Přízřenice, Česká Bělá), Slovakia (Bíňa Čata) and The detection of climatic changes within the glacial palaeosols of the Bíňa Čata locality was Přízřenice, made of Phaeozem and Chernozem with intensive anthropogenic influence methods. In the case of medieval alluvial sediments in the Březina floodplain near Česká Bělá,

L'étude du bassin du Chiapas nous a amené à mettre au point une zonation basée sur les foraminifères planctoniques, zonation qui peut être exactement corrélée avec celle des bassins européens. Cette zonation a conduit à un découpage en 8 zones du Paléocène: 4 au Danien, 2 au Sélandien et 2 au Thanétien. Elle nous a permis de corréler les évènements majeurs enregistrés dans les Chiapas avec ceux des bassins européens. Nous avons ainsi retrouvé deux régressions très importantes à la limite Danien/Sélandien (limite des zones à Acarinina uncinata et à Morozovella angulata) et au sommet du Thanétien (limite des zones à Luterbacheria pseudomenardii et à Morozovella velascoensis) et deux épisodes transgressifs majeurs dans le Sélandien (zone à Igorina albeari) et dans le Thanétien (zone à Luterbacheria pseudomenardii). Le bassin paléocène du Chiapas est pourtant un bassin étroitement contrôlé par la tectonique liée aux grandes failles est-ouest de décrochement senestre qui ont joué un rôle dans la délimitation du rebord de la plate-forme au Danien et dans les périodes d'intenses remaniement gravitaires, tant à la limite Danien/Sélandien que dans le Thanétien au sommet de la zone à Luterbacheria pseudomenardii.

Ce travail porte sur l'étude paléo-environnementale de bassins himalayens: le bassin d'avant pays (Miocène sup.) et le bassin transporté de Kathmandu (Plio-pléistocène). Nous nous sommes appuyés sur l'étude du C et de l'O des mollusques et des eaux de la plaine du Gange et des bassins intra-montagneux modernes.<br /> Pour l'actuel, le Δ18Ow des rivières varie de -18 à -4‰. Le Δ18Ocar montre que les carbonates sont proches de l'équilibre isotopique avec les eaux dans lesquels ils sont formés (20 à 25°C). Le Δ13Ccar est appauvri par rapport au DIC des rivières, impliquant qu'une part de carbone organique est utilisée pour la synthèse des coquilles.<br /> Dans les Siwaliks (16-1 Ma), le Δ18Ocar varie de -16.4 à 0.6‰. Les valeurs anté-6Ma sont très inférieures aux valeurs pliocènes et actuelles de la plaine du Gange. La plaine miocène sup. était donc drainée par des rivières de configuration différente des rivières modernes. Le Δ13C augmente vers 5 Ma jusqu'à environ 0‰, évolution qui semble en rapport avec l'explosion de la flore C4. <br />Le bassin de Kathmandu (3-0 Ma) est caractérisé par une sédimentation fluvio-lacustre. La profondeur du lac montre des fluctuations importantes, contrôlées par la tectonique, les glissements et débris-flow. Pour les périodes pos-50 Ka, la géochimie des isotopes de l'O des mollusques montre des périodes pour lesquelles les valeurs Δ18Ocar sont très élevées (-2.4 à 8‰), compatibles avec les eaux de précipitation d'hiver à Kathmandu (-6.5 à 7.5‰). Ces valeurs sont généralement associées à des diatomées. Deux processus semblent se combiner durant ces épisodes: une diminution des précipitations d'été et une forte évaporation, qui augmentent le 18O.

En 2000, une carotte de 15 m a été prélevée dans le lac d'Annecy : celle-ci a fait l'objet d'une étude permettant d'une part, d'établir une chronologie annuelle de la sédimentation et d'autre part, de reconstruire l'évolution hydrologique du lac d'Annecy associée aux grands événements climatiques des 15 000 dernières années. La chronologie des sédiments récents a été établie à partir de mesures radiochronologiques (137Cs et 210Pb), comptage de varves et grâce à la reconnaissance de crues historiques. Au-delà du Petit Age de Glace, le comptage de varves a été précisé grâce à des datations 14C SMA, à l'identification de téphras et aux variations de d18O des ostracodes benthiques. Le modèle d'âge à résolution infradécennale recouvre l'ensemble de l'Holocène et du Tardiglaciaire (âge estimé de la base 15380 calBP). La sédimentologie et les propriétés physiques du sédiment (SM, IRM, ARM, Spectrocolorimètrie, etc...) attestent de la sensibilité du bassin versant et de son hydrologie aux évènements majeurs de l'Holocène et du Tardiglaciaire (Oscillations climatiques Tardiglaciaire, Dryas récent, évènement 8.2 ka, optimum Holocène, Petit âge de Glace). On observe de plus dans les sédiments les traces de l'impact humain dès 2700 calBP.

Les barchanes sont des dunes en forme de croissant qui se forment sous des vents unidirectionnels (en moyenne). Ces structures ont fait l'objet ces dernières années de nombreuses études, directement sur le terrain et également numériquement au laboratoire. Néanmoins, ces objets ont une extension spatiale minimale de l'ordre de 10 m, et de ce fait aucune expérience en laboratoire n'avait réussi à reproduire des barchanes à petite échelle. Nous présentons, ici, une méthode simple et fonctionnelle, permettant d'outrepasser cette limitation. Cette méthode consiste à étudier directement les barchanes sous l'eau plutôt que dans l'air. Celles-ci se comportent en effet qualitativement et quantitativement comme leurs soeurs éoliennes, mais à l'échelle 1/1000ème. Alliée à une modélisation numérique qui permet de comprendre l'origine de la forme en croissant comme le résultat de la déflexion latérale des grains roulant sur son dos, cette expérience montre alors tout son potentiel en se penchant sur des problématiques jusqu'alors impossible à étudier. Nous étudions ainsi expérimentalement et numériquement la nucléation des barchanes, les interactions entre barchanes voisines dans ce que l'on appelle les corridors de dunes et même les collisions de deux barchanes et les retournements de vent. Finalement, nous discutons de la stabilité de ces objets, à court terme et à long terme, ce qui nous permet de montrer la grande sensibilité des morphologies et des dynamiques des barchanes par rapport aux propriétés du flux de sable. En marge de cette étude, nous présentons une étude expérimentale d'un phénomène acoustique envoûtant : le chant des dunes.

L'histoire géodynamique du Sud-Ouest Pacifique est contrôlée depuis le Mésozoïque par l'évolution des zones de subduction péri-Pacifique qui ont successivement bordé la marge Est du Gondwana. Le recul de la fosse de subduction par effondrement du panneau plongeant dans le manteau est probablement le moteur de la fragmentation continentale qui a donné naissance à des rifts avortés et des bassins arrière-arcs associés à des arcs volcaniques rémanents. Dans ce contexte géodynamique, les bassins ayant atteint un stade d'océanisation avancé ont enregistré les inversions du champ magnétique terrestre et développé des morphologies typiques de la croûte océanique. Ces caractéristiques ont permis d'identifier l'âge et la nature de la croûte de ces bassins avec un degré de confiance élevé. C'est le cas de la plupart des bassins du Sud-Ouest Pacifique formés après 45 Ma. A l'inverse, les bassins de Nouvelle-Calédonie et de Fairway, plus étroits et recouverts d'épaisses séries sédimentaires ont une origine mal renseignée qui est longtemps restée controversée. Bien que morphologiquement et structuralement remarquables à l'échelle régionale, ces bassins n'interviennent pas dans les schémas actuels de reconstruction géodynamique régionaux. L'objet du présent travail de thèse est d'approfondir la connaissance de la structure et de l'histoire de ces bassins afin d'affiner le puzzle géodynamique du Sud-Ouest Pacifique. Une synthèse géologique régionale, accompagnée d'une carte structurale (planche hors texte A0), permet de replacer ces bassins dans le contexte géologique de l'évolution post-jurassique de la marge Est-Australienne. Les nouvelles données sismiques d'imagerie profonde des campagnes ZoNéCo-11, Noucaplac-2 et TL-1, couplées aux données récentes de forages sur la marge de Taranaki en Nouvelle-Zélande, constituent une base solide de données nouvelles autorisant une interprétation chronostratigraphique rénovée des bassins de Fairway et de Nouvelle-Calédonie ainsi que des rides qui leur sont associées. Ces interprétations complétées par une nouvelle compilation des données gravimétriques et magnétiques régionales permettent de dégager trois étapes dans l'évolution géodynamique de ces bassins : Etape 1 : Formation du Bassin de Fairway - Aotea au Crétacé moyen, en position intra- ou arrière-arc continental, dans un contexte de subduction. La formation de ce bassin, relativement peu profond, reflète les prémices de la déchirure continentale de la marge Est-Gondwanienne au Cénomanien, dont la cause est à rechercher dans un changement de la dynamique de la subduction. Une « verticalisation » de la plaque plongeante aurait entraîné de l'extension dans la plaque chevauchante. L'augmentation du pendage du slab pourrait être attribuée à : (i) un processus gravitaire lié au poids du slab, l'amenant à couler dans l'asthénosphère, engendrant alors un « hinge rollback », (ii) un flux asthénosphérique rétrograde, exerçant une pression horizontale sur le slab le faisant ainsi reculer, et (iii) la cinématique des plaques lithosphériques impliquées dans la subduction pouvant jouer un rôle sur le pendage du slab et pouvant créer des zones de faiblesse dans la plaque chevauchante menant à de l'extension arrière-arc. Un phénomène de « tectonic escape », lié à un blocage de la zone de subduction par le plateau d'Hikurangi à 105 Ma, pourrait aussi être la cause du recul de la subduction menant à de l'extension arrière-arc. Etape 2 : Déformation locale affectant la partie Nord du Bassin de Nouvelle-Calédonie (au large de la Grande Terre, strictement) à l'Eocène terminal, synchrone de l'obduction ophiolotique néo-calédonienne. Cette déformation asymétrique, d'une durée de quelques millions d'années et d'amplitude verticale de l'ordre de 10 km, est marquée par la surrection de la ride de Fairway et la subsidence de la marge Est du bassin, le long de la côte Ouest de la Nouvelle-Calédonie. Le Bassin de Nouvelle-Calédonie aurait subsidé sous l'effet de la surcharge engendrée par le charriage de la croûte océanique du Bassin de Sud-Loyauté sur la ride de Norfolk à 37 Ma et aurait réagi comme un bassin flexural d'avant-pays suivant un processus de sous-charriage (underthrusting), au fur et à mesure que la nappe progressait sur le bâti Calédonien. Etape 3 : Subsidence Eocène-Oligocène d'envergure régionale, affectant l'ensemble « Ride de Lord Howe, Bassin de Fairway – Aotea, Ride de Fairway, Bassin de Nouvelle-Calédonie, Ride de Norfolk », de la Nouvelle-Zélande à la Nouvelle-Calédonie. Les traits morphostructuraux associés à cette subsidence suggèrent que l'ablation d'une partie de la croûte inférieure du système est responsable de cette subsidence. Nous émettons ainsi une nouvelle hypothèse selon laquelle les bassins de Nouvelle-Calédonie et de Fairway-Aotea, initialement peu profonds pendant le Crétacé (phase de rifting Crétacé, étape 1), auraient subi une subsidence de grande ampleur à l'Eocène – Oligocène lors de la réactivation de la convergence Australie – Pacifique. La reprise de la convergence vers ~45 Ma aurait entraîné un épaississement crustal de l'ensemble de rides et bassins aboutissant à une instabilité gravitaire de sa racine, provoquant ainsi son détachement et son effondrement dans le manteau. Ces nouvelles interprétations, et en particulier l'âge Crétacé moyen des sédiments les plus anciens des bassins de Fairway et Aotea, ont des implications pour le potentiel pétrolier de la région.

Lobjectif de cette thèse est la reconstitution des changements climatiques quaternaires à partir de critères sédimentologiques en milieu lacustre. Il sagit entre autre dutiliser les sédiments saisonniers comme un outil de datation précis pour calibrer les reconstitutions paléoclimatiques. Cette démarche permet de mieux comprendre lorigine et/ou la propagation dévénements chauds ou froids générés soit dans lhémisphère Nord, soit dans lhémisphère Sud. Le Lac Baïkal (Sibérie) et le Lac Puyehue (Sud du Chili) contribuent à établir des nouvelles connexions climatiques. Un volet important de la thèse concerne le développement dune méthode nouvelle pour détecter les sédiments laminés saisonniers dans les carottages. La méthode consiste à imprégner les sédiments argileux avec des polymères après avoir préalablement lyophilisé le matériel. Ce travail permet de montrer : (i) que la résolution des reconstitutions paléoclimatiques réalisées à partir des sédiments du Lac Baïkal peut être augmentée, à condition de calibrer le signal sédimentaire ainsi que la chronologie du 14C ; (ii) quil est possible de reconstituer lévolution des précipitations et des réponses de type El Niño à partir des sédiments lacustres du Sud du Chili ; (iii) que la chronologie des événements climatiques de la transition Pléistocène/Holocène est plus complexe, et les épisodes chauds/froids plus nombreux que précédemment décrits ; (iv) que les archives lacustres permettent de compléter les connexions climatiques entre les deux hémisphères.

This thesis presents a new stratigraphic forward numerical model to simulate the carbonate production of marine sedimentary basin through ecological model which is implemented in the SIMSAFADIM-CLASTIC program. This ecological model is based on the Generalized Lotka Voltera equations that model the population evolution of species. These populations are controlled by biological factors (growth rate, carrying capacity and interaction among species), and by the environmental conditions (light, energy of the medium, nutrients, bottom slope and concentration of clastic sediments in suspension) which are combined forming a unique environmental factor that downscale the intrinsic rate of growth. The algorithm to apply in the code uses an explicit Runge-Kutta numerical method of order (4)5 to solve the differential equations formulated in the ecological model. Finally, a 3D visualization output files for the interpretation and analysis are generated using the VTK format. The obtained code has been applied in three sample experiments in order to discuss the possibilities and the limitations of the code. The first example is the model of a theoretical basin. The results are compared with real cases. The second example is an actual basin sited in western Mediterranean Sea. The results are discussed to show the applicability and the limitations of the model. The third example applies several configurations to the Aptian Galve sub-basin (Maestrat Basin, E Iberia), allowing to define the environmental conditions.

Dans le sud-ouest mauritanien, la fragilité du milieu naturel, liée aux phénomènes de désertification, est perçue comme une contrainte majeure. L'intensité de la grande sécheresse sahélienne des décennies 70 et 80, conjuguée à une exploitation humaine excessive du milieu, a entrainé l'exacerbation des phénomènes d'érosion qui ont provoqué une dégradation continue, voire irréversible du potentiel biologique productif. Malgré une amélioration des conditions pluviométriques depuis le début des années 90, ce problème écologique reste préoccupant et constitue une entrave à la conservation des ressources naturelles et un frein au développement durable. Cette étude s'intéresse à la caractérisation de la désertification dans le sud-ouest de la Mauritanie par lanalyse des processus morphodynamiques, qui traduisent mieux la réponse environnementale aux changements climatiques et aux pressions anthropiques. Pour ce faire, nous nous sommes basés sur une approche méthodologique multisource et une analyse spatio-temporelle intégrant plusieurs indicateurs, qui nous ont permis dévaluer létat de ce phénomène. Cela suppose lexploitation des données climatiques et de télédétection, en modes synchronique et diachronique, pour l'individualisation des zones à risque et le monitoring de lévolution des processus en cours. L'analyse des données hydroclimatiques montre une grande variabilité saisonnière et interannuelle des précipitations et des débits. On note également que, malgré une amélioration récente de la pluviométrie, lérosion éolienne est devenue un élément essentiel de la dynamique morphogénétique dans le secteur étudié. Les traitements appliqués aux données télédétectées ont mis en évidence les changements qui ont affecté le secteur étudié et les caractéristiques morphologiques et morphodynamiques des systèmes dunaires. L'étude diachronique par les photographies aériennes et satellitales nous a permis de faire des mesures de surfaces de la couverture du sol, entre les différentes prises de vues (par digitalisation et seuillage). On note que les dunes ogoliennes, qui étaient fixées par la végétation, ont été ravivées et remises en mouvement. Le taux d'occupation de la végétation est passé de 16 à 4% de la zone entre 1954 et 2003. La mise en valeur de la vallée du Sénégal par les aménagements hydroagricoles a modifié le régime du fleuve et l'affectation du sol : les rizières ont remplacé, dans certains cas, les forêts-galeries. Les traitements informatiques des images satellitales optiques à différentes dates et de différents capteurs (calcul de divers indices de changement, classifications, filtrages) ont mis en évidence une dégradation généralisée des ensembles dunaires et une exacerbation de lactivité morphogénétique. Celle-ci a occasionné des modifications dans le modelé dunaire, au niveau des sommets de dunes notamment. On observe l'apparition de sifs orientés N-S (obliques par rapport aux dunes ogoliennes) mais aussi une multiplication et une migration des crêtes vives dont lagencement transforme les cordons dunaires en dunes longitudinales complexes. Par ailleurs, le traitement interférométrique des données radar ERS se révèle très intéressant pour le suivi de la dynamique de la surface des sols. Lévolution temporelle de la cohérence (en 24h et en 105 jours) indique que la majeure partie de la zone détude est composée de sables vifs qui participent à lédification des nouvelles formes dunaires et qui sont, en général, situés à proximité des installations humaines, autour desquelles apparaissent des auréoles de dénudation. En outre, l'étude sédimentologique indique une augmentation de la taille moyenne des grains, suite à une compétence accrue du vent, et l'observation sur le terrain montre de nouvelles manifestations de l'érosion mécanique, liées à la déflation et au ravinement. Les différents résultats obtenus lors de cette analyse multisource soulignent une intense dégradation des écosystèmes dont la restauration risque d'être lente et nécessiterait, dans certains cas, des mesures de conservation. Les processus morphodynamiques consécutifs ou inhérents à la désertification représentent ainsi un sérieux défi qui aggrave létat de dégradation des milieux dans les zones arides et semi-arides.

Die immer komplexer werdenden geologischen Verhältnisse aktueller Lagerstätten, sowie die Umsetzung einer hoch-selektiven Rohstoffgewinnung, machen eine Modellierung auf Basis von geostatistischen Simulationsverfahren in einem modernen Lagerstättenmanagement notwendig, da diese Verfahren die in-situ Variabilität der struktur- und qualitätsbeschreibenden Lagerstättenparameter realistisch vorhersagen und damit auch realitätsnahe betriebswirtschaftliche Risikoabschätzungen zu den Auswirkungen der Unsicherheiten in der Vorhersage, aufgrund eines unvollständigen Kenntnisstandes, ermöglichen. Die Arbeit beschreibt die Weiterentwicklung und Anwendung von Verfahren der geostatistischen Simulation für die Modellierung komplexer, sedimentartig ausgebildeter Lagerstätten in einem praxisrelevanten Umfang und unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen, welche aus der Charakteristik der Lagerstätte und der Zielsetzung einer selektiven Rohstoffgewinnung abgeleitet wurden. Zunächst wird ein geeigneter Ansatz identifiziert, welcher die Grundlage für eine methodische Erweiterung und effiziente Implementierung, hinsichtlich der zu erfüllenden Anforderungen, bildet. Danach wird die komplette Prozesskette für eine zuverlässige Lagerstättenmodellierung untersucht und praktikable Modellierungsstrategien werden vorgestellt. Ein komplexes Anwendungsbeispiel aus dem Braunkohlenbergbau dient der Evaluierung der vorgestellten Modellierungsverfahren. / The more and more complex geological conditions of current deposits, as well as the implementation of a highly selective extraction of raw materials, require new approaches for the reservoir management. The use of geostatistical simulation methods for modelling the shape and quality of deposits is necessary, because these methods taking into account the natural variability of the deposit attributes and the resulting geological uncertainties. Furthermore this methods allow faithfully and realistic economic risk assessments on the impact of uncertainties in the prediction, due to an incomplete state of knowledge. This work describes the further development and application of geostatistical simulation algorithms for the modelling of complex sediment-like formed deposits in a practically scope, taking into account the special requirements, which are derived from the characteristics of such deposits and the objective of the selective extraction of raw material. First an appropriate simulation approach is identified, which then forms the basis for a methodical expansion and efficient implementation, in terms of fulfilling requirements. In addition, the complete process chain for reliable reservoir modelling is studied and a viable modelling strategy is presented. A complex application example from the lignite mining is used for evaluation of the presented modelling methods.