Le Sud-est de la Côte d'Ivoire connaît depuis un demi-siècle une baisse exponentielle de sa surface forestière, liée à la déforestation et à l'impact du changement climatique. Les précipitations ont régressé de 15% entre 1937 et 2005 et la température de l'air connaît une légère augmentation de 0,08°C/10 ans. Pour comprendre le mécanisme de la recharge des aquifères, montrer l'impact du changement du climat et du couvert végétal sur les eaux et étudier la minéralisation des eaux de fractures du socle, 3 méthodes sont utilisées : la géochimie, la minéralogie et la télédétection. L'étude d'une image Landsat ETM+ a montré que l'aquifère du socle possède des paramètres géométriques favorables à un écoulement d'eau N-S. La minéralisation des nappes diminue d'amont en aval suivie d'une forte acidification des eaux, dues à un phénomène de dilution et de mise en solution du CO2 du sol. Sur le plan géochimique, l'étude révèle que l'enrichissement des nappes en Na+ et Ca2+ par rapport à K+ et Mg2+ est principalement lié à l'hydrolyse de l'albite pour le Na+ et de l'amphibole et de l'épidote pour le Ca2+. L'évolution du couvert végétal, depuis la période tardi-glaciaire, est marquée d'une augmentation de la teneur en 13C des eaux relativement vieilles (15 000 ans B.P) aux eaux récentes (~ 300-100 ans). La même tendance est constatée sur les teneurs en 18O et 2H des eaux du socle, témoignant ainsi des conditions particulièrement froides au début de la période post-glaciaire par rapport à celles d'aujourd'hui. Cette étude a montré que les eaux souterraines captives du socle sous le CT, ont enregistré les conditions paléoclimatiques de la Côte d'Ivoire des 15 000 dernières années.

Dans lhémisphère Sud, les reconstitutions paléoclimatiques à haute résolution sont encore relativement rares. Cette partie du monde joue pourtant un rôle essentiel dans la compréhension des changements climatiques terrestres. Le Sud du Chili étant suffisamment éloigné des calottes glaciaires de lhémisphère Nord et de linfluence de la circulation thermohaline, il constitue une région idéale en vue détudier les changements paléoclimatiques de lhémisphère Sud. Dans ce travail, le remplissage sédimentaire de deux lacs chiliens dorigine glaciaire a été étudié par une analyse multi-paramètres de carottes prélevées lors de lété austral 2002 dans le cadre du projet SSTC ENSO-Chili. Dans le lac Puyehue (164 km², 40°S, altitude 185 m), la carotte la plus prometteuse a été prélevée au site PU-II, localisé sur un cordon morainique sous-aquatique, dominé par les courants intermédiaires du Rio Golgol. Les sédiments de ce site sont finement laminés et faiblement perturbés par les activités volcanique et sismique. Premièrement, une carotte courte du site PU-II a été étudiée de manière détaillée en vue de (1) tester différentes techniques de mesure de la densité et du contenu sédimentaire en matière organique et en silice biogénique, et (2) reconstituer les changements climatiques régionaux au cours des 600 dernières années. Plusieurs traceurs ont été utilisés : la granulométrie, la susceptibilité magnétique, la géochimie des éléments majeurs, les concentrations en silice biogénique ainsi que les concentrations et les propriétés géochimiques de la matière organique (C/N, d13C). Ces analyses sont utilisées pour reconstituer les variations de paléoproductivité et de paléoprécipitations aux alentours de 40°S. Les résultats démontrent que, durant les 600 dernières années, les plus forts taux daccumulation massique en particules terrigènes sont enregistrés dans lintervalle 1490 1700 AD. Ce résultat est interprété comme une période humide associée à la mise en place du Petit Age Glaciaire européen (LIA). Les fortes précipitations caractérisant cette période pourraient être la signature locale du LIA. Le LIA serait donc un évènement global qui nest pas restreint à lhémisphère Nord. Les traceurs sélectionnés ont ensuite été appliqués à une carotte de 11 m de longueur prélevée au site PU-II. Le modèle dâge de cette carotte a été élaboré à partir de 9 datations radiocarbone et prouve que cette séquence sédimentaire couvre la dernière déglaciation et lHolocène. Les résultats démontrent que la granulométrie est hautement corrélée avec le contenu biogénique du sédiment et peut ainsi être utilisée comme traceur de paléoproductivité lacustre. La susceptibilité magnétique quant à elle est fortement corrélée avec les concentrations en aluminium et en titane et constitue un indicateur des apports terrigènes. Les variations temporelles de la composition du sédiment démontrent que, depuis le Dernier Maximum Glaciaire, la Région des Lacs chilienne a été soumise à trois changements climatiques abrupts survenus lors dune évolution climatique à plus long terme. Ces changements climatiques rapides sont : (1) la fin du Dernier Maximum Glaciaire à 17.300 cal. yr. BP ; (2) un évènement froid entre 13.100 et 12.300 cal. yr. BP, caractérisé par une terminaison abrupte et interprété comme léquivalent local de la période froide caractéristique du Dryas Récent et (3) une instabilité climatique à 3400 2900 cal. yr. BP probablement à mettre en relation avec une faible activité solaire. Lâge de lévènement froid à 13.100 12.300 cal. yr. BP est comparé aux datations obtenues sur des enregistrements similaires dans les deux hémisphères. Cette comparaison démontre que lévènement enregistré à Puyehue précède denviron 500 à 1000 ans lévènement froid caractéristique de la période du Dryas Récent dans lhémisphère Nord. Lenregistrement sédimentaire du lac Icalma (11,65 km², 38°S, altitude 1140 m) est fortement perturbé par les évènements sismiques et volcaniques. Lexistence de particules sédimentaires grossières nous a amenés à développer une méthode de mesure granulométrique combinant diffraction laser et tamisage par voie sèche. Les descriptions macroscopiques, les analyses granulométriques, les profils de susceptibilité magnétique et les résultats minéralogiques ont permis de décrire quatre types de dépôts évènementiels probablement engendrés par des séismes (homogénites, turbidites, slumps et dépôts chaotiques). Ces analyses démontrent également que les turbidites et les homogénites sont engendrées par un mécanisme similaire et que des dépôts texturalement intermédiaires existent. Ils peuvent être regroupés sous le terme turbidite s.l. et, dans ce cas, une homogénite serait léquivalent dune turbidite déposée sous linfluence dun effet de seiche. La séismite la plus récente décrite dans les sédiments du lac Icalma est un dépôt de slump ubiquiste de 6 cm dépaisseur daté à 1100 AD. Bien que la région ait été affectée par de nombreux séismes de magnitude importante au cours de la période historique (1500 2000 AD), il semble quaucun dentre eux nait engendré une séismite dans le lac Icalma. Daprès les résultats obtenus sur deux carottes longues (8 m), la région dIcalma a été soumise à une importante activité sismo-tectonique entre 3000 et 2200 cal. yr. BP.

In this study, climate and vegetation interactions are examined for several periods of the geological past with (1) a dynamic global vegetation model CARAIB, and (2) an Earth system model of intermediate complexity Planet Simulator. Both models interact through an equilibrium asynchronous coupling procedure, which consists of a series of iterations of climate and vegetation equilibrium simulations. The climate and vegetation models, as well as the coupling technique developed here and some basic results are rst presented. The models are then applied to study three periods that have experienced large scale climate and vegetation changes: the Last Glacial Maximum, the Middle Pliocene and the Middle Miocene. First, the implications of changing land surface properties on the climate at the Last Glacial Maximum (LGM) are studied. A series of sensitivity experiments is carried out to evaluate the contribution of vegetation change relative to the contributions of the ice sheet expansion and elevation, and the lowering of the atmospheric CO2 on the Last Glacial Maximum climate. We find that the vegetation cover change at the LGM leads to signicant global cooling, together with a decrease in precipitation. The change in the vegetation cover also reinforces the cooling due to other surface cover changes, such as the ice-cover, when applied together with them. Secondly, the climate and vegetation models are used to investigate the Middle Pliocene and Middle Miocene climates and vegetations. Both periods are characterised by a warmer and wetter than present-day climate, and as a consequence, by a reduction of desert areas and an expansion and densification of forests especially at high latitudes. Our results show that the vegetation feedback on climate may have contributed to maintain and even to intensify the warm and humid conditions produced by the other climatic factors at the Middle Pliocene and Middle Miocene. Thus, considering the climate and vegetation interactions could help to reconcile model results with proxy-based reconstructions. This also suggests that vegetation-climate interactions could provide a complementary, if not an alternative mechanism,to the large increase of CO2 required by the models to produce the estimated warming at both periods. The results presented in this study highlight the contribution of the biosphere in past climate changes, and therefore emphasise the study of climate and vegetation interactions to better understand past, present and future climate changes. Furthermore, our results also illustrate that considering the vegetation feedback on climate helps to improve the comparison of climate modelling results to proxy-based reconstructions for the studied periods. Ce travail a pour objet l'étude des interactions entre la végétation et le climat au cours de plusieurs périodes du passé géologique de la Terre, à l'aide (1) du modèle dynamique global de végétation CARAIB, et (2) du modèle climatique de complexité intermédiaire Planet Simulator. Les modèles de végé- tation et de climat interagissent via une procédure de couplage asynchrone à l'équilibre. Dans ce travail, les modèles ont été appliqués à l'étude de trois périodes passées, caractérisées par un changement du climat et de la couverture de végétation à grande échelle : le Dernier Maximum Glaciaire, le Pliocène Moyen et le Miocène Moyen. Dans un premier temps, nous avons étudié l'impact de changements des propriétés de surface continentale sur le climat du dernier maximum glaciaire. Un ensemble de tests de sensibilité a été réalisés à l'aide du modèle climatique afin d'évaluer les contributions relatives de changements dans la couverture de végétation, d'une expansion des calottes de glace et d'une augmentation de leur élévation, et d'une diminution de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence l'impact non-négligeable du changement de végétation sur le climat. Ce dernier changement provoque en effet une diminution des températures, accompagnée d'une réduction des précipitations en moyenne globale. De plus, le changement de végétation renforce les refroidissements obtenus, lorsqu'il est combiné aux autres modifications de la couverture de surface. D'autre part, nous avons modélisé les climats et distributions de végétation du Pliocène Moyen et du Miocène Moyen. Les résultats obtenus témoignent d'un climat plus chaud et plus humide que le climat actuel au cours de ces deux périodes, et par conséquent, d'une réduction des écosystèmes désertiques au profit d'une expansion et densification des écosystèmes forestiers, particulièrement aux hautes latitudes. Ces résultats sont en bon accord avec les résultats de précédentes études de modélisation, ainsi qu'avec les observations. Nos résultats montrent également que la rétroaction de la végétation, en réponse au changement climatique, peut avoir contribué à maintenir, et même à intensier, les conditions chaudes et humides au Pliocène Moyen et au Miocène Moyen produites par les autres facteurs climatiques. Cela suggère également que les interactions végétation-climat pourraient constituer un mécanisme complémentaire, si pas alternatif, à l'importante augmentation de la concentration de CO2 atmosphérique requise par les modèles pour produire les réchauffements estimés aux périodes considérées, et dès lors réconcilier les résultats de modélisation et les estimations basées sur les données, notamment pour Miocène Moyen. Cette étude souligne donc l'importance du rôle joué par la biosphère dans les changements climatiques passés, ainsi que la nécessité de la prise en compte des interactions végétation-climat lors de la simulation de climats passés à l'aide de modèles climatiques et de végétation. De plus, les résultats obtenus montrent, du moins pour les périodes étudiées ici, que la prise en compte des rétroactions de la végétation sur le climat aident à améliorer la comparaison des résultats de modélisation aux reconstructions basées sur des données.

Cette étude concerne la région du Kordofan, au centre-Sud du Soudan. La région étudiée est comprise entre les méridiens 28° 00' et 31° 00' E, et les latitudes 11° 30' et 15°00' N, et couvre une surface d’environ 125 835 km2. Le Kordofan est situé en bordure Sud du Sahara actuel. Les dépôts du Pléistocène supérieur-Holocène du Kordofan, ont enregistré des discontinuités sédimentaires qui reflètent des fluctuations climatiques au cours du Quaternaire terminal. Des datations au 14C et des collectes archéologiques ont permis de dater la série étudiée. Quatre unités stratigraphiques ont été identifiées, qui comprennent huit faciès sédimentaires.La première unité est antérieure à ≈ 10 ka BP et est formée de grès ou siltstone marmorisés d’origine éolienne. La deuxième unité (≈ 10 à 6 ka BP) comprend des faciès palustres et lacustres au Nord et au centre, et des faciès fluviatiles au Sud. La troisième unité, d’âge ≈ 6 à 3 ka BP, n’est présente qu’au Sud; elle est faite de dépôts éoliens intercalés de faciès fluviatiles ou de plaine d’inondation. La quatrième unité est plus jeune que 1000 ans BP, et est dominée par des grès rouges éoliens au Nord, et par des dépôts de plaine d’inondation au Sud. Entre ≈ 6 et 1 ka BP au Nord et entre ≈ 3 et 1 ka BP au Sud, un hiatus est marqué par une surface de déflation au North, et est interprété comme une période de forte activité éolienne, qui a empêché le dépôt et a même érodé une partie des sédiments déposés entre 6 et 3 ka BP.Plusieurs proxys (sédimentologie, gastéropodes, pollens, isotopes stables, géochimie des majeurs, minéralogie des argiles et paléo-hydrologie) ont servi à reconstituer l’évolution climatique de la région depuis 13000 ans, qui est cohérente avec l’évolution paléo-climatique de l’Afrique nord-orientale à la même époque. Nos résultats montrent que la région a connu un climat aride avant 10 ka BP, matérialisé par d’épais dépôts éoliens. Entre 10 et 6 ka BP, un climat humide est démontré par le développement de nodules calcaires pédogénétiques, le dépôt local de calcaires palustres et lacustres, l’abondance de gastéropodes aquatiques et semi-aquatiques, le haut niveau de lacs, et les valeurs très négatives du δ18O des coquilles d’escargots et des nodules calcaires. Après ≈ 6 ka BP, le climat s’assèche dans le Nord de la région étudiée comme le suggèrent la forte activité éolienne enregistrée par un hiatus sédimentaire, des érosions et surfaces de déflation, alors que le Sud reste plus humide, comme le montrent des dépôts fluviatiles (chenaux et plaine d’inondation), et les pollens tropicaux et aquatiques. Après 1000 ans BP, et plus probablement après 3 ka BP, la région devient aride comme en témoignent les dépôts éoliens, la prédominance de pollens de milieu aride et l’enrichissement en 18O des coquilles d’escargots terrestres. / This study is conducted in the Kordofan region, central-southern Sudan. The study area is bounded by longitudes 28° 00' and 31° 00' E, and latitudes 11° 30' and 15°00' N and covers an area of about 125835 km2. The Kordofan region is located at the southern end of the present-day Sahara. Late Pleistocene-Holocene deposits in Kordofan, recorded sedimentary discontinuities that probably reflect climatic fluctuations during the latest Quaternary. 14C dating and some archeological findings have been used to date the latest Pleistocene-Holocene succession. In the investigated sections, four stratigraphic units have been recognized, which exhibit eight sedimentological facies.The first unit is older that ≈ 10 ky BP and is formed of mottled sandstone or siltstone facies of aeolian origin. The second unit (≈ 10 to 6 ky BP) comprises palustrine and lacustrine facies in the central and northern parts, and fluviatile facies in the South. The third unit ranges from ≈ 6 to 3 ky BP and is restricted to the southern part; it is made of aoelian deposits intercalated with fluviatile or flood plain facies. The fourth unit is younger than 1000 y BP, and is dominated by aeolian red sandstone in the North, and by flood plain facies to the South. Between ≈ 6 and 1 ky BP in the North and between ≈ 3 and 1 ky BP in the South, no deposits are recorded. This hiatus is marked by deflation surfaces in the North, and is interpreted as a period of strong aeolian activity, which prevented deposition, or even eroded part of the sediments deposited between 6 and 3 ky BP.Several proxies (sedimentology, gastropod sub-fossil shells, pollens, stable isotopes, major element chemistry, clay mineralogy and paleohydrology) have been used to reconstruct the climatic evolution of the region for the past 13 ky, which can be correlated to the well-known evolution of Eastern Sahara during this time-span. Our results indicate that the region has been subjected to arid climate prior to 10 ky BP as evidenced by thick aeolian deposits. Between 10 and 6 ky BP, the region experienced a wet climate as evidenced by the development of pedogenetic calcareous nodules, local deposition of palustrine and lacustrine limestone, abundance of aquatic and semi-aquatic gastropods, high lake levels, and depleted δ18O values from gastropod shells and calcareous nodules. After ≈ 6 ky BP, climate evolved to dry conditions in the northern part of the region as indicated by an strong aeolian activity recorded by erosion features, sedimentary hiatus and deflation surfaces, while its southern part remained more humid, as shown by channel and flood plain deposits, and tropical and aquatic pollen taxa. From 1000 yr BP to Present, and probably after 3 ka BP, the region became arid as evidenced by aeolian deposits, the predominance of arid indicator pollens and the enrichment in 18O of land snail shells.

Ce travail se concentre essentiellement sur le glaciation de la fin du Saalien (160 -140 ka) en Eurasie. Les résultats du projet Quaternary Environment of the Eurasian North montrent que durant cette période, la calotte Eurasienne était plus grosse que durant le Dernier Maximum Glaciaire (LGM, 21 ka). Les paramètres orbitaux de ces deux périodes étaient différents alors que les concentration de gaz à effet de serre étaient identiques. Afin de comprendre comment cette calotte a pu atteindre cette taille en Eurasie durant la fin du Saalien, nous avons utilisé un modèle de circulation générale atmosphérique (AGCM), un AGCM couplé à une couche mixte océanique ainsi qu'un modèle de végétation pour explorer l'influence des paramètres régionaux, des températures de surface océaniques et des paramètres orbitaux sur le bilan de masse en surface (SMB) de cette calotte Saalienne.<br /> A 140 ka, les lacs proglaciaires, la végétation et les températures océaniques simulées refroidissent le climat régional, diminuant l'ablation le long des marges Sud. Les dépôt de poussière au contraire, réchauffent le climat. La présence d'un ice-shelf dans l'Océan Arctique durant le MIS 6 n'affecte pas le SMB de la calotte eurasienne. Selon les données géologiques, la calotte Saalienne avait atteint sa taille maximale avant 160 ka. L'insolation d'été dans les hautes latitudes montre un pic très net vers 150 ka. La climat simulé avant 140 ka est plus humide et l'ablation le long des marges sud est plus importante bien que le SMB reste positif. La calotte Saalienne semble avoir été suffisamment grosse pour générer son propre refroidissement régional et se maintenir en Eurasie jusqu'à la Terminaison II (130 ka).

Les données sur la transition tardiglaciaire-holocène (de 14500 a 6000 bp) s'appuient sur les resultats livrés par le gisement de st. Thibaud-de-Couz (Savoie, Chartreuse) et une dizaine de sites à stratigraphies developpées qui ont fait l'objet de fouilles récentes. Ces sites représentent des remplissages karstiques qui permettent d'avoir une vision précise mais ponctuelle sur les modalités du passage du dernier glaciaire à l'interglaciaire actuel. L'approche chronostratigraphique assure les bases chronologiques des évolutions naturelles et culturelles. L'étude d'une douzaine de séquences stratigraphiques a permis de distinguer quelques types d'enregistrement sédimentaire propres à chaque phase de l'évolution climato-sédimentaire. La reconstruction de l'évolution paléoclimatique a été faite selon deux approches complémentaires: 1) la sédimentologie met particulièrement en évidence les manifestations de l'humidité qui sous climat froid engendre une importante sédimentation détritique et sous climat chaud des dépôts carbonatés ; 2) l'étude des faunes de mollusques terrestres permet de préciser les conditions paléoécologiques et climatiques locales ; la présence d'une association à columella de type périglaciaire est significative. Les resultats mettent particulièrement en évidence le caractére instable du climat. Le problème des occupations humaines est abordé a travers l'étude des outillages lithiques sous deux aspects: 1) l'étude pétrographique permet de localiser les gites d'approvisionnement en silex et d'avoir des indications sur les territoires parcourus ; 2) la caractérisation des systèmes culturels est basée sur les séries lithiques considérées en terme d'ensembles structures ; dans ce but une méthode de classement hierarchisé est proposée. Les grandes étapes de l'évolution chronoculturelle sont precisées ; elles sont marquées par de profondes mutations qui caractérisent les cultures de la fin du Paléolithique superieur au Mésolithique et par l'émergence des premieres phases de la néolithisation. Une synthèse intégrant l'ensemble des données bioclimatiques et culturelles permet de proposer un modèle de transition dernier glaciaire-interglaciaire actuel caracterisée par une succession de cycles à régimes climatiques contrastes situés à la charnière de deux périodes à climats plus stables. La mise en parallèle des donnees culturelles suggère une relation forte entre évolutions culturelles et changements bioclimatiques