Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'évolution des paysages provençaux (sud Luberon, Vaucluse, France) depuis la dernière glaciation est analysée au travers de la dynamique couplée des formations alluviales et des systèmes travertineux, en relation avec les changements climatiques et l'anthropisation. Des analyses géomorphologiques, sedimento-stratigraphiques et physico-chimiques, dont les résultats sont incrémentés par des études archéologiques et paléoécologiques (malacologie et anthracologie) ainsi qu'une cinquantaine de datations 14C, constituent les fondements d'une étude à vocation pluridisciplinaire sur les relations Homme/milieu en France méditerranéenne.<br /> Aux environs de 50 Ka BP, les vallons du piémont sud du Grand Luberon sont colmatés par de puissants glacis d'accumulation dépassant fréquemment les 30 mètres d'épaisseur et remaniant un abondant matériel torrentiel caillouteux contenant des gélifracts. A leur base, plusieurs « sols rouges » et leur contenu paléontologique, indiquent le caractère plus tempéré des épisodes interstadiaires du Stade Isotopique 3 en domaine méditerranéen.<br />Entre le Dernier Maximum Glaciaire et le Tardiglaciaire (18000-17000 cal BP. ?), période charnière au niveau bioclimatique, une incision majeure intervient, surprenante par son ampleur et sa rapidité. Dès 15500 cal. BP, la tendance morphogénique s'inverse et l'on assiste à une reprise de l'accumulation sédimentaire dans les fonds de vallons. Au sein de cette nouvelle dynamique, de puissantes formations travertineuses se développent aux débouchés d'exsurgences karstiques et signent le réchauffement climatique engagé. Celles-ci constituent jusqu'à présent le plus ancien témoignage du « redémarrage » postglaciaire de la travertinisation dans le sud de la France. Par la suite, et dans l'ensemble des formations détritiques et carbonatées, deux incisions principales se produisent vers 9000 et 6000 cal. BP en alternance avec des phases de remblaiements. Les fluctuations morphogéniques de cette première partie du Postglaciaire s'accordent, et semblent principalement inféodées, aux variations des paramètres bioclimatiques. <br />Dès le Néolithique Final, dans un contexte d'augmentation des occupations humaines, les séquences enregistrent une série de ruptures (incisions) de haute fréquence et de faible amplitude. Ces perturbations sont accompagnées de changements de faciès dans les systèmes carbonatés et d'ouvertures fortes du milieu végétal déterminées par les analyses paléoécologiques. Le caractère particulièrement sensible des ensembles travertineux aux modifications d'origine climato-anthropique du biotope est ainsi souligné. <br />Entre le XIème et le XIIIème siècle après Jésus Christ, on note l'interruption, de l'accumulation des travertins et le démantèlement des formations l.s. (et non entre la fin du Néolithique et la période antique comme il était communément admis). C'est également dans le même intervalle que s'instaure la dynamique majeure d'incision linéaire des talwegs bien connue dans le sud de la France, mais jusqu'à présent rangée dans une chronologie incertaine. Postérieurement au XVIIème siècle, au cours du Petit Age Glaciaire, une dernière période de remblaiement détritique plus modeste débute. A terme, celle-ci est interrompue par une ultime phase d'incision toujours effective aujourd'hui. L'action conjuguée des oscillations climatiques et des modes d'occupation des sociétés humaines sur le milieu « naturel » apparaît comme le principal moteur d'une morphogenèse mouvementée au cours de la deuxième partie du Postglaciaire.

L'évolution des paysages provençaux (sud Luberon, Vaucluse, France) depuis la dernière glaciation est analysée au travers de la dynamique couplée des formations alluviales et des systèmes travertineux, en relation avec les changements climatiques et l'anthropisation. Des analyses géomorphologiques, sedimento-stratigraphiques et physico-chimiques, dont les résultats sont incrémentés par des études archéologiques et paléoécologiques (malacologie et anthracologie) ainsi qu'une cinquantaine de datations 14C, constituent les fondements d'une étude à vocation pluridisciplinaire sur les relations Homme/milieu en France méditerranéenne.<br /> Aux environs de 50 Ka BP, les vallons du piémont sud du Grand Luberon sont colmatés par de puissants glacis d'accumulation dépassant fréquemment les 30 mètres d'épaisseur et remaniant un abondant matériel torrentiel caillouteux contenant des gélifracts. A leur base, plusieurs « sols rouges » et leur contenu paléontologique, indiquent le caractère plus tempéré des épisodes interstadiaires du Stade Isotopique 3 en domaine méditerranéen.<br />Entre le Dernier Maximum Glaciaire et le Tardiglaciaire (18000-17000 cal BP. ?), période charnière au niveau bioclimatique, une incision majeure intervient, surprenante par son ampleur et sa rapidité. Dès 15500 cal. BP, la tendance morphogénique s'inverse et l'on assiste à une reprise de l'accumulation sédimentaire dans les fonds de vallons. Au sein de cette nouvelle dynamique, de puissantes formations travertineuses se développent aux débouchés d'exsurgences karstiques et signent le réchauffement climatique engagé. Celles-ci constituent jusqu'à présent le plus ancien témoignage du « redémarrage » postglaciaire de la travertinisation dans le sud de la France. Par la suite, et dans l'ensemble des formations détritiques et carbonatées, deux incisions principales se produisent vers 9000 et 6000 cal. BP en alternance avec des phases de remblaiements. Les fluctuations morphogéniques de cette première partie du Postglaciaire s'accordent, et semblent principalement inféodées, aux variations des paramètres bioclimatiques. <br />Dès le Néolithique Final, dans un contexte d'augmentation des occupations humaines, les séquences enregistrent une série de ruptures (incisions) de haute fréquence et de faible amplitude. Ces perturbations sont accompagnées de changements de faciès dans les systèmes carbonatés et d'ouvertures fortes du milieu végétal déterminées par les analyses paléoécologiques. Le caractère particulièrement sensible des ensembles travertineux aux modifications d'origine climato-anthropique du biotope est ainsi souligné. <br />Entre le XIème et le XIIIème siècle après Jésus Christ, on note l'interruption, de l'accumulation des travertins et le démantèlement des formations l.s. (et non entre la fin du Néolithique et la période antique comme il était communément admis). C'est également dans le même intervalle que s'instaure la dynamique majeure d'incision linéaire des talwegs bien connue dans le sud de la France, mais jusqu'à présent rangée dans une chronologie incertaine. Postérieurement au XVIIème siècle, au cours du Petit Age Glaciaire, une dernière période de remblaiement détritique plus modeste débute. A terme, celle-ci est interrompue par une ultime phase d'incision toujours effective aujourd'hui. L'action conjuguée des oscillations climatiques et des modes d'occupation des sociétés humaines sur le milieu « naturel » apparaît comme le principal moteur d'une morphogenèse mouvementée au cours de la deuxième partie du Postglaciaire.

L'évolution des paysages provençaux (sud Luberon, Vaucluse, France) depuis la dernière glaciation est analysée au travers de la dynamique couplée des formations alluviales et des systèmes travertineux, en relation avec les changements climatiques et l'anthropisation. Des analyses géomorphologiques, sedimento-stratigraphiques et physico-chimiques, dont les résultats sont incrémentés par des études archéologiques et paléoécologiques (malacologie et anthracologie) ainsi qu'une cinquantaine de datations 14C, constituent les fondements d'une étude à vocation pluridisciplinaire sur les relations Homme/milieu en France méditerranéenne.<br /> Aux environs de 50 Ka BP, les vallons du piémont sud du Grand Luberon sont colmatés par de puissants glacis d'accumulation dépassant fréquemment les 30 mètres d'épaisseur et remaniant un abondant matériel torrentiel caillouteux contenant des gélifracts. A leur base, plusieurs « sols rouges » et leur contenu paléontologique, indiquent le caractère plus tempéré des épisodes interstadiaires du Stade Isotopique 3 en domaine méditerranéen.<br />Entre le Dernier Maximum Glaciaire et le Tardiglaciaire (18000-17000 cal BP. ?), période charnière au niveau bioclimatique, une incision majeure intervient, surprenante par son ampleur et sa rapidité. Dès 15500 cal. BP, la tendance morphogénique s'inverse et l'on assiste à une reprise de l'accumulation sédimentaire dans les fonds de vallons. Au sein de cette nouvelle dynamique, de puissantes formations travertineuses se développent aux débouchés d'exsurgences karstiques et signent le réchauffement climatique engagé. Celles-ci constituent jusqu'à présent le plus ancien témoignage du « redémarrage » postglaciaire de la travertinisation dans le sud de la France. Par la suite, et dans l'ensemble des formations détritiques et carbonatées, deux incisions principales se produisent vers 9000 et 6000 cal. BP en alternance avec des phases de remblaiements. Les fluctuations morphogéniques de cette première partie du Postglaciaire s'accordent, et semblent principalement inféodées, aux variations des paramètres bioclimatiques. <br />Dès le Néolithique Final, dans un contexte d'augmentation des occupations humaines, les séquences enregistrent une série de ruptures (incisions) de haute fréquence et de faible amplitude. Ces perturbations sont accompagnées de changements de faciès dans les systèmes carbonatés et d'ouvertures fortes du milieu végétal déterminées par les analyses paléoécologiques. Le caractère particulièrement sensible des ensembles travertineux aux modifications d'origine climato-anthropique du biotope est ainsi souligné. <br />Entre le XIème et le XIIIème siècle après Jésus Christ, on note l'interruption, de l'accumulation des travertins et le démantèlement des formations l.s. (et non entre la fin du Néolithique et la période antique comme il était communément admis). C'est également dans le même intervalle que s'instaure la dynamique majeure d'incision linéaire des talwegs bien connue dans le sud de la France, mais jusqu'à présent rangée dans une chronologie incertaine. Postérieurement au XVIIème siècle, au cours du Petit Age Glaciaire, une dernière période de remblaiement détritique plus modeste débute. A terme, celle-ci est interrompue par une ultime phase d'incision toujours effective aujourd'hui. L'action conjuguée des oscillations climatiques et des modes d'occupation des sociétés humaines sur le milieu « naturel » apparaît comme le principal moteur d'une morphogenèse mouvementée au cours de la deuxième partie du Postglaciaire.

L'évolution des paysages provençaux (sud Luberon, Vaucluse, France) depuis la dernière glaciation est analysée au travers de la dynamique couplée des formations alluviales et des systèmes travertineux, en relation avec les changements climatiques et l'anthropisation. Des analyses géomorphologiques, sedimento-stratigraphiques et physico-chimiques, dont les résultats sont incrémentés par des études archéologiques et paléoécologiques (malacologie et anthracologie) ainsi qu'une cinquantaine de datations 14C, constituent les fondements d'une étude à vocation pluridisciplinaire sur les relations Homme/milieu en France méditerranéenne.<br /> Aux environs de 50 Ka BP, les vallons du piémont sud du Grand Luberon sont colmatés par de puissants glacis d'accumulation dépassant fréquemment les 30 mètres d'épaisseur et remaniant un abondant matériel torrentiel caillouteux contenant des gélifracts. A leur base, plusieurs « sols rouges » et leur contenu paléontologique, indiquent le caractère plus tempéré des épisodes interstadiaires du Stade Isotopique 3 en domaine méditerranéen.<br />Entre le Dernier Maximum Glaciaire et le Tardiglaciaire (18000-17000 cal BP. ?), période charnière au niveau bioclimatique, une incision majeure intervient, surprenante par son ampleur et sa rapidité. Dès 15500 cal. BP, la tendance morphogénique s'inverse et l'on assiste à une reprise de l'accumulation sédimentaire dans les fonds de vallons. Au sein de cette nouvelle dynamique, de puissantes formations travertineuses se développent aux débouchés d'exsurgences karstiques et signent le réchauffement climatique engagé. Celles-ci constituent jusqu'à présent le plus ancien témoignage du « redémarrage » postglaciaire de la travertinisation dans le sud de la France. Par la suite, et dans l'ensemble des formations détritiques et carbonatées, deux incisions principales se produisent vers 9000 et 6000 cal. BP en alternance avec des phases de remblaiements. Les fluctuations morphogéniques de cette première partie du Postglaciaire s'accordent, et semblent principalement inféodées, aux variations des paramètres bioclimatiques. <br />Dès le Néolithique Final, dans un contexte d'augmentation des occupations humaines, les séquences enregistrent une série de ruptures (incisions) de haute fréquence et de faible amplitude. Ces perturbations sont accompagnées de changements de faciès dans les systèmes carbonatés et d'ouvertures fortes du milieu végétal déterminées par les analyses paléoécologiques. Le caractère particulièrement sensible des ensembles travertineux aux modifications d'origine climato-anthropique du biotope est ainsi souligné. <br />Entre le XIème et le XIIIème siècle après Jésus Christ, on note l'interruption, de l'accumulation des travertins et le démantèlement des formations l.s. (et non entre la fin du Néolithique et la période antique comme il était communément admis). C'est également dans le même intervalle que s'instaure la dynamique majeure d'incision linéaire des talwegs bien connue dans le sud de la France, mais jusqu'à présent rangée dans une chronologie incertaine. Postérieurement au XVIIème siècle, au cours du Petit Age Glaciaire, une dernière période de remblaiement détritique plus modeste débute. A terme, celle-ci est interrompue par une ultime phase d'incision toujours effective aujourd'hui. L'action conjuguée des oscillations climatiques et des modes d'occupation des sociétés humaines sur le milieu « naturel » apparaît comme le principal moteur d'une morphogenèse mouvementée au cours de la deuxième partie du Postglaciaire.

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

Sous l'effet de charges en surface, la surface terrestre s'affaisse pour retrouver un état d'équilibre isostatique. Inversement, quand ces charges viennent à diparaître, la surface remonte pour retrouver sa configuration initiale. Dans le cas d'une calotte glaciaire, la taille mais aussi la vitesse à laquelle peut évoluer la masse de glace est à l'origine d'une réponse hautement spécifique et particulièrement de comportements transitoires associés. Après avoir introduit la notion d'isostasie, nous décrivons quelles peuvent être les conséquences à la fois de la taille et de la vitesse d'évolution de la charge sur la réponse terrestre. Cela permet de clarifier la notion de "contexte glaciaire" en matière de charge à la surface de la Terre. Ensuite sont présentés les nombreux impacts que cette réponse isostatique peut avoir en retour sur la dynamique glaciaire, ainsi que les façons d'en rendre compte. Cette première partie aura montré tout l'intérêt de developper un modèle de Terre élaboré dont la physique à la base s'avère plus rigoureuse que dans les paramétrisations usuelles utilisées jusqu'à maintenant dans les modèles de glace. Les caractéristiques majeures ainsi que les équations à la base de ce modèle sont alors présentées en détail et révèlent le degré de sophistication de cette nouvelle approche. La richesse de données issues de mesures sur les zones de rebond postglaciaire comme la Fennoscandie sont un excellent moyen de valider pareil modèle. En comparant les résultats du rebond simulé avec ces données il est possible d'estimer le réalisme du modèle. Bien que l'ensemble de ces données ne soit pas simultanément reproduit de manière parfaite, le modèle montre cependant un comportement suffisamment réaliste pour pouvoir par la suite être couplé à un modèle de glace. Les résultats de cette incorporation sont alors comparés à ceux obtenus avec les paramétrisations usuelles au cours d'une simulation de la calotte Antarctique au cours du dernier cycle glaciaire. Ces résultats confirment le relativement bon comportement de notre modèle complet de Terre par rapport aux autres approches, ce qui tendrait à discréditer l'emploi de certaines de ces paramétrisations de la réponse terrestre dans les modèles évolutifs de calottes glaciaires.

Thèse réalisée en cotutelle entre l'Université de Montréal et l'Université Bourgogne Franche-Comté / Les feux, le climat et leurs interactions sont des facteurs clés de la dynamique des forêts boréales. Dans un contexte où les changements climatiques en cours augmentent les risques d’incendies, une hausse de la fréquence des feux constitue une menace pour les populations locales (qualité de l’air, risques sanitaires, décès, etc.), les ressources forestières (déforestation, baisse de volume bois, etc.) et l’environnement (perte d’habitats naturels, hausse des émissions de CO2, pollution diverse, etc.). Comprendre les dynamiques passées aidera à gérer durablement les forêts boréales et à anticiper les effets des changements climatiques futurs. A l'aide d’analyses paléoécologiques multiproxies (chironomes, charbon de bois, pollen) de trois carottes sédimentaires (lacs Mista et Adèle (est du Québec), Aurélie (Ouest du Québec)), nous avons documenté les interactions à long terme entre le climat, le feu et la végétation le long d’un gradient longitudinal est-ouest du Québec au cours des 8500 dernières années. Nos résultats suggèrent l'existence d'un fort contraste de températures estivales entre l'est et l'ouest du Québec avant 7000 ans AA (avant l’actuel). Dans l'est, durant cette période, l'influence indirecte des vestiges de l'Inlandsis Laurentidien et les conditions de surface de l'océan contrebalancent l'insolation maximale pour induire des conditions estivales plus fraîches. La température estivale maximale n'est atteinte qu'entre 6000 et 5000 ans AA. L'ouest du Québec est peu ou pas affecté par ces influences et l'évolution des températures semble parallèle à la diminution de l'insolation pendant l'été, avec un maximum de températures autour de 7500 ans AA. Les changements de températures estivales ne semblent pas jouer un rôle prépondérant sur la dynamique de la végétation et des feux à l’est du Québec. La dynamique à long terme de la pessière à mousses de l’est est contrôlée, entre autres, par la taille et la fréquence des feux. Au lac Adèle, la pessière à mousses s'est ouverte vers 3000 ans AA. Mais le seuil de résilience de Picea mariana a probablement été dépassé vers 1500 ans AA, conduisant à la transformation de la pessière à mousses en pessière à lichens. Des incendies récurrents à intervalles rapprochés semblent être le principal mécanisme de déclenchement. Au lac Mista, la pessière à mousses s'est ouverte vers 2000 ans AA, mais elle s’est probablement redensifiée au cours des 300 dernières années. Bien que la pessière à mousses semble résiliente, elle reste dans un état d'équilibre précaire car la fréquence des incendies pourrait augmenter dans le contexte du changement climatique et déclencher la transformation de la pessière à mousses en pessière à lichens. A l’opposé des sites à l’est du Québec, à Aurélie (ouest du Québec), les feux semblent moins récurrents avec le refroidissement de la température estivale. Il existe une relation entre les variations de température estivale et la végétation. Il y a donc un contraste entre l’est et l’ouest sur les processus de contrôle de la dynamique de la végétation. / Fire, climate and their interactions are key factors in the dynamics of boreal forests. In a context where the ongoing climate change is increasing fire risk, a rise in fire frequency poses a threat to local populations (air quality, health risks, deaths, etc.), forest resources (deforestation, drop in timber volume, etc.) and the environment (loss of natural habitats, rise in CO2 emissions, various types of pollution, etc.). Understanding past dynamics will help to manage boreal forests sustainably and anticipate the effects of future climate change. Using multiproxy paleoecological analyses (chironomids, charcoal, pollen) of three sediment cores (lakes Mista and Adèle (eastern Quebec), Aurélie (western Quebec)), we have documented the long-term interactions between climate, fire and vegetation along a longitudinal east-west gradient in Quebec over the past 8500 years. Our results suggest the existence of a strong contrast in summer temperature between eastern and western Quebec prior to 7000 years BP (before present). In the east, during this period, the indirect influence of the remnants of the Laurentide Ice Sheet and ocean surface conditions offset maximum insolation to induce cooler summer conditions. Maximum summer temperatures were only reached between 6000 and 5000 cal yr BP. Western Quebec is little or unaffected by these influences, and the evolution of temperatures parallels the decrease in insolation during summer, with a temperature maximum around 7500 cal yr BP. Changes in summer temperatures are probably not the main factor controlling fire and vegetation dynamics in eastern Quebec. The long-term dynamic of the eastern spruce-moss forest is controlled, among other things, by the size and frequency of fires. At Lake Adèle, the spruce-moss forest opened around 3000 cal yr BP. But the resilience threshold of Picea mariana was probably exceeded around 1500 cal yr BP, leading to the transformation of the spruce-moss forest into a lichen woodland. Recurrent fires at short intervals seem to be the main triggering mechanism. At Lake Mista, the moss forest opened around 2000 cal yr BP, but has probably redensified over the last 300 years. Although the spruce-moss forest seems resilient, it remains in a precarious state of equilibrium, as the frequency of fires could increase in the context of climate change, triggering the transformation of the spruce-moss forest into a lichen woodland. In contrast to the sites in eastern Quebec, in Aurélie (western Quebec), fires seem to recur less frequently as summer temperatures cool. There is a relationship between summer temperature variations and vegetation. There is therefore a contrast between east and west in terms of the processes controlling vegetation dynamics.