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Ce document présente un compte rendu d’acquisition des données sismiques monotrace et multitrace lors de la mission MARGEST sur le N/O Alis.

International audience

À partir des enregistrements palynologiques et isotopiques disponibles sur l’ensemble du territoire brésilien, cet article reconstitue l’évolution du paysage depuis le milieu du dernier glaciaire. Quatre intervalles de temps sont distingués, le marine isotope stage 3 (MIS3), le dernier maximum glaciaire, le tardiglaciaire et l’Holocène avec pour ce dernier l’Holocène ancien, moyen et récent, à l’intérieur des principaux biomes, forêt amazonienne, forêt atlantique, cerrado et caatinga. Cette synthèse met en évidence quatre régions bioclimatiques et les nombreuses oscillations de l’environnement et du climat qui les caractérisent. Com base em registros palinológicos e isotópicos disponíveis em todo o território brasileiro, este artigo reconstitui a evolução da paisagem desde a última glaciação, em quatro distintos intervalos de tempo sendo eles o MIS3, o Último Máximo Glacial, o Tardiglacial, e o Holoceno (antigo, médio e recente), dentro dos principais biomas como Floresta amazônica, Mata Atlântica, Cerrado e Caatinga. Esta revisão destaca quatro regiões bioclimáticas e as inúmeras oscilações ambientais e climáticas que as caracterizam. Based on palynological and isotopic records available across Brazil, this article traces the evolution of the landscape since the last glaciation in four different time intervals, namely the MIS3, the Last Glacial Maximum, the Tardiglacial, and the Holocene (ancient , medium and recent), within the main biomes of the Amazon Forest, Atlantic Forest, Cerrado. and Caatinga. This review highlights four bioclimatic regions and their many numerous environmental and climatic oscillations.

International audience; The purpose of this study is to better understand the system of Quaternary loess-palaeosol sequences (LPS) of the Matmata region in southern Tunisia. Results from a combination of predominantly classical methods (grain size and mineral analysis, CaCO3- content estimation, environmental magnetism) indicate strong soil formation phases during which the conditions of sedimentation changed drastically. The heavy mineral analysis underlines northwest, west and southwest provenances of the loessic material. Furthermore, we discuss the process of soil formation in LPS and explain why these soils are very sandy in comparison to the loess units. During phases of soil formation, the northwestern sediment transport path was blocked while sandy material was blown dominantly from the southwestern Grand Erg. Therefore, we present a conceptual model including a provenance analysis of the loessic material that support and improve earlier results of Coudé-Gaussen and collaborators.; Dans cette étude, nous présentons un modèle conceptuel pour une meilleure compréhension du système de séquences de loess paléosol (LPS) dans la région de Matmata située dans le sud de la Tunisie. Les résultats d'une combinaison de méthodes principalement classiques (analyse granulométrique, analyse minéralogique, détermination de la teneur en CaCO3, magnétisme environnemental) indiquent des phases de formation importante de sols au cours desquelles les conditions de sédimentation ont fondamentalement changé. L'analyse des minéraux lourds met en évidence une origine nord-ouest, ouest et sud-ouest du matériel loessique. En outre, nous discutons la nature de la formation des sols et expliquons pourquoi ces sols sont si sableux par rapport aux unités de loess. Pendant les phases de formation des sols, le trajet des sédiments en provenance du nord-ouest a été bloqué alors que les matériaux sableux pouvaient encore être soufflés à partir du Grand Erg au sud-ouest. Notre modèle conceptuel de la provenance du lœss à Matmata soutient et précise les conclusions de Coudé-Gaussen et collaborateurs.

International audience; La Paléontologie du Quaternaire est une discipline ancienne, vieille de près de deux siècles. Souvent considéré comme désuète tant ses méthodes apparaissent classiques, l’analyse des ensembles fauniques aura su évoluée avec son temps impliquant de plus en plus des méthodologies intégrées et toujours sophistiquées. La fouille et l’étude de la grotte Tempiette (Savoie) illustre parfaitement l’évolution de cette discipline à l’historique ancien et les relations étroites entre milieu scientifique et groupe spéléologique.

Der unter Denkmalschutz stehende paläolithische Fundplatz Bois de Cagny-La-Garenne war Gegenstand einer Reihe von Sondagen, mit dem Ziel die pleistozänen Ablagerungen zu kartographieren und das archäologische Potential des Fundplatzes neu zu bewerten. Der Bois de La Garenne wurde im 20. Jahrhundert einige Jahrzehnte lang als Kiesgrube genutzt und war Gegenstand mehrerer archäologischer Interventionen. In methodologischer Hinsicht war die Lokalisierung der Sondagen stark von den Ergebnissen der 2018 von Drones Imaging durchgeführten LiDAR-Kampagne bestimmt, auf denen zahlreiche Mikroreliefs erkennbar waren. Der überwiegende Teil der Untersuchungen betraf den Westen des Bois de La Garenne, doch auch imOsten wurden vier archäologisch interessante Bereiche identifiziert., The palaeolithic site of the Bois de Cagny-La-Garenne, classified as a Historic Monument, has been the subject of a survey campaign intended to map the Pleistocene alluvial and loessic sediments and to reassess the archaeological potential of the site. The Bois de La Garenne was exploited as a quarry for much of the 20th century and has been the subject of several archaeological interventions. Methodologically, the location of the surveys was strongly conditioned by the documents resulting from the LiDAR campaign carried out by the company Drones Imaging in 2018, on which many microreliefs were discernible. To the west, most of the Bois de La Garenne has been exploited. On the other hand, in the east, four sensitive areas for archeology have beenidentified., Le Bois de Cagny-La-Garenne, site paléolithique classé aux Monuments Historiques, a fait l’objet d’une campagne de sondages destinée à cartographier les sédiments pléistocènes alluviaux et loessiques et à réévaluer le potentiel archéologique du site. Le Bois de La Garenne a été exploité en tant que carrière pendant une grande partie du XXe siècle et a fait l’objet de plusieurs interventions archéologiques. Sur le plan méthodologique, la localisation des sondages a été fortement conditionnée par les documents issus de la campagne LiDAR effectuée par la compagnie Drones Imaging en 2018, sur lesquels de nombreux microreliefs étaient discernables. À l’ouest, la plus grande partie du Bois de La Garenne a été exploitée. Par contre, à l’est, quatre zones sensibles pour l’archéologie ont été identifiées.

The Seine River (France) drains a catchment area of 80,000 square kilometre partly covering northern France. Despite being one of the main rivers in western Europe, few studies focused on the Seine catchment and its landscape evolution during the Quaternary. In Normandy, the middle and lower Seine valley are characterized by meandering fluvial dynamics, semi-entrenched meanders, and a succession of semi-stepped to stepped fluvial terraces over 100 m of relative height. These landforms and associated deposits reflect the long-term morphological evolution of the river during about 1 Ma. This paper aims to reconstruct the paleo-courses of the lower and middle Seine valley by means of new GIS-supported morphometric analysis of the preserved paleo-meanders, integrating a review of the former Quaternary alluvial stratigraphy. The analysis of the paleo-meanders with high-resolution digital elevation model (DEM) was transcribed into a new geomorphological map of the fluvial deposits and allowing to better understand the progressive but continuous fluvial incision as well as deposition over long distances. The river evolution is discussed regarding Quaternary uplifting, river morphometry, catchment size evolution, as well as glacio-eustatic forcing. La Seine draine un espace de plus de 80 000 km2 couvrant l’essentiel du nord de la France et constitue l’un des cours d’eau majeurs du nord de l’Europe. Cependant, peu d’études se sont attachées à caractériser son évolution géomorphologique au cours du Quaternaire. Dans la région Normandie, la moyenne et la basse vallée de la Seine sont caractérisées par une dynamique en méandres semi-inscrits au sein desquels se développent des terrasses alluviales étagées pour la basse vallée, et semi-étagées pour la moyenne vallée, sur environ 100 m d’altitude relative par rapport au talweg rocheux. Ces morphologies et leurs dépôts associés reflètent les évolutions du cours d’eau sur une période d’au moins 1 Ma.Ce travail a pour objectif de reconstituer les paléo-trajectoires de la moyenne et de la basse vallée de la Seine au moyen d’analyses morphométriques et des outils de cartographie 3D et SIG des témoins morphologiques tels que les paléo-méandres. L’étude des morphologies au moyen des modèles numériques de terrain permet de préciser la stratigraphie quaternaire et l’étagement des terrasses alluviales sur l’ensemble des secteurs étudiés. Une nouvelle cartographie géomorphologique des dépôts fluviatiles est ainsi proposée et permet une meilleure compréhension de l’incision progressive du cours d’eau, de même que l’évolution de sa dynamique sur plus de 100 m d’étagement. Cinq générations d’abandon de méandre ont ainsi pu être déterminés. L’association de la cartographie géomorphologique avec l’étude des indices morphométriques permet de mettre en regard la dynamique fluviatile avec la surrection tectonique des plateaux de craie normands, l’évolution du bassin versant et les forçages glacio-eustatiques.

During the Quaternary, the significant and frequent variations in sea level, associated with tectonic uplift, locally caused the emergence of coral reefs, forming coral reef terrace sequences. They are widespread throughout the world and form an important part of coastal geological formations. From global to local scales, coral reef terrace sequences are essential records of sea level, paleoclimate, and tectonics in the Quaternary. This thesis aims to improve the understanding of the morphogenesis of coral reef terrace sequences by studying the different processes of generation (tectonic movements, eustatic variations, reef bioconstructions) and degradation (marine erosion, continental denudation) of these sequences. For this purpose, a precise geomorphological analysis of the emerged coral reef terraces sequence at Cape Laundi (Sumba Island, Indonesia) was carried out through field surveys and the use of DEM, differential GPS data and satellite images. Dating (230Th/U) and modeling were carried out to constrain the sequence generation processes. To quantify degradation, continental denudation rates (chemical and alluvial) are calculated from the 36Cl cosmonuclides concentrations measured in the limestones forming the terraces. The main results of this thesis have, among others, highlighted 1) the different stages of coral reef terrace morphogenesis, especially those associated with the last interglacial stage (MIS 5), 2) the reoccupation phenomena (constructive and erosive) affecting the lowest terraces of the Cape Laundi sequence, 3) the ratio between continental and marine denudation rates, and 4) the formation and migration processes of eustatic-triggered knickpoints (incision waves) generated along coastal streams draining the sequence. By this way, this thesis disentangles the tectonic, erosive, and eustatic components, as well as their coupling, responsible for the formation of the emerged coral reef terraces sequence at Cape Laundi.; Durant le Quaternaire, les variations importantes et fréquentes du niveau marin, associées au soulèvement tectonique, ont localement provoqué l’émersion des récifs coralliens, formant des séquences de terrasses de récifs coralliens. Ces dernières sont largement répandues à travers le monde et constituent une part importante des formations géologiques littorales. De l'échelle mondiale à locale, les séquences de terrasses de récifs coralliens sont des enregistrements essentiels du niveau marin, du paléoclimat et de la tectonique du Quaternaire. Cette thèse a pour objectif d’améliorer la compréhension de la morphogenèse de ces séquences en étudiant les différents processus qui les génèrent (mouvements tectoniques, variations eustatiques, bioconstructions récifales) et les dégradent (érosion marine, dénudation continentale). Pour cela, une analyse géomorphologique précise de la séquence de terrasses de récifs coralliens du Cap Laundi (île de Sumba, Indonésie) a été effectuée, grâce à des prospections de terrain et à l’exploitation sous SIG de MNT, de données de GPS différentiel et d'images satellites. Des datations (230Th/U) et des modélisations numériques sont réalisées afin de contraindre les processus de génération de la séquence. Pour quantifier la dégradation, des taux de dénudation continentale (chimique et alluviale) sont calculés à partir des concentrations en cosmonucléides 36Cl mesurées dans les roches carbonatées formant les terrasses. Les principaux résultats de cette thèse ont, entre autres, permis de mettre en évidence, 1) les différentes étapes de la morphogenèse des terrasses de récifs coralliens, notamment celles associées au dernier stade interglaciaire (MIS 5), 2) les phénomènes de réoccupation (constructive et érosive) affectant les terrasses basses de la séquence du cap Laundi, 3) le ratio entre les taux de dénudation continentaux et marins, et 4) les processus de formation et de migration des knickpoints (ondes d’incision) générés par les variations eustatiques quaternaires dans les rivières drainant la séquence. Ainsi, cette thèse démêle les composantes tectoniques, érosives et eustatiques, de même que leur couplage, responsables de la formation de la séquence de terrasses de récifs coralliens du Cap Laundi.

This study focuses on the study of the Middle Pleistocene to Late Quaternary sedimentation patterns and palaeoenvironmental conditions of the Nordic seas (Barents, Iceland, Norwegian and Greenland seas), which mark the transition between the North Atlantic and the Arctic oceans. It is based upon a compilation of acoustic data (bathymetry, multibeam imagery) and sedimentological data (calypso piston cores) retrieved during two cruises leaded by the Shom institute. Sedimentary records showed a large variability of the sedimentary processes at play in those seas, depending of the climatic stages and, thus, of extension or decay conditions of the surrounding ice-sheets. Glacimarine, contouritic, hemipelagic and gravity sedimentary facies are recorded in those sedimentary archives. High resolution stratigraphy was obtained using a combination of radiocarbon datings, XRF geochemistry, oxygen isotopic data and biostratigraphy. This allowed to investigate the sedimentary inputs and processes occurring in those seas from the Middle Quaternary (the beginning of the Mid-Pleistocene Transition) to the Late Holocene. It also allowed a better characterization of the variation in the boreal ice-sheet extension, and to identify periods of Atlantic Waters influence over the core sites.; Ce travail présente une analyse des environnements sédimentaires marins profonds des mers nordiques à l’interface de l’Atlantique nord et de l’Arctique (mers du Groenland, de Norvège, de Barents et d’Islande) au cours du dernier million d’années. Il se base sur une base de données acoustiques (bathymétrie, imagerie multifaisceau) et sédimentologique (carottes calypso) issues de deux campagnes réalisées par le Shom. Les enregistrements sédimentaires ont montré une très grande variabilité des processus de sédimentation en jeu dans ces mers en fonction des périodes climatiques, avec notamment une sédimentation glaciomarine, gravitaire, contouritique, et hémipélagique. Ils ont également permis de se concentrer sur la chronologie des périodes de développement ou de retrait des calottes continentales périphériques (calotte du Groenland, calotte Fennoscandie et calotte de Barents et Svalbard), et du couvert de glace de mer. Une étude stratigraphique détaillée a été réalisée sur la base de différents outils (datations radiocarbones, géochimie isotopique, géochimie élémentaire, biostratigraphie sur microfossiles et nannofossiles calcaires, et analyses sédimentologiques). La reconstitution de l’historique d’évolution des apports sédimentaires et des processus responsables de ces apports depuis le Quaternaire moyen (début de la Mid-Pleistocene Transition, MPT) jusqu’à l’Holocène terminal, a permis de mieux caractériser l’impact des variations d’extension des calottes continentales sur la sédimentation des mers nordiques, mais aussi d’identifier les périodes de forte influence du couvert de glace Arctique (y compris calotte potentielle en maxima glaciaire) sur les mers nordiques, et les variations de l'influence des courants de surface et de fond dans la zone nord et la zone sud de ces bassins boréaux. Notamment, les variations d’influences des eaux de surface chaudes et salées de l’Atlantique nord ont pu être identifiées pour certaines périodes de temps.

During the Quaternary, the significant and frequent variations in sea level, associated with tectonic uplift, locally caused the emergence of coral reefs, forming coral reef terrace sequences. They are widespread throughout the world and form an important part of coastal geological formations. From global to local scales, coral reef terrace sequences are essential records of sea level, paleoclimate, and tectonics in the Quaternary. This thesis aims to improve the understanding of the morphogenesis of coral reef terrace sequences by studying the different processes of generation (tectonic movements, eustatic variations, reef bioconstructions) and degradation (marine erosion, continental denudation) of these sequences. For this purpose, a precise geomorphological analysis of the emerged coral reef terraces sequence at Cape Laundi (Sumba Island, Indonesia) was carried out through field surveys and the use of DEM, differential GPS data and satellite images. Dating (230Th/U) and modeling were carried out to constrain the sequence generation processes. To quantify degradation, continental denudation rates (chemical and alluvial) are calculated from the 36Cl cosmonuclides concentrations measured in the limestones forming the terraces. The main results of this thesis have, among others, highlighted 1) the different stages of coral reef terrace morphogenesis, especially those associated with the last interglacial stage (MIS 5), 2) the reoccupation phenomena (constructive and erosive) affecting the lowest terraces of the Cape Laundi sequence, 3) the ratio between continental and marine denudation rates, and 4) the formation and migration processes of eustatic-triggered knickpoints (incision waves) generated along coastal streams draining the sequence. By this way, this thesis disentangles the tectonic, erosive, and eustatic components, as well as their coupling, responsible for the formation of the emerged coral reef terraces sequence at Cape Laundi., Durant le Quaternaire, les variations importantes et fréquentes du niveau marin, associées au soulèvement tectonique, ont localement provoqué l’émersion des récifs coralliens, formant des séquences de terrasses de récifs coralliens. Ces dernières sont largement répandues à travers le monde et constituent une part importante des formations géologiques littorales. De l'échelle mondiale à locale, les séquences de terrasses de récifs coralliens sont des enregistrements essentiels du niveau marin, du paléoclimat et de la tectonique du Quaternaire. Cette thèse a pour objectif d’améliorer la compréhension de la morphogenèse de ces séquences en étudiant les différents processus qui les génèrent (mouvements tectoniques, variations eustatiques, bioconstructions récifales) et les dégradent (érosion marine, dénudation continentale). Pour cela, une analyse géomorphologique précise de la séquence de terrasses de récifs coralliens du Cap Laundi (île de Sumba, Indonésie) a été effectuée, grâce à des prospections de terrain et à l’exploitation sous SIG de MNT, de données de GPS différentiel et d'images satellites. Des datations (230Th/U) et des modélisations numériques sont réalisées afin de contraindre les processus de génération de la séquence. Pour quantifier la dégradation, des taux de dénudation continentale (chimique et alluviale) sont calculés à partir des concentrations en cosmonucléides 36Cl mesurées dans les roches carbonatées formant les terrasses. Les principaux résultats de cette thèse ont, entre autres, permis de mettre en évidence, 1) les différentes étapes de la morphogenèse des terrasses de récifs coralliens, notamment celles associées au dernier stade interglaciaire (MIS 5), 2) les phénomènes de réoccupation (constructive et érosive) affectant les terrasses basses de la séquence du cap Laundi, 3) le ratio entre les taux de dénudation continentaux et marins, et 4) les processus de formation et de migration des knickpoints (ondes d’incision) générés par les variations eustatiques quaternaires dans les rivières drainant la séquence. Ainsi, cette thèse démêle les composantes tectoniques, érosives et eustatiques, de même que leur couplage, responsables de la formation de la séquence de terrasses de récifs coralliens du Cap Laundi.

The site of Venta Micena (Orce, Spain), c. 1.6 Ma, preserves one the best paleontological records of the early Pleistocene large mammals fauna in Europe. Here we describe the specimens of the genus Canis Linnaeus, 1758 in the context of the late Villafranchian and Epivillafranchian fossil dogs from Eurasia. Anatomical and metric data suggest that the Venta Micena Canis form differs from the classical records of Canis etruscus Forsyth Major, 1877 and Canis arnensis Del Campana, 1913, and that it forms part of the younger Canis mosbachensis Soergel (1925) lineage, also recorded in two slightly younger sites of the Orce site complex, Barranco León and Fuente Nueva-3, dated to c. 1.4 Ma. The anatomy of the Venta Micena fossil material shows features that resemble the Canis forms from the Caucasian site of Dmanisi, dated to 1.8 Ma, and Canis ex gr. C. mosbachensis. Nevertheless, dental peculiarities support the creation of a new chrono-species, Canis orcensis n. sp., from the town of Orce. Morphological and paleoecological data suggest that this species probably consumed more vertebrate flesh than other similar sized early Pleistocene canids (i.e., a trend to hypercarnivory), which had more omnivorous dietary habits. Une nouvelle espèce de chien du site du Pléistocène inférieur de Venta Micena (Orce, bassin de Baza, Espagne).Le gisement de Venta Micena (Orce, Espagne), 1.6 Ma environ, possède un des plus importants registres paléontologiques de faune de grands mammifères du Pléistocène inférieur d'Europe. Dans ce travail, nous décrivons des spécimens attribués au genre Canis Linnaeus, 1758 dans le contexte des chiens fossiles du Villafranchien supérieur et de l'Epivillafranchien d'Eurasie. Les données anatomiques et métriques suggèrent que le Canis de Venta Micena diffère des espèces courantes à ces époques, Canis etruscus Forsyth Major, 1877 et Canis arnensis Del Campana, 1913. Il se place à la base de la lignée plus récente appelée Canis mosbachensis Soergel (1925), déjà mentionnée dans deux gisements du complexe d'Orce légèrement plus récents, Barranco León et Fuente Nueva-3, datés d'1,4 Ma envi-ron. L'anatomie primitive du fossile de Venta Micena, avec des caractères semblables à ceux du Caniscaucasien de Dmanisi, daté de 1,8 Ma, conforte la création d'une nouvelle chrono-espèce de canidé, Canis orcensisn. sp., qui prend son nom de la ville d'Orce. Les données paléoécologiques suggèrent que cette espèce consommait plus de viande (i.e., une tendance à la hypercarnivorie) que d'autres canidés de taille semblable du Pléistocène inférieur qui avaient des régimes alimentaires plus omnivores.

International audience

Au début du XXe siècle, un petit ensemble de pièces bifaciales attribuables à l’Acheuléen est mis au jour lors de travaux de terrassement dans les hauteurs qui surplombent le littoral dans la commune de Wissant (Pas-de-Calais). Cette découverte a lieu dans un secteur qui intéresse les géologues et les préhistoriens depuis la deuxième moitié du XIXe siècle, car il permet d’observer des séquences du Quaternaire ancien particulièrement bien conservées. L'expertise et l'étude préliminaire de ces industries permet, tout en gardant les précautions classiques vis-à vis des collections issues d’anciennes recherches, d’en montrer l’intérêt scientifique et les limites. La cohérence technique de l'assemblage souligne le potentiel important de ce secteur pour l'étude des occupations du Paléolithique ancien des Hauts-de-France.

In West Africa, the knowledge of paleoenvironmental evolution has long progressed through the study of oceanic and lacustrine core drilling. The Sudano-Sahelian fluvial hydrosystems, both poorly distributed in space and much coveted by the populations, have been the subject of few studies. Those PhD studies are about the lower valley of the Falémé river, a tributary of the Senegal river near the Mali-Senegal border. The methodology is based on a geomorphological study of a section of about 33 km, and on sedimentological analyses such as classic grain-size analyses, but also some less exploited analyses like quartz morphoscopy and exoscopy. We also tried to study the heavy mineral fraction, the clay fraction (XRD) and the geochemical signature of sediments (XRF and ICP MS). All the results allow us to confirm and refine the chronostratigraphic framework of the lower Falémé valley for approximately 40 000 years . They highlight several elements: (1) The metamorphoses of the fluvial system offer a good correlation with multi-millennial climatic oscillations attested at Late Pleistocen, but also with Holocen fluctuations of lesser amplitude. (2) This confirms the high sensitivity of the Sudano Sahelian hydrosystems to climate change, and the great potential of their paleoclimatic records. (3) Regarding the methodological approach, the quartz morphoscopy is justified to try to better mesure and characterize the aeolian inputs., En Afrique de l’Ouest, la connaissance des évolutions paléoenvironnementales a longtemps progressé grâce aux études de carottes océaniques et lacustres. Les hydrosystèmes fluviaux en domaine soudano-sahélien , à la fois mal répartis dans l’espace et très convoités par les populations, ont fait l’objet de peu d’études. Ces recherches de thèse se proposent donc d’étudier la basse vallée de la Falémé, un affluent du fleuve Sénégal qui borde la frontière sénégalo-malienne. La méthodologie repose sur l’étude géomorphologique d’un tronçon d’environ 33 km, ainsi que sur des analyses sédimentologiques mêlant des approches classiques comme la granulométrie mais également des analyses moins exploitées comme la morphoscopie et l’exoscopie des quartz. L’étude des minéraux lourds, de la fraction argileuse (DRX) ainsi que des analyses géochimiques (XFR et ICP-MS) ont également été testées. L’ensemble des résultats permettent de confirmer et d’affiner le cadre chronostratigraphique de la basse vallée de la Falémé depuis environ 40 000 ans. Ils mettent en avant plusieurs éléments: (1) Les métamorphoses du système fluvial offrent une bonne corrélation avec les grandes oscillations climatiques plurimillénaires attestées au Pléistocène supérieur, mais également avec les fluctuations Holocène de moindre amplitude. (2) Cela confirme la grande sensibilité des hydrosystèmes soudano-sahélien aux changements climatiques, et le potentiel de leurs enregistrements paléoclimatiques. (3) En termes méthodologiques, l’étude morphoscopique des quartz paraît justifiée pour tenter de mieux mesurer et caractériser les apports éoliens.

During glacial-interglacial cycles of the Quaternary, the atmospheric CO₂ (pCO₂) concentration is associated with important variations, in particular during transitions between glacial and interglacial periods, also called terminations, with increases of up to 100 ppm of pCO₂ in a few thousand years. While the roles of oceanic circulation and sea-ice cover on pCO₂ are studied for several years now, little is known on the impact of biological productivity. The goal of this thesis is to reconstruct the past changes in biological productivity and to estimate their contributions on atmospheric pCO₂ variations over the last 800 000 years (ka), with particular attention to Termination V (~425 ka) and Marine Isotope Stage (MIS) 11, the interglacial period around 400 ka. Two different approaches were combined to reconstruct global and local variations of biological productivity. Measurements of Δ¹⁷O of O₂ in the air trapped in the Antarctic EPICA Dome C ice core between 400 and 800 ka allowed to complete the pre-existing record and trace back variations of global biosphere productivity expressed in oxygen fluxes over the past 800 ka. Micropaleontological (coccoliths, foraminifera) and geochemical (TOC, CaCO₃, XRF) analyses were performed on a sediment core of the Indian sector of the Southern Ocean (MD04-2718) to reconstruct the changes in biological pump efficiency over the past 800 ka. The results obtained during this thesis showed that, at the scale of glacial-interglacial cycles, global biospheric productivity and Southern Ocean carbonate production are more important during interglacial periods compared to glacial periods, minimizing the impact of marine organic productivity on atmospheric pCO₂. Termination V and MIS 11 register the strongest biosphere productivity of the past 800 ka and the highest marine carbonate production of the past 9 interglacial periods in the Southern Ocean. While the important carbonate production is a source of CO₂ for the atmosphere, the rise in biosphere productivity would counterbalance the increase in pCO₂ through photosynthesis.; A l’échelle des cycles glaciaires-interglaciaires (G/IG) du Quaternaire, la concentration atmosphérique en CO₂ (p CO₂) est associée à d’importantes variations, notamment pendant les transitions entre périodes glaciaires et interglaciaires, aussi appelées terminaisons, qui enregistrent des augmentations de pCO₂ de l’ordre de 100 ppm en quelques milliers d’années. Alors que les rôles de la circulation océanique et de l’étendue de la couverture de glace sur le pCO₂ sont étudiés depuis plusieurs années, peu de travaux s’intéressent à l’impact de la productivité biologique. L’objectif de cette thèse est de reconstruire les changements de productivité biologique et d’estimer leur contribution sur les variations de pCO₂ atmosphérique au cours des derniers 800 000 ans (ka), en portant une attention particulière à la Terminaison V (~425 ka) et au stade isotopique (MIS) 11, l’interglaciaire enregistré vers 400 ka. Pour cela, deux approches ont été combinées pour remonter aux variations globales et locales de la productivité biologique. Des mesures de Δ¹⁷O de O₂ effectuées dans les bulles d’air piégé dans la carotte de glace EPICA Dome C (Antarctique) entre 400 et 800 ka, ont permis de compléter les mesures préexistantes et remonter aux variations de la productivité biosphérique globale exprimée en flux d’oxygène au cours des derniers 800 ka. Des analyses micropaléontologiques (coccolithes, foraminifères) et géochimiques (COT, CaCO₃, XRF) ont été effectuées sur une carotte sédimentaire du secteur Indien de l’Océan Austral (MD04-2718) pour remonter aux variations d’efficacité de la pompe biologique au cours des derniers 800 ka. Les résultats obtenus durant cette thèse ont permis de montrer qu’à l’échelle des cycles G/IG, la productivité biosphérique globale et la productivité carbonatée dans l’Océan Austral sont plus importantes pendant les interglaciaires comparées aux glaciaires, ce qui minimise l’impact de la productivité organique marine sur la pCO₂ atmosphérique. La Terminaison V et MIS 11 enregistrent la plus forte productivité biosphérique des derniers 800 ka et la plus importante production carbonatée marine des 9 derniers interglaciaires dans l’Océan Austral. Alors que la forte productivité carbonatée est une source de CO₂ pour l’atmosphère, l’augmentation de la productivité de la biosphère permettrait de contrebalancer l’augmentation de pCO₂ via la photosynthèse.

Ce volume de HDR présente les positionnements et postures scientifiques qui ont jalonné mon itinéraire de chercheuse ainsi que les projets de recherche actuellement en cours. Il met en perspective les travaux que j’ai effectués depuis ma soutenance de thèse, il y a une dizaine d’années, et montre quel a été l’apport de ma production scientifique à la connaissance des changements environnementaux quaternaires dans les montagnes des latitudes moyennes. Au fil des pages, il explicite comment les géographes, à travers une analyse multi-scalaire des paysages, participent au dialogue pluridisciplinaire des géosciences de l’environnement.Le premier chapitre expose les principes et méthodes d’utilisation des nucléides cosmogéniques produits in situ en géochronologie et géomorphologie. Il présente brièvement le flux de particules cosmiques qui parcourt l’espace, son interaction avec l’environnement terrestre, les modalités de la cascade hadronique dans l’atmosphère et, surtout, dans les premiers mètres de la croute terrestre où se forment les nucléides cosmogéniques produits in situ. Ce chapitre fait également le point sur les protocoles de traitement chimique mis en œuvre pour extraire le 10Be et le 26Al du quartz ; il fait aussi le point sur les principes physiques sur lesquels repose la mesure des rapports isotopiques [10Be/9Be] et [26Al/27Al] par AMS. Enfin, ce chapitre détaille les principes de modélisation sur lesquels reposent les différentes applications de cet outil devenu incontournable en géosciences de l’environnement.Les chapitres 2 et 3 sont beaucoup plus franchement centrés sur ma production scientifique proprement dite ; ils montrent comment les données géochronologiques acquises ces dernières années sur les archives fluviales et glaciaires du domaine pyrénéen permettent de reconstituer la variabilité spatiale et temporelle des changements environnementaux survenus au cours du Pléistocène dans cette montagne des latitudes moyennes. Le chapitre 2 est strictement centré sur les fluctuations pléistocènes des fronts glaciaires. Il propose un panorama historiographique d’un siècle de travaux, des premières stratigraphies relatives aux chronologies numériques les plus récentes. Il discute l’apport respectif de toutes les méthodes de datation mobilisées sur ce type d’archive sédimentaire mais il insiste tout particulièrement sur les datations par exposition issues de mesures de concentration en nucléides cosmogéniques sur les blocs erratiques des constructions morainiques et les verrous rocheux polis par la glace. Il détaille les stratégies d’échantillonnage à privilégier et souligne la nécessité de confronter ces « âges apparents » aux stratigraphies relatives des dépôts de marge glaciaires qui jalonnent les stades d’englacement identifiables à l’échelle d’un bassin versant. Enfin, il montre comment ces informations géochronologiques et géodynamiques sont susceptibles de nourrir des questionnements scientifiques portés par des communautés de chercheurs extrêmement variées, de la préhistoire aux géosciences. Le chapitre 3, quant à lui, est centré sur les séquences fluviales pléistocènes. Il est organisé selon une logique comparable à celle du chapitre 2 dans la mesure où il présente les stratigraphies relatives élaborées dans le courant du 20e siècle, leur intérêt en termes de corrélation des séquences fluviales à l’échelle régionale, avant de dresser un bilan, à l’échelle des Pyrénées, des datations numériques actuellement disponibles sur les séquences fluviales pléistocènes. Comme dans le chapitre précédent, toutes les méthodes de datation sont passées en revue et discutées, mais une attention particulière est accordée aux profils verticaux de TCN qui ont été publiés au cours des 5 dernières années sur les bassins fluviaux du Sègre, de la Têt, de l’Ariège, de la Neste et de la vallée d’Aspe. Les stratégies d’échantillonnage, les procédures de modélisation des données analytiques et l’interprétation des solutions âge, dénudation, héritage et densité fournies par la méthode sont tout particulièrement soulignées. Enfin, ce chapitre montre comment l’opportunité de contraindre la chronologie des étagements de terrasses permet de quantifier la variabilité spatiale et temporelle de l’incision fluviale pléistocène et donc, indirectement, celle des mouvements verticaux de la croûte terrestre. Ce chapitre montre aussi comment ces données géochronologiques permettent de raisonner sur la nature et la temporalité des forçages environnementaux responsables de perturbations des systèmes fluviaux suffisamment durables et/ou intenses pour avoir engendré une métamorphose fluviale à l’échelle du bassin versant.Enfin, la conclusion générale propose un bilan de l’apport spécifique des nucléides cosmogéniques produits in situ à la caractérisation et la quantification des changements environnementaux survenus dans les Pyrénées au cours du Pléistocène. Ce retour d’expérience sur 10 ans d’utilisation de cet outil permet de souligner dans quelle mesure, et pour quelles raisons, ses différentes applications livrent des résultats exploitables d’un point de vue géochronologique.

Resumo O Parque Nacional da Serra da Capivara desponta como estudo de caso para pesquisas do Quaternário e de geomorfologia no nordeste semiárido brasileiro. Trabalhos anteriores no vale da Serra Branca, uma das principais unidades geomorfológicas do parque, revelam o predomínio de espessos depósitos coluviais, sugerindo flutuações climáticas episódicas com aumento da umidade no semiárido desde o Pleistoceno Superior. Este estudo está focado na aplicação da estratigrafia GPR à investigação de depósitos quaternários nos três quilômetros de largura do médio-curso do vale da Serra Branca. Dados GPR e RTK de alta resolução e datações LOE sugerem evolução geomorfológica mais complexa do que a vislumbrada anteriormente. Resultados indicam bacias de primeira ordem com incisões erosivas soterradas por depósitos de leques aluviais datados do Holoceno Médio a Inferior. Paleo-canal de 300 metros de largura, preenchido por aluviões, ocorre suspenso a 14 metros acima do fundo do vale atual, documentando a incisão do vale desde Último Máximo Glacial. Os dados GPR e RTK possibilitam mapear rochas truncadas; depósitos coluviais e aluviais; pedimentos; divisores rebaixados; canal fluvial relictual, e o fundo do vale atual. Os resultados apontam para clima mais úmido do que o atual durante o último estágio glacial global. Résumé Le Parc National de la Serra da Capivara se distingue comme étude de cas pour des recherches du Quaternaire et de géomorphologie dans le nordeste semi-aride Brésilien. Études préalables dans la vallée de la Serra Branca démontrent la prédominance sur cette unité géomorphologique d´épais dépôts colluviaux, liés à des épisodes climatiques plus humides dans le semi-aride dès le Pléistocène Supérieur. Cette étude vise l’application de la stratigraphie GPR aux dépôts quaternaires de la moyenne vallée de la Serra Branca, large de trois kilomètres. Données GPR et RTK d’haute résolution et datations LOE suggèrent une évolution géomorphologique plus complexe que celle envisagée préalablement. Les vallées de premier ordre sont entaillées par des ravins, ensevelis sous des cônes alluviaux datés de l’Holocène Moyen a Inférieur. Un paleo-chenal alluvial, large de 300 mètres, se trouve perché de 14 mètres sur le fond de vallée actuelle, enregistrant la dissection de la vallée dès le Dernier Maximum Glacial. Les données GPR et RTK permettent de cartographier surfaces tronquées ; dépôts colluviaux et alluviaux ; pédiments ; lignes de faîte aplanies ; un chenal fluvial relictuel, et le talweg actuel. Les résultats suggèrent un climat plus humide qu’aujourd’hui durant le dernier cycle glacial global. Abstract The Serra da Capivara National Park is an optimal case study for Quaternary and geomorphology studies in the semiarid region of northeastern Brazil. Previous research in the Serra Branca valley, which is one of the park’s main geomorphological units, reveals the predominance of thick colluvial deposits, suggesting episodic fluctuations towards wetter semiarid climates since the Upper Pleistocene. This study focuses on the application of GPR stratigraphy to Quaternary deposits along the three kilometers-wide middle reach of the Serra Branca valley. High-resolution GPR and RTK data and OSL dating suggest a more complex geomorphic evolution than previously envisioned. Results indicate the existence of gullied first-order watersheds that lie buried under small alluvial fan deposits since at least the Early to Middle Holocene. A 300 meters-wide alluvium filled paleo-channel is found, hanging about 14 meters higher than the present valley bottom and recording the incision of the valley since the Last Glacial Maximum. GPR and RTK data enable mapping truncated rock surfaces; colluvial and alluvial deposits; pediments; worn down watersheds; a relict fluvial channel, and the present valley bottom. Results suggest that the local climate during the last global glacial stage was wetter than today.

Situé à plus de soixante kilomètres vers le large, l’archipel de la Galite a une superficie de quelque 800 ha seulement et est, aujourd’hui non habité ; les seules présences humaines sont principalement en rapport avec une activité de contrôle et de surveillance. Mais il occupe, comme d’autres îles de la façade nord de la Tunisie, une place importante dans le paysage naturel. Ceci est dû à sa position isolée ainsi qu’au caractère découpé de ses rivages, ses altitudes qui dépassent localement 300 m et ses versants souvent escarpés. C’est aussi un archipel qui se distingue par sa géologie puisqu’il constitue le seul espace tunisien à accorder une place importante aux affleurements de roches éruptives. Les héritages quaternaires sont relativement peu variés et surtout limités en extension mais encore inconnus ou peu étudiés. Nos premières investigations montrent qu’ils ne manquent pas de spécificités et qu’ils peuvent être propices à une étude significative pour la compréhension de l’évolution des paysages et la reconstitution des paléomilieux, notamment pour le Quaternaire supérieur. Des éléments intéressants ont été déjà relevés au sujet des variations du niveau marin et de l’activité éolienne depuis le dernier interglaciaire permettant de compléter ou de nuancer des résultats obtenus par les travaux effectués sur les rivages du continent. Non moins important est le fait que cet archipel ait connu une présence humaine continue à différentes époques, depuis l’Antiquité jusqu’à l’époque moderne et contemporaine. Bien des traces constituent, outre leur valeur patrimoniale, des repères et indicateurs intéressants pour l’étude de la dynamique du milieu et sa perception par l’homme au fil du temps. Tout cela a favorisé une variété paysagère indéniable et une dynamique morphologique intéressante avec souvent un chevauchement de l’activité d’agents variés dans des espaces exiguës et contigus. Ce qui nécessite parfois une lecture spécifique des coupes où s’imbriquent souvent des dépôts de faciès, de nature et d’origine variées. Le caractère ouvert du rivage sur la mer ainsi que l’importance des pentes ont, de leur côté, favorisé une dynamique pouvant être à l’origine de différents risques. Enfin, le fait que l’archipel ait été occupé à différentes époques et qu’il soit resté, par la suite, en dehors d’une intervention humaine directe sur de longues périodes donne l’occasion de mieux apprécier la place des facteurs naturels dans certaines dynamiques ainsi que les perturbations qui peuvent résulter de la présence de l’homme mais aussi de son absence et de son abandon des lieux d’habitation et des formes d’aménagement qu’il voulait adaptées aux contraintes du milieu. Located more than 60 kilometers from the continent, the archipelago of La Galite covers an area of only 800 ha. Today, it is uninhabited and the few human settlements that can be identified are mainly related to a control and monitoring activity. However, this archipelago occupies, like the other islands of the northern facade of Tunisia, an important place in the natural landscape. This is mainly due to its isolated position, the irregular shape of its shoreline, its altitudes that exceed locally 300 m and its slopes frequently very steep. This archipelago is also distinguished by its geology. It is the only Tunisian location where outcrops of eruptive rocks occupy an important place. Quaternary forms and deposits are relatively little varied, often limited in extension and still unknown or not well studied. However, our first investigations show that they do not lack specificities and can be of significant value for the understanding of the evolution of the landscapes and the reconstitution of the paleomilieus, in particular for the Upper Quaternary. Interesting elements have already been noted concerning the variations in sea level and wind activity since the last interglacial period. These elements permit to complete and nuance the results obtained by the works carried out on the shores of the continent. No less important is the fact that this archipelago has known a continuous human presence at different epochs, from ancient to modern and contemporary. In addition to their heritage value, many traces constitute interesting markers and indicators for the study of the dynamics of the environment and its perception by human societies over time. All of the above has favored an undeniable landscape variety and interesting morphological dynamics with often an overlap of the activity of various agents in small and contiguous spaces. This has sometimes necessitated a specific reading of the sections in which deposits of various characteristics, nature and origin are intertwined. On the other hand, the openness of the shoreline on the sea as well as the importance of the slopes are at the origin of dynamics that could cause various natural hazards. Finally, the fact that the archipelago has been occupied at different times and that it has remained outside of a direct human intervention for long periods gives an opportunity to better appreciate the place of natural factors in certain recent dynamics. This also allows for an evaluation of the impact of the disturbances that can result from the human presence but also from the abandonment of the area and the managements which were designed to be adapted or to cope with the constraints of his environment.