Les bassins-versants du Bas-Gelon et du Coisin sont situés en bordure ouest de la chatne de Belledonne et au Sud-Ouest de la confluence Arc Isère. Nous rencontrons dans ce secteur deux grandes formations géologiques : le substratum bajocien constitué par des marno-calcaires très schistosés et le recouvrement quaternaire représenté d'une part, par la série pléistocène (argiles bleues, sables deltaiques, alluvions fluviatiles, moraines) du chainon de Planaise, d'autre part, par des dépôts de pente holocènes. Du fait de la faible perméabilité des marno-calcaires, les circulations d'eau à l'intérieur des massifs du Montraillant et de La Table se font essentiellement le long de fissures et diaclases. Ces eaux sont bicarbonatées calciques et magnésiennes ou bicarbonatées sodiques. Les terrains quaternaires montrent une grande variété de perméabilités. Les émergences (eaux bicarbonatées calciques et magnésiennes) sont liées à des circulations superficielles ou à des affleurements de nappe. Le quaternaire holocène est également représenté par les alluvions récentes du Coisin et du Gelon. Le remplissage alluvial de la plaine du Gelon, mis en évidence par sondages électriques, s'est avéré essentiellement argileux : limons et argiles limoneuses du Gelon en surface, reposant sur des cailloutis argileux morainiques et enfin des graviers mal définis. Le substratum n'a pas été atteint au centre de la plaine. Ce remplissage argileux constitue un aquifère de mauvaise qualité. Les circulations de la nappe sont très lentes. De ce fait, cette nappe libre au sein d'argiles, est très sensible aux précipitations, les variations de son niveau sont très importantes : subaffleurante en période de pluie, son toit est à environ 2m de profondeur à l'étiage. Son alimentation se fait donc, d'une part directement par les pluies et par le ruissellement qui est très important sur les versants, d'autre part, en certains endroits, par le Gelon. En période de pluie, la nappe est haute et l'évacuation des eaux peu rapides. Les terres sont très humides et cet excès d'eau, néfaste à la croissance des plantes, posent de nombreux problèmes à l'agriculture. Les conséquences sont des rendements faibles et des produits de mauvaise qualité. La solution à apporter serait un assainissement des terres par drainage.

Le territoire belge est caractérisé par de nombreuses découvertes de Préhistoire ancienne, réparties sur un espace géographique restreint mais contrasté en termes de relief et de disponibilité des ressources minérales. Il est donc favorable à l'étude de la relation de l'Homme à son Environnement par le biais des importantes différences régionales relatives aux types de sites représentés (grottes/plein air) ainsi qu'à la proximité et à la morphologie du silex disponible. Le rapport entre les populations néandertaliennes et chacun des types d'environnements rencontrés constitue le cœur de ce travail, structuré en quatre parties intimement liées. La première partie est consacrée aux variations environnementales. Celles du substrat d'abord, puisque quelques kilomètres à peine séparent les plaines riches en silex de Moyenne Belgique des profondes vallées de Haute Belgique. Variations chronologiques ensuite, puisque la sédimentation quaternaire eut une incidence tant sur l'accessibilité des ressources lithiques que sur la préservation des traces archéologiques qui nous sont parvenues. L'historique des recherches est aussi abordé car les motivations et les contraintes des chercheurs qui se sont succédés depuis 1829 sont largement responsables de l'abondance mais aussi de la qualité très variable des documents. La deuxième partie concerne cette documentation. Nous avons identifié 437 lieux, inégalement répartis sur le territoire, qui ont livré des artefacts relatifs au Paléolithique moyen : 46 sites en contexte karstique (dont 16 majeurs) et 391 en plein air (dont 31 majeurs). Leur distribution tient tant à des paramètres taphonomiques et aux circonstances des découvertes qu'à des choix opérés par les Néandertaliens eux-mêmes. Deux environnements sont particulièrement favorisés : les plaines dont le substrat livre un silex abondant et les grottes du Bassin mosan. L'examen de la position topographique des gisements montre des récurrences traduisant des choix liés à l'implantation dans le paysage : les plateaux ou le haut des versants surplombant de petites vallées sont ainsi clairement privilégiés. La distribution chronologique des traces est aussi abordée, mettant notamment en évidence l'abondance de la documentation relative au Début Glaciaire weichselien, l'absence de véritable occupation durant le Pléniglaciaire weichselien inférieur ainsi qu'une concentration de traces attribuables au Pléniglaciaire weichselien moyen tout à fait exceptionnelle pour le Nord-Ouest européen. En l'état actuel des données, les datations situent les industries les plus récentes du Paléolithique moyen vers 38.000 B.P. (grotte Scladina) et les derniers Néandertaliens vers 36.000 B.P. ( Bètche-aux-Rotches à Spy). La troisième partie consiste en une étude approfondie d'une dizaine d'industries lithiques dépendant de contextes environnementaux variés. Plusieurs tendances générales s'en dégagent dans la manière dont les populations paléolithiques ont adapté leurs systèmes d'acquisition et d'exploitation des roches. Ainsi, des variations claires se marquent dans les systèmes d'acquisition des roches exploitées selon un gradient nord-est – sud-ouest. En Basse Belgique, l'emploi de galets de silex local est couplé à l'importation de nucléus et d'éclats provenant de Moyenne Belgique. En Moyenne Belgique, le silex disponible localement est employé prioritairement et le recours à d'autres roches locales ou importées est tout à fait exceptionnel. En Haute Belgique, l'importation de silex depuis la Moyenne Belgique combinée au recours à d'autres matériaux disponibles localement constitue la règle. Ces variations dans les systèmes d'acquisition génèrent de la diversité en termes de nature, de morphologie, de conditionnement et de disponibilité des matériaux mis en œuvre par les tailleurs. Ces différents paramètres ont une incidence sur les choix techniques posés par les Néandertaliens lors de la phase de débitage. S'observent ainsi des différences régionales importantes. Les sites de Haute Belgique procèdent d'options économiques qui se manifestent tant dans la réduction des blocs, comme au Trou du Diable à Hastière, que dans l'adaptation des concepts de débitage à tel point qu'ils en deviennent parfois atypiques comme l'attestent les nombreux remontages de la grotte Scladina. À l'inverse, les sites de Moyenne Belgique témoignent d'un usage dispendieux de la matière première et d'une expression des concepts Levallois, Discoïde et Laminaire dans leur acception la plus stricte comme le montrent notamment les industries du gisement paléolithique d'Otrange ou d'Obourg Canal. La quatrième partie est consacrée à une discussion des résultats et à une ouverture sur le reste de l'Europe. Cette disparité des productions liée à la position géographique des gisements est particulièrement importante : des sites voisins mais diachroniques (couches 5 et 1A de la grotte Scladina) présentent entre eux plus d'analogies que d'autres pénécontemporains mais dépendant d'environnements contrastés (couches 1A de la grotte Scladina et WFL de Veldwezelt-Hezerwater). D'autres facteurs de variabilité se surimposent à cette diversité régionale : fonction des sites, traditions culturelles et techniques, variations paléoenvironnementales, chronologie. Des comparaisons sont opérées avec les résultats obtenus dans les régions limitrophes de la Belgique mais aussi à plus grande distance, des similitudes comportementales étant observées dans le sud de l'Europe, dans des environnements qui évoquent par certains aspects le karst des vallées du Bassin mosan.

L'analyse dans des dépôts anciens des isotopes cosmogéniques in-situ, déjà largement employés dans les sédiments de rivières actuelles, a le potentiel de fournir des enregistrements haute résolution, sur des échelles de temps de 10 Ma, de taux de dénudations intégrés sur des bassins versant entiers. Nous avons étendu avec succès cette méthode à des sédiments des piedmonts du Tian-Shan (Chine) et de l'Himalaya (collines Siwaliks, Népal). Ces deux zones sont au coeur de débats sur l'évolution des relations climat/érosion/tectonique depuis ~10 Ma. Quatre sections au Tian-Shan, couvrant ~9 Ma, et une large étendue spatiale autour de cette chaîne, ne montrent pas de brusque accélération de l'érosion il y a ~3-5 Ma. Au contraire, nous observons à l'échelle régionale une augmentation progressive (x 4 entre 9 et 4 Ma) puis une stabilisation entre 4 Ma et l'actuel. Ces résultats suggèrent une influence limitée des cycles glaciaires quaternaires sur les taux d'érosion dans cette zone. Un enregistrement dans les sédiments himalayens ne montre également pas d'augmentation significative de l'érosion depuis ~6.5 Ma. Il est en revanche probablement le témoin de réorganisation des systèmes de drainages et d'évolutions tectoniques dans cette région. Avec ces études, nous avons ainsi pu produire pour la première fois des enregistrements haute résolution de taux d'érosion depuis ~10 Ma, grâce aux isotopes cosmogéniques. Cette méthode étant potentiellement applicable dans de nombreux contextes géologiques et climatiques, elle permettra indubitablement des avancées importantes dans la compréhension des processus de surface actuels et passés / In-situ cosmogenic nuclides analysis in ancient sediment could potentially provide high-resolution records of denudation rates, integrated over whole drainage basins, and on several million-year time scales. We successfully extended this method to sediments from the Tianshan (China), and the Himalayas (Nepal) piedmonts. These two areas are at the core of ongoing debates on climate-erosion-tectonics relationships since ~10 Ma. Four sections in the Tianshan, covering ~9 Myr and a broad spatial extent around this range, do not display a brutal increase in denudation at 3-5 Ma. On the other hand, they show at the regional scale a progressive increase (x4 between 4-9 Ma) and a subsequent stabilization since ~4 Ma. These results suggest a limited influence of Quaternary glaciations on erosion in this region. One section in the Himalayan piedmont (Siwaliks hills), neither display any significant increase since ~6.5 Ma that would be link to a major climatic shift. It has nevertheless probably recorded reorganizations of the drainage system and tectonics evolutions in this region. With these studies, we were able to produce the first cosmogenic nuclides-based high resolution records of denudation rates over 10 Myr. This method being potentially applicable in many geological and climatic settings, it will indubitably allow further advances in our understanding of past and present surface processes

L'analyse dans des dépôts anciens des isotopes cosmogéniques in-situ, déjà largement employés dans les sédiments de rivières actuelles, a le potentiel de fournir des enregistrements haute résolution, sur des échelles de temps de 10 Ma, de taux de dénudations intégrés sur des bassins versant entiers. Nous avons étendu avec succès cette méthode à des sédiments des piedmonts du Tian-Shan (Chine) et de l'Himalaya (collines Siwaliks, Népal). Ces deux zones sont au coeur de débats sur l'évolution des relations climat/érosion/tectonique depuis ~10 Ma. Quatre sections au Tian-Shan, couvrant ~9 Ma, et une large étendue spatiale autour de cette chaîne, ne montrent pas de brusque accélération de l'érosion il y a ~3-5 Ma. Au contraire, nous observons à l'échelle régionale une augmentation progressive (× 4 entre 9 et 4 Ma) puis une stabilisation entre 4 Ma et l'actuel. Ces résultats suggèrent une influence limitée des cycles glaciaires quaternaires sur les taux d'érosion dans cette zone. Un enregistrement dans les sédiments himalayens ne montre également pas d'augmentation significative de l'érosion depuis ~6.5 Ma. Il est en revanche probablement le témoin de réorganisation des systèmes de drainages et d'évolutions tectoniques dans cette région. Avec ces études, nous avons ainsi pu produire pour la première fois des enregistrements haute résolution de taux d'érosion depuis ~10 Ma, grâce aux isotopes cosmogéniques. Cette méthode étant potentiellement applicable dans de nombreux contextes géologiques et climatiques, elle permettra indubitablement des avancées importantes dans la compréhension des processus de surface actuels et passés.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-06-29T12:35:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) LUCAS, L. dissertação.pdf: 9507905 bytes, checksum: da2b773ea835ec12e349c3961fec15aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T12:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) LUCAS, L. dissertação.pdf: 9507905 bytes, checksum: da2b773ea835ec12e349c3961fec15aa (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / O quadro geral descrito para as indústrias líticas brasileiras sugerem que durante o período da transição Pleistoceno-Holoceno e Holoceno médio, momento onde se verifica um aumento considerável no número de sítios arqueológicos em todo o Brasil, as indústrias líticas sofreram mudanças importantes. Essas diferenças são quase sempre ressaltadas devido a ausência nas indústria do Holoceno médio, das peças façonadas unifacialmente do Tecno-complexo Itaparica. Os outros elementos técnicos dessas indústrias são pouco descritos. No sudeste do Piauí, o sítio Toca do João Leite mostrou-se particularmente interessante para abordar esse assunto. A sequência estratigráfica desse sítio mostrou a presença de quatro conjuntos arqueo-estratigráficos, que aliados a datações indicam ocupações que vão dos 10.800 anos BP a 1.330 anos BP. O estudo das indústrias líticas de dois desses conjuntos arqueo-estratigráficos, a partir de uma abordagem tecno-funcional que permite um conhecimento global (modos de produção e funcionamento dos objetos) do sistema técnico, permitiu observar que uma ruptura técnica profunda ocorreu. E ainda, que essas indústrias partilham características técnicas comuns com outras indústrias da região Nordeste e do Planalto Central do Brasil. / Le cadre général défini pour les industries lithiques brésiliennes suggère que durant la période de transition Pléistocène-Holocène et de l’Holocène moyen, pendant lequel on observe une augmentation considérable du nombre de sites archéologiques dans tout le Brésil, les industries lithiques subissent des changements importants. Ces différences sont très souvent soulignées en raison de l’absence, dans les industries de l’Holocène moyen, des pièces façonnées unifacialement du Techno-complexe Itaparica. Les autres éléments techniques sont peu décrits. Dans le Sud-est du Piaui, le site Toca do João Leite est particulièrement intéressant pour aborder ce sujet. Quatre ensembles archéo-stratigraphiques sont présents dans la séquence stratigraphique de ce site, et, mis en relation avec les datations, ils indiquent des occupations allant de 10.800 BP à 1330 BP. L’étude des industries lithiques de deux de ces ensembles archéo-stratigraphiques, à partir d’une approche techno-fonctionnelle qui apporte une connaissance globale (modes de productions et de fonctionnements des objets) du système technique, a permis d’observer qu’une rupture technique profonde a eu lieu. De plus, il a pu être constaté que ces industries partagent des caractéristiques techniques communes avec d’autres industries du Nordeste et du Plateau central du Brésil.

Le Golfe du Lion et le Bassin Provençal sont l’objet de recherche intensive à toute échelle de temps et d’espace. Cependant, les budgets sédimentaires et les mouvements verticaux depuis la formation de la marge étaient restés inconnus ou sources de controverses. Ce travail se propose d’aborder leur quantification à partir de l’interprétation de nombreux profils sismiques, d’après les concepts de stratigraphie sismique et séquentielle [Vail et al., 1977], complétée par des données de forages et de sismique réfraction, et validée par des modélisations stratigraphiques avec Dionisos [Granjeon and Joseph, 1999]. L’établissement d’une continuité stratigraphique entre le domaine de plate-forme et le bassin profond offre une vision complète du remplissage sédimentaire de la marge. Les repères stratigraphiques du Plio-Pléistocène (2.6 Ma, 1.6 Ma, 0.9 Ma et 0.45 Ma) ont en effet été corrélés jusqu’au pied de pente. Les jalons messiniens, établis lors des travaux précédents [Bache, 2008] ont également été étendus et précisés localement. La mise en évidence d’une nouvelle unité, interprétée comme les résidus de l’abrasion lors de la transgression mettant fin à la célèbre crise, permet d’apporter des arguments pour l’établissement d’un nouveau scénario de l’évènement [Bache et al., 2012a](soumis). Des lois de conversion en profondeurs (métriques) des différentes unités chronostratigraphiques ont ensuite été établies en 3D à partir de l’ensemble des données de forage et de réfraction (ESP) et appliquées pour chacune de nos unités. Les profondeurs de l’ensemble des jalons plio-pléistocènes et messiniens ont ainsi pu être cartographiées, ainsi que les épaisseurs de chacune des unités définies depuis le substratum jusqu’à l’actuel (1 au Miocène, 6 au Messinien, 5 au Plio-Pléistocène). Les épaisseurs et volumes sédimentaires déposés ont alors pu être quantifiés sur chaque intervalle stratigraphique. Les séries sédimentaires ont été par la suite décompactées et les volumes "vrais" de dépôts et flux sédimentaires recalculés. / The Gulf of Lions and the Provençal basin have been studied intensively at variable timescale. However, sedimentary budgets and vertical movements of the margin remained largely unknown. This work aims to quantify them using a large grid of seismic data and their interpretations with seismic and sequential stratigraphy concepts [Vail et al., 1977], correlations with existing drillings, refraction data and validation by numerical stratigraphic modeling with Dionisos [Granjeon and Joseph, 1999].A stratigraphic continuity of reflectors from the platform to the slope and to the deep basin has been established describing the architecture of the sedimentary filling of the entire margin. Plio-pleistocene stratigraphic markers (at 2.6 My, 1.6 My, 0.9 My and 0.45 My) have been correlated down to the foot of slope. The Messinian units underlined by previous studies [Bache, 2008] were also extended and/or detailed in specific areas. A new unit is described and interpreted as the residuals of the abrasion during the transgression which ended the famous messinian crisis. This allowed us to bring some new arguments for a new scenario of the event [Bache et al., 2012a](submitted). Drillings and refraction data led to 3D time-depths conversion laws for our chronostratigraphic units. We were therefore able to produce all the Plio-Pleistocene and Messinian maps in meters as well as the thickness maps of all units defined above the substratumuntil today (1 for the Miocene, 6 for the Messinian, 5 for the Plio-Pleistocene). The thicknesses and the sedimentary volumes were then quantified for every stratigraphic intervals. After decompaction, "true" volumes of deposits as well as sedimentary fluxes were therefore recalculated.

L’océan Indien est le lieu de processus atmosphériques et océaniques majeurs dont les répercussions en terme climatique peuvent être de grandes importances. Cette thèse se propose de documenter les forçages, les variabilités, les impacts et les interactions de la mousson Indo-asiatique et du courant des Aiguilles à l’échelle orbitale (incluant les conditions glaciaires-interglaciaires) au cours de la période Quaternaire.Si le maximum d’insolation (minimum de précession et maximum d’obliquité) initie les fortes moussons Indo-asiatiques, des forçages internes au système climatique jouent également un rôle majeur pour expliquer leur dynamique (fort vents et précipitations), en particulier le changement de volume de glace de l’hémisphère Nord et l’export de chaleur latente de l’océan Indien Sud. La prédominance de ces forçages internes est propre à la mousson Indo-asiatique et la distingue des moussons boréales Africaines. Ceci indique que le concept de mousson globale n’est pas valable à l’échelle orbitale.Concernant l’hémisphère Sud, les variations de température de surface du courant des Aiguilles exercent un contrôle important sur le climat Sud Africain (la végétation et les précipitations). Ce courant permet également le transfert plus ou moins important de chaleur et de sel vers l’océan Atlantique Sud par l’intermédiaire de la migration de la convergence subtropicale et des vents d’ouest associés. Ce mécanisme, contrôlé fortement par la dynamique des hautes latitudes Sud, affecte la circulation thermo-haline globale et constitue un acteur important des transitions glaciaires-interglaciaires et des changements de mode de variabilité climatique au cours du Quaternaire (Transition Mid-Pleistocène et évènement du Mid-Brunhes). Les changements induits dans le climat de l’Hémisphère Nord, et notamment le volume de glace, pourraient ensuite se répercuter sur la dynamique de la mousson. En revanche, l’effet des moussons sur le courant des Aiguilles parait mineur. Toutefois, les interactions entre la mousson Indo-asiatique, l’ENSO et les éventuels IOD (dipôles climatiques de l’océan Indien) pourraient affecter la dynamique du courant. / The Indian Ocean is the place of major atmospheric and oceanic processes with large potential repercussions on the global climatic system. This thesis investigates forcing, variations, impacts and interactions of the Indo-Asian monsoon and of the Agulhas current at the orbital scale (including glacial-interglacial conditions) over the Quaternary period.Insolation maximum (precession minimum and obliquity maximum) initiates strong Indo-Asian monsoons, but processes internal to the climate system, in particular Northern Hemisphere (NH) ice volume changes and the latent heat export of the south Indian Ocean, play a major role to explain their dynamics (strongest winds and precipitation). The predominance of these internal forcings is a specificity of the Indo-Asian monsoon and distinguishes it from African boreal monsoons. This indicates that the concept of a global monsoon at the orbital scale is a misnomer.Concerning the Southern hemisphere, sea surface temperature variations of the Agulhas current exert an important control upon the South African climate (vegetation and precipitation). This current also participates to the transfer of heat and salt towards the South Atlantic Ocean whose intensity is mainly related to the migration of the subtropical convergence and associated westerlies winds. This mechanism, strongly controlled by high southern latitudes dynamics, affects the global overturning circulation and plays an important role for glacial-interglacial transitions and changes in modes of climate variability during the Quaternary (Mid-Pleistocene Transition and Mid-Brunhes event). Induced Northern hemisphere climate changes, in particular ice volume, could in turn influence monsoon dynamics. On the other hand, the effect of monsoons on the Agulhas current seems to be of minor importance. However, interactions between the Indo-Asian monsoon, ENSO and the possible IOD (Indian Ocean climatic Dipole) could affect the dynamic of the current.