L'objectif de ce travail de thèse est de comprendre le rôle de la déglaciation et l'influence de l'évolution géomorphologique de la basse vallée glaciaire de la Romanche sur l'initiation et la localisation des instabilités gravitaires de ses versants rocheux.<br />Une étude multidisciplinaire combinant des données géologiques, morphologiques, géophysiques, et chronologiques a ainsi été menée à deux échelles spatiales différentes : celle de la basse vallée de la Romanche et celle du mouvement de terrain de Séchilienne.<br />La détermination de la fracturation du massif, obtenues par morphologie de surface, indiquent que les caractéristiques lithologiques et structurales sont des facteurs importants dans la localisation et l'initiation des instabilités gravitaires. De plus, le surcreusement glaciaire très important de la vallée, mis en évidence par prospection géophysique, a probablement engendré une modification importante de l'état des contraintes dans le massif rocheux. Cependant, ce processus érosif, associé à la décompression élastique générée par la fonte des glaciers et aux facteurs litho-structuraux, ne semble pas avoir été suffisant pour déclencher des instabilités gravitaires de manière immédiate après le retrait glaciaire. Les données chronologiques obtenues sur l'escarpement sommital de Séchilienne suggèrent en effet que ce mouvement a été déclenché avec un délai d'au moins 5400 ans par rapport au retrait glaciaire, et probablement suite à une modification brusque du climat correspondant à l'optimum climatique de l'Holocène. En particulier, le régime pluviométrique apparaît être un facteur majeur dans l'initiation et dans la dynamique du mouvement de terrain de Séchilienne.

Les interrogations sur les conséquences du changement climatique dans les hauts bassins montagnards a créé un champ de recherches prolifique en géomorphologie : celui des dynamiques paraglaciaires, activées par la disparition des glaciers. Pendant 30 ans les processus intervenant en contexte paraglaciaire ont été inventoriés, il est désormais nécessaire de comprendre comment l'ensemble de ces processus agit au sein du système paraglaciaire. Pour cela, ce travail est mené à une double échelle temporelle. Sur le temps long, depuis la dernière glaciation (20 000 BP), il s'agit notamment d'authentifier le rôle de la disparition des glaciers dans le déclenchement de mouvements de masse. L'établissement d'un scénario chronologique, par le recours aux cosmonucleides, permet la comparaison des dates de déclenchement des mouvements de masse avec le calendrier de la déglaciation. Le retrait glaciaire et les mouvements de masse sont quasiment synchrones. Sur le temps court, depuis le petit âge de glace, les conséquences de la fusion glaciaire, puis celles de l'abaissement du niveau de base local, constitué par la surface du glacier sont mises en évidence. En définitive, ces deux paramètres favorisent le remaniement de dépôts glaciaires hérités ainsi que l'établissement d'un transit de sédiments continu depuis les parois supraglaciaires vers les fonds de vallées. L'organisation de ce transit est retardé par la présence de nombreuses zones d'accumulations temporaires, formées en amont des édifices morainiques, une durée de plusieurs décennies est parfois nécessaire.

La question sera d’évaluer si l’érosion glaciaire dans les Pyrénées est suffisante pour expliquer au moins une proportion de la surrection du volume montagneux, et donc dans quelle mesure les moteurs tectoniques demeurent incontournables. Le terrain proposé est un transect E–W, portant sur : un échantillon de cirques granitiques (prélèvement de roche-mère, lithologie homogène) déglacés (Bassiès) ou partiellement englacés (Aneto) ; et un échantillon de bassins versants (prélèvement de sédiments dans le lit du collecteur principal aux exutoires). Les méthodes utilisées seront les isotopes 10Be et 26Al produits in situ (Dunai, 2010) outils servant à quantifier les vitesses d’érosion d’un substratum rocheux ou d’un sol en fonction de leur durée d’exposition au bombardement cosmique provenant de la voûte céleste. Il s’agira ainsi (i) de détecter l'existence d'héritages d'exposition, synonymes de très faible tranche érodée lors du dernier cycle glaciaire (Fabel et al., 2002, 2004) — héritages inconnus jusqu’ici dans les Alpes (Ivy Ochs et al., 2007) mais déjà repérés dans l'est des Pyrénées (Delmas et al., 2008, 2011) ; et (ii) de comparer les taux moyens de dénudation post-glaciaire de bassins versants sélectionnés en fonction de leur passé (glaciaire ou non), de l’ambiance climatique post-glaciaire (influences atlantiques ou méditerranéennes), et enfin, sur chaque site-atelier ainsi défini, de leur taille (échantillonnages compartimentés sur des BV emboîtés de rang 1, 2, et 3 ; v. méthode in Godard et al., 2012). Une approche complémentaire consistera à quantifier systématiquement, dans les quelques cirques témoins, les volumes érodés par cubage des matériaux morainiques tardiglaciaires ou holocènes, mais aussi des éventuels glaciers rocheux et des éboulis. Ces bilans de masse impliqueront éventuellement aussi un effort de datation de ces formations, dont la chronologie (en particulier les glaciations holocènes) est encore très mal connue dans les Pyrénées. / The Pyrenees form a mid-latitude, intermediate altitude mountain range displaying weak tectonic activity and a westward gradient of increasing topographic inheritance from the work of Pleistocene glaciers. This thesis aims to characterize and to quantify the influence of the glacial and non-glacial erosive processes on the most elevated areas of the mountain range, during the last climatic cycle (~100 ka), according to an E-W transect from the Carlit to the Maladeta, via the Ariège. The Holocene tills volumes (Maladeta) were quantified from DEM- and GIS-derived measurements, while the lowering of the glaciated and unglaciated surfaces was determined from cosmogenic nuclides (CN). Denudation was measured through TCN concentrations in alluvial sediment in elevated catchments. Würmian denudation on supraglacial ridges (10–25 mm/ka) was slower than on cirque floors (30–40 mm/ka), thereby resulting in an increase in topographic relief. Denudation of the cirques floor increases during post-Würm spatially limited glaciations (20-400 mm/ka). Small Holocene glaciers erosion in the Maladeta is 180-700 mm/ka even > 1 m/ka. These rates are noteworthy higher than bedrock and regolith plateau weathering (2.60 mm/ka and 20-40 mm/ka, respectively). Postglacial catchments denudation (25-450 mm/ka) linearly increases with mean slope (r = 0.83) and then with the Pleistocene glacial inheritance of the landscape. Results confirm the atonic tectonic activity of the Pyrenees and show the influence of the glaciers and fragile meta-sedimentary lithologies on the Holocene denudation.

L'objectif de cette étude est d'évaluer la part de l'empreinte glaciaire dans les paysages de la haute montagne aux latitudes moyennes. Peut-on transposer au Quaternaire la très grande efficacité de l'érosion glaciaire mesurée actuellement dans certaines montagnes et faire de cet agent le principal acteur de la morphogenèse ? Doit-on au contraire constater une forte résilience des paléoformes tertiaires et donc la faiblesse relative de l'érosion glaciaire ? Le domaine est-pyrénéen offre un terrain privilégié en raison du fort contraste nord-sud qui caractérise l'emprise spatiale et l'impact géomorphologique des paléoenglacements quaternaires. Deux axes de recherche complémentaires structurent ce travail. Le premier concerne la chronologie et la paléogéographie des glaciations quaternaires. Une cartographie géomorphologique détaillée permet de reconstituer les paléoemprises glaciaires. La production et l'exploitation de 81 datations 10Be fournissent une nouvelle vision du cycle würmien et contribuent au débat sur le caractère synchrone ou asynchrone des paléoenglacements de montagne, donc de la réponse continentale aux changements globaux. Sur ces bases chronologiques et cartographiques, le deuxième axe de ce travail vise à mesurer la variabilité spatio-temporelle de l'empreinte géomorphologique des glaciations. Il est possible (i) d'apprécier, pour le cycle würmien, la tranche érodée globale (~ 5 m) et la variabilité temporelle de l'érosion glaciaire grâce à la quantification du volume sédimentaire mobilisé sur le Sud Carlit, (ii) de mesurer et tenter d'expliquer la variabilité spatiale de l'empreinte glaciaire quaternaire à travers une analyse morphométrique de l'ensemble des cirques du domaine d'étude.

Cette thèse a pour objectif d’établir une vision globale et continue mer-terre-mer d’une barrière littorale paraglaciaire, en combinant une approche morphologique et architecturale. L’originalité de l’isthme de Miquelon-Langlade (NO Atlantique) entre les deux îles éponymes réside en sa diversité et complexité de systèmes (flèches, cordons littoraux, lagune) qui s’emboitent formant une barrière composite évoluant le long de deux façades ouvertes sur l’océan. Ce travail a été rendu possible grâce à l’association de données topographiques (GPS-RTK), de géophysique marine (sismique HR) et terrestre (géo-radar), sédimentaires (carottes, échantillons de surface) ainsi que des datations par OSL. L’étude de cette barrière a permis 1) d’identifier l’ensemble des dépôts d’une séquence paraglaciaire (dépôts de chute, bas niveau, augmentation et haut niveau marin); 2) de pointer l’importance de la géométrie des îles, du substratum rocheux ainsi que de la topographie héritée dans la formation de la barrière; 3) de définir l’architecture interne de beach ridges mixte sable-galet; et 4) de pointer le potentiel de ces systèmes en tant marqueur du paléo-niveau marin tout en proposant la première courbe de tendance de l’évolution du RSL pour l’Archipel de Saint-Pierre-et-Miquelon sur les derniers 3000 ans (+1mm/an). L’association de l’ensemble de ces informations a permis de proposer un schéma de mise en place de la barrière, depuis le retrait de la calotte (13 700 ans) jusqu’à sa forme actuelle, évoluant dans un contexte d’augmentation du RSL et de fort apport sédimentaire, tout en proposant une vision de détail de la formation de la plaine de beach ridges au cours des derniers 3000 ans. / The purpose of this PhD thesis was to define a complete and continuous sea-land-sea view of a paraglacial coastal barrier system, combining morphological and architectural approaches. Particularity of the Miquelon-Langlade isthmus (NO Atlantic) lies in its diversity and complexity of systems (spits, beach ridges, and lagoon) that fit together to form a composite barrier prograding along two open coasts. Investigations of this barrier included topographic (RTK-GPS), ground-penetrating radar (GPR) seismic, sedimentary (cores, augers, samples) and chronologic (OSL) data collections. This study of this paraglacial composite barrier make possible 1) to characterize all deposits of the paraglacial sequence (FSST, LST, TST, HST); 2) to emphasize the primary influence of islands geometry, bedrock and inherited topography on the coastal progradational pattern; 3) to provide a better understanding of the internal architecture of depositional processes and driving mechanisms of mixed sand-and-gravel beach ridges; 4) to examine the potential of these mixed beach-ridge systems to record and preserve paleo-sea-level information, to produce the first sea level trends for the Saint-Pierre-et-Miquelon archipelago over the last 3000 years. The combination of all these data provide a model of development of the barrier since the ice sheet retreat (13 700 yrs) to its present form, in a context of RSL rise and high local glaciogenic sediment supply, and a detailed view of the formation of the beach ridge plain over the last 3000 yrs.