and may deepen understanding of otolith internal structure and growth processes, as well as providing a valuable tool for future studies of biominerals and advanced materials. The selection and implementation of methods were carried out with a view to maximise the potential contribution to the study of stratified biocarbonates, considering and seeking to complement existing approaches in aspects including information depth, lateral resolution, sensitivity, and beam damage. This work demonstrates the stability and homogeneity of Sr incorporation by random substitution for Ca in biogenic aragonite in both modern and archaeological otoliths. Multielemental maps were collected using SR-µXRF in a reasonable time scale of a few to several hours, with the ability to distinguish contamination and defects in the sample, as well as to correlate the maps to microscopic observations of the sections to provide temporal resolution. The preferential orientations of crystallites composing the otolith sections were analysed using the rapid acquisition ‘flyscan’ method, which reduces measurement time to minutes rather than hours.

L’étude archéologique d’un site est réalisée sur la base d’une fouille, qui est une étude précise sur une ouverture restreinte. En amont de cette opération, la prospection géophysique offre la possibilité de localiser une zone susceptible d’apporter des informations majeures par une cartographie détaillée du site. Ces travaux de thèse se focalisent sur un protocole original de prospection magnétique pour détecter des structures pluri-métriques à pluri-décimétriques et une démarche méthodologique pour estimer la conservation d’un niveau d’occupation archéologique. Ces développements ont été réalisés pour apporter un maximum d’information sur l’occupation anthropique et cibler une zone de fouille suivant la problématique archéologique associée au site. Dans les zones littorales et suivant la période chronologique considérée, l’environnement associé à une occupation était différent. La modification relativement rapide des environnements côtiers résulte de la remontée du niveau marin depuis la fin du dernier maximum glaciaire. Dans le cadre d'une étude paléoenvironnementale associée à un site, l’objectif de la prospection géophysique est similaire à celle effectuée pour une fouille : localiser une zone d’implantation des carottages paléoenvironnementaux. La démarche méthodologique développée dans ces travaux est basée sur une approche paléogéographique de l’environnement à partir de prospections géophysiques multi-méthodes et multi-échelles. Des prospections électromagnétiques (Slingram), des sections électriques et des diagraphies électriques (direct-push) apportent une représentation cartographique et stratigraphique des contrastes géophysiques de la subsurface. Deux zones d’étude ont été sélectionnées pour tester et mettre en place ces démarches méthodologiques, le site néolithique du Pontet (Charente-Maritime) et les ports antiques de Narbonne. Ces deux sites sont dans des contextes archéologiques, géographiques et géologiques différents. / Archaeological study of a site is based on an excavation which is a comprehensive study on a restricted gap. Before excavation, geophysical survey supplies the possibility to locate an area likely to provide details by detailed mapping of the site. This PhD work focus on an original magnetic survey protocol to detect pluri-metric and pluri-decimetric structures and a methodological approach to estimate the conservation of an archaeological level occupation. These developments have provided maximum information on anthropogenic settlement and to target excavation zone according to the archaeological problem of the site. In coastal zones and according to the considered chronological period, the environment of the settlement was different. The relatively rapid change in coastal environments results from the rise of sea level since the end of the last glacial maximum. As part of a paleoenvironmental study of a site, the objective of geophysical survey is similar to that for excavation : locating an area to paleoenvironmental coring. The methodological approach developed in this work is based on a paleogeographic approach to the site environment using multi-method and multi-scale geophysical surveys. Electromagnetic survey (Slingram), electrical tomography and direct-push electrical resistivity logging provide a cartographic and stratigraphic representation of the geophysical contrasts of the subsurface. Two study areas were selected to test and implement these methodological approaches, the Neolithic site of Le Pontet (Charente-Maritime) and the ancient harbours of Narbonne. These two sites are in different archaeological, geographical and geological contexts.