Dissertations / Theses on the topic 'Datation – Méthode du carbone 14'

Un choix judicieux des materiaux utilises en datation et leur mode de preparation au laboratoire conditionnent en grande partie la fiabilite des datations radiocarbone. Chaque type de materiel implique la mise en uvre d'une procedure speciale de traitement qui permet de selectionner le carbone approprie a la datation. Ce texte resume les recherches menees pendant 25 ans au laboratoire de radiocarbone de l'universite de lyon pour mettre au point une methode de traitement de certains materiaux, en particulier les plus utiles a l'application du radiocarbone a l'archeologie. On explique d'abord pourquoi l'extraction du collagene est le meilleur traitement reserve aux ossements. Il est souligne ensuite qu'une datation precise n'est a esperer de la mesure du radiocarbone des carbonates continentaux ou des matieres organiques des paleosols et des reserves sont apportees pour certaines matieres vegetales. Une part importante du texte est consacree a la datation directe des tessons de poterie et des mortiers. Si, pour les ceramiques, la mise en evidence de l'origine tres complexe de leur carbone laisse pour l'instant peu de possibilite de les dater meme en utilisant les accelerateurs (methode dite a. M. S. ) en revanche l'emploi de ces derniers et la mise au point de nouvelles methodes d'investigation des mortiers peuvent ouvrir des nouvelles perspectives

La poterie est un temoin direct de l'activite humaine et fournit, par ses etudes macroscopiques et microscopiques, beaucoup de renseignements sur ses producteurs. Pourtant, la datation par le radiocarbone, couramment appliquee en archeologie aux artefacts tels que charbon, bois et os, n'a que rarement eu recours au materiel ceramique. Il s'avere, en effet, que les diverses origines du carbone des poteries conferent a ce materiau une mauvaise fiabilite. Le probleme consiste alors a extraire, pour la datation, le carbone representatif de l'epoque de fabrication de la poterie. Dans un premier temps, nous avons elabore nos propres echantillons avec des matieres premieres (argile et degraissant) de nature et d'age connus et dans des conditions de cuisson telles que le combustible, d'age connu egalement, degage des fumees capable de noircir nos poteries experimentales. C'est cette derniere source de carbone, souvent appelee carbone d'enfumage et presente en plus ou moins grande quantite sur beaucoup de ceramiques archeologiques, que nous avons cherchee a extraire. Le brulage, sous oxygene, a basse temperature, des tessons ceramiques broyes extrait de facon preferentielle le carbone de cuisson. Ce traitement applique a une lamelle decoupee dans une partie enfumee de la poterie libere, presqu'exclusivement, le carbone issu de l'enfumage. Ces techniques, appliquees a des tessons archeologiques d'age connu, ont donne des resultats encourageants. Enfin, nous avons explore une nouvelle technique qui consiste a oxyder le carbone par action d'un rayonnement laser a la surface de l'echantillon. Moyennant de serieuses precautions experimentales dues aux faibles quantites de carbone mises en jeu, l'utilisation de cette technique pour extraire le carbone d'enfumage semble prometteuse

En vue d'une application en chimie du carbone 14, nous avons synthetise un certain nombre de phenols et de naphtols diversement substitues. Par reaction de l'acetylene, qui sera porteur de l'isotope radioactif, avec des chlorures d'acides 3,4-ethyleniques adequats, le phenol non substitue et le 4-ethyl phenol ont ete obtenus. Par contre, il n'a pas ete possible, en utilisant cette methode, de synthetiser d'autres phenols. Le remplacement des chlorures d'acides 3,4-ethyleniques par des chlorures d'acides phenylacetiques a permis la synthese de 2-naphtols substitues, notamment par des groupements methyls, phenyls, chloro et methoxy. Enfin, l'elaboration du 2-naphtol non substitue par cette methode nous a permis de realiser la synthese totale de la naftazone marquee au carbone 14

La datation par la méthode du radiocarbone fait partie des méthodes d’analyse utilisées en archéologie et histoire de l’art pour déterminer l’âge d’un objet constitué de matériaux issus d’organismes vivants. Aujourd’hui, dans le domaine des arts, et en particulier dans celui de la peinture, les constituants d’une œuvre peinte accessibles à cette technique sont les supports en bois, en toile ou papier et, depuis peu, les liants d’origine végétale ou animale. Cependant, le résultat provenant des supports ne reflète pas toujours la date de réalisation de l’œuvre en raison du réemploi habituel de ces matériaux. Le liant n’est, quant à lui, pas toujours organique ni présent en quantité suffisante. Trouver d’autres matériaux du peintre datables par 14C est donc d’importance pour authentifier une œuvre picturale. À l’exception du noir de carbone issu du charbon de bois ou d’os, la plupart des autres constituants des couches de peintures semblent inappropriés car il s’agit, généralement, de pigments inorganiques extraits de minerais naturels et dépourvus en 14C.Le blanc de plomb est un pigment qui a été très largement utilisé de l’Antiquité jusqu’au tout début du 20ème siècle. L’étude des mécanismes de sa synthèse a récemment mis en évidence le rôle du dioxyde de carbone dans la formation des deux carbonates de plomb (cérusite et hydrocérusite) qui le compose. Ainsi, l’incorporation de carbone lors de la production du blanc de plomb fait de lui un potentiel candidat pour la datation radiocarbone et pour l’authentification des œuvres peintes.Ce travail de thèse a consisté à mettre en place les protocoles expérimentaux pour la mesure des isotopes du carbone (13C et 14C) dans les pigments et peintures à base de blanc de plomb afin de tester cette hypothèse. Un protocole d’extraction du carbone des carbonates de plomb a été développé et adapté à la nature et à la complexité des matériaux étudiés, pigment brut ou chargé et peinture. L’étude s’appuie sur les propriétés de décomposition thermique des carbonates de plomb et permet de déterminer les meilleures conditions d’extraction du carbone. La méthode a ensuite été éprouvée et validée sur un large panel d’échantillons modèles et d’échantillons historiques d’âge connu. De plus, les données isotopiques du carbone ont été mises en relation avec les recettes historiques et ont permis de discriminer les différents procédés de production du blanc de plomb.Cette thèse a permis de démontrer que le blanc de plomb est un pigment inorganique datable par la méthode du radiocarbone : la mesure 14C fournit alors sa date de fabrication. La démarche et les protocoles présentés pour cette étude pourraient également être adaptés à d’autres pigments inorganiques de peinture contenant du carbone organique, augmentant ainsi le nombre de matériaux disponibles pour la datation et l’authentification du patrimoine pictural
Radiocarbon dating is one of the analytical methods used in archaeology and art history to determine the age of an object made up of materials from living organisms. Today, in the field of the arts, and particularly for paintings, the supports in wood, canvas or paper, and recently the binders of plant and animal origin are the only constituents of painted works accessible to this technique. However, the results coming from the supports do not always reflect the date of creation of the artwork because of the common reuse of these materials. In addition, the binder is not always organic or present in sufficient quantities. Finding other materials that can be dated by 14C is therefore important to authenticate a painting. Except black carbon made from charcoal or bone, most of the others constituents of the paint layers are not appropriate because they are generally inorganic pigments, extracted from natural ores and depleted in 14C.Lead white is a synthesized inorganic pigment, widely used from Antiquity to the very beginning of the 20th century. The study of the mechanism of its synthesis has recently highlighted the role of carbon dioxide in the formation of cerussite and hydrocerussite, the two lead carbonates that compose this pigment. Thus, by considering the incorporation of carbon during the synthesis, lead white seems to be a potential candidate for radiocarbon dating and for the authentication of painted artworks.This thesis work consisted in setting up experimental protocols based on the measurement of carbon isotopes (13C and 14C) in lead white based pigments and paints in order to test this hypothesis. A protocol for the extraction of carbon from lead carbonates was developed and adapted to the nature and complexity of the materials studied, raw or filled pigment and paint. The study is based on the thermal decomposition properties of lead carbonates and allows to determine the best conditions for carbon extraction. This method was then tested and validated on a large panel of model samples and historical samples of know age. In addition, the carbon isotopic data were related to the historical recipes and made it possible to discriminate between the different lead white production processes.This thesis demonstrates that lead white is an inorganic pigment that can be radiocarbon dated. The 14C measurement provides information on the date of its manufacture. The approach and protocols presented for this study could also be adapted to other inorganic paint pigments containing organic carbon, thus increasing the number of available materials for dating and authenticating pictorial works of art

Dans les departements d'antioquia et de risaralda (colombie centrale), les formations superficielles sont de type volcano-detritique. Les unites les plus anciennes sont indurees, diaclasees et faillees. Les unites plus recentes, ou tephras superieurs, qui les surmontent, atteignent au plus 1 m d'epaisseur. Dans le departement d'antioquia (altiplano et vallee d'aburra), sur la cordillere centrale andine, l'etude des mineraux lourds et la datation des tephras par traces de fission (tf) sur zircons et 1 4c montrent que les formations superficielles ne se sont deposees sur le bati cretace a precambrien qu'a partir du pliocene superieur. La datation par tf permet en outre de dater diverses formations sedimentaires (paleolacs, terrasses fluviatiles, stone line), et un evenement tectonique (formation de la vallee d'aburra). Pour les tephras superieurs, la determination des mineraux lourds permet d'etablir une stratigraphie reconnaissable dans tout l'altiplano. La datation par tf et 1 4c situe ces tephras entre 0,44 ma et, pour leur unite superieure, sur laquelle se developpent les sols actuels, 20 a 30 ka. La periode d'activite du massif volcanique du ruiz-tolima, situe a 80 km au sud du departement d'antioquia, date essentiellement du plio-quaternaire, jusqu'a l'actuel. Elle correspond a celle enregistree dans les tephras d'antioquia et le ruiz-tolima pourrait donc etre la source des tephras d'antioquia. Les ages des zircons de socle (provenant de saprolites ou de formations superficielles) sont presque toujours cretace superieur-paleocenes, ou dans le sud, tertiaires, temoignant du refroidissement au-dessous d'environ 250\c de leur materiel d'origine (batholite antioquenio mesozoique, son encaissant metamorphique, ou des intrusions plus recentes). Dans un echantillon, des ages tf jurassiques montrent que localement le socle paleozoique a ete maintenu, depuis au moins 185 ma, a des temperatures <300\c. Dans le departement de risaralda, situe juste a l'ouest du ruiz-tolima, sur le flanc ouest de la cordillere centrale (abanico, -cone-, de pereira) les tephras superieurs, seuls etudies ici, sont a la fois plus abondants et plus recents. Il n'a pas ete possible d'etablir une stratigraphie de ces formations, tres etendues depuis le ruiz-tolima jusqu'a l'extremite ouest de la zone d'etude, dans la cordillere occidentale. Les tephras dates (par 1 4c) se situeraient entre au moins 14 ka sur la terrasse de pereira et moins de 8 ka sur cette meme terrasse et dans le secteur du lac d'otun (proche au ruiz-tolima).

Cette thèse est consacrée aux grottes et aux dépôts souterrains du grand bassin karstique charentais de la Touvre, la deuxième source de France qui alimente Angoulême. Le premier objectif est de montrer que la série calcaire jurassique est affectée dans sa masse par le processus de fantômisation (altération isovolume) qui s’est produit pendant le Crétacé inférieur durant 45 millions d’années. Les preuves ont été apportées dans les carrières, les grottes et à partir des forages. La fantômisation de la roche explique la genèse des grottes labyrinthiques et permet d’expliquer que les grandes réserves aquifères sont contenues principalement dans la roche devenue poreuse (circulation très lente) et secondairement dans des conduits karstiques (circulation rapide). Cette conclusion est confirmée par l’analyse des courbes de tarissement de la résurgence qui suggère une mauvaise karstification. Le deuxième objectif est l’étude de deux grands remplissages détritiques situés dans les grottes de la Fuie et du Bois du Clos. L’étude géochimique, sédimentologique et minéralogique des dépôts a permis de caractériser les dynamiques hydro-sédimentaires et les conditions paléoenvironnementales, notamment entre les stades isotopiques marins 6 et 3, obtenus à partir des datations 14C et U/Th sur les stalagmites de la grotte du Bois du Clos. L’imagerie chimique par fluorescence X met en évidence des niveaux carbonatés, apportant une preuve supplémentaire de la spéléogenèse par fantômisation. Enfin l’étude comparée des séquences spéléologiques et archéologiques régionales rend compte du rôle des paramètres locaux et régionaux, mais aussi des facteurs globaux au niveau paléoclimatique
This PhD aims to study caves and subterranean karst infillings deposits from Charente (Touvre catchment) as a memory of past climate and environments. From the concept of site effect, the two studied caves (Bois du Clos and Fuie) show an original recording of the regional palaeoclimatic conditions of the Middle-Upper Pleistocene and of the Holocene. The prominent role of the ghost-rock processe during the long geological time of Lower Cretaceous (45 Ma) was demonstrated by the study of three quarries, drilling and the young cave of La Fuie. This alteration process explains the genesis of labyrinthic caves and also the complexity of the Touvre aquifer which supplies the city of Angoulême. Indeed the large water reserve is situated into the porous rock (slow drainage) while a small part is drained by the karst conduits (fast drainage coming from river losses). The geochemical, sedimentological and mineralogical studies of detrital infillings deposits into Bois du Clos and la Fuie allowed to characterize hydrosedimentary dynamics and palaeoenvironmental conditions between marine isotope stages 6 and 3, obtained by 14C et U/Th in speleothems of Bois du Clos cave. The microchemical imagery by X-ray fluorescence has highlighted the existence of some carbonated levels related to the process of speleogenesis by ghost rock and the major role of groundwater level fluctuations. The compared chronostratigraphic study of the regional speleological and archaeological sequences finally allowed reflecting the role of local and regional settings, as well as global parameters in palaeoclimate

Peut-on prévoir le déplacement de l'eau dans les aquifères à partir des espèces carbonées dissoutes? Répondre à cette question implique de préciser le comportement du carbone inorganique dissous dans son environnement. Pour ce faire, la technique du traçage (artificiel et naturel), principalement par les isotopes du carbone 13c et 14c, est utilisée à différentes échelles: décimétrique (colonne de matériau remanié); métrique (site expérimental sur l'aquifère de la craie semi-captif à Béthune, Pas de Calais); hectométrique, voire kilométrique (aquifères captifs dits de l'Astien (Hérault) et de l'ensemble sables de Bracheux-craie sous le marais de Sacy, Oise). Ces expériences mettent en évidence un retard des espèces carbonées vis-à-vis des autres traceurs utilisés. Le retard est lié à des interactions dont les caractéristiques permettent de proposer que le principal phénomène de rétention est un échange isotopique (voire un échange isotopique moléculaire) entre les espèces carbonées présentes dans la phase mobile et celles d'une phase immobile carbonée solide ou liquide. Dans certaines conditions sur le terrain, ces échanges échapperaient au contrôle effectué par les teneurs en l3c ce qui pourrait expliquer la faiblesse des âges radiométriques corrigés, principalement par ledit 13c, dans certains aquifères. Compte tenu des caractéristiques cinétiques de l'interaction, les modèles de transport mis au point simulent assez bien les distributions de temps de séjour et les retards observés lors des expériences de traçage artificiel. L'identification de la valeur des paramètres caractéristiques du transport avec interaction, connus ou inconnus par l'expérimentation, amène une discussion sur la validité des modèles employés. Dans le cas du traçage naturel par le radiocarbone dans les aquifères, la modélisation avec coefficient de retard donne une assez bonne approximation à l'ordre 1, qui devient parfois une condition nécessaire à l'application de la théorie du transport et à l'utilisation de la méthode radiométrique comme outil d'évaluation approchée du taux de renouvellement des eaux.

II est indispensable pour La Soufrière de Guadeloupe d'améliorer notre connaissance de l'histoire passée duvolcan pour pouvoir élaborer des scénarii crédibles d'un futur événement éruptif. Ce travail présente une nouvelle chronologie détaillée de l'histoire eruptive du complexe de la Grande Découverte - Soufrière (GDS) de Guadeloupe pour les derniers 50 000 ans. Notre étude multi-approche est basée sur une étude stratigraphique de plus de 250 nouveaux affleurements, 181 nouvelles datations 14C et l'obtention de carottes sédimentaires de l'unité connue de « Cendres Jaunes ». Nos nouvelles données chrono-stratigraphiques couplées à une synthèse exhaustive des données passées démontrent notamment que l'activité magmatique du complexe GDS est beaucoup plus élevée que suggéré auparavant. Nous mettons en évidence un minimum de 28 événements éruptifs pour ce complexe et 15 événements éruptifs pour l'épisode plus récent de la Soufrière de Guadeloupe. Sur 50 000 ans nous caractérisons un minimum de 21 phases explosives majeures balayant une large gamme de magnitudes et un minimum de 17 phases à croissance de dôme de magnitude importante caractérisées par une importante explosivité. Plus de la moitié de ces événements éruptifs sont observés au cours des derniers 9000 ans et sont rattachés à l'épisode de la Soufrière. Ces phases éruptives sont associées à 16 déstabilisations de flanc au sein d'événements éruptifs complexes que l'on décrit comme polyphasiques. L'interprétation de ces données en termes de récurrence, de magnitude et d'intensité permet d'affiner nos scénarios éruptifs crédibles et réalistes pour un futur événement de la Soufrière de Guadeloupe
It is important for the Soufrière volcano to improve our reconstruction of the eruptive past over an extended period to elaborate refined and credible eruptive scenarios. In this doctoral thesis, we present the results of a new detailed chronology of the eruptive history of la Grande Decouverte - Soufrière (GDS) complex for the last 50 000 years. Our integrated approach is based on the stratigraphyic analysis of more than 250 new outcrops, 181 new radiocarbon age dates as well as on a sedimentologic study of cores newly obtained on the « Cendres Jaunes » unit. Combined with an exhaustive reinterpretation of older available data, our new chrono-stratigraphic data show that magmatic activity of la GDS complex is significantly higher than previously interpreted. Indeed, we have identified at least 28 eruptive events for the last 50 000 years of activity of the volcanic complex. Moreover, at least 15 eruptive events have occurred during the most recent Soufrière episode in the last 9150 years. Activity over the last 50 000 years consists of at least 21 major explosive eruptive phases showing a large range in magnitude, and at least 17 dome-forming eruptive phases of large magnitude characterized by an important explosivity. Finally, at least 16 recognized flank-collapse events are associated with these eruptive events. Our data suggests activity at La Soufrière of Guadeloupe is dominated by polyphasé eruptive events consisting of different phases of activity that occur over a short yet unknown span of time. The interpretation of these data allows us to elaborate credible eruptive scenarios for a future event at la Soufriere de Guadeloupe

Cinq zones humides des Carpates orientales et de la partie sud-ouest de la dépression de Transylvanie ont fait l'objet d'études paléoécologiques. Onze diagrammes polliniques établis à partir de 1165 spectres polliniques et étayés par 64 datations 14C permettent de reconstituer l'histoire tardi- et postglaciaire de la végétation. Au cours de l'interstade tardiglaciaire la recolonisation forestière débute avec le développement de boisements en Pinus, sans phase pionnière à Betula. Picea commence à sortir de ses refuges. Après un Dryas récent bien marqué l'Holocène débute par l'expansion de Betula, d'Ulmus et de Picea, puis, vers 9000 B. P. Par celle de Fraxinus, Quercus et Tilia. L'optimum de Corylus est corrélé avec la chronozone Atlantique (postérieur à 8000 BP), celui de Carpinus est caractéristique du Subboréal (a lieu vers 5000 BP). Les forêts de Fagus se répandent à partir de 4000 BP. C'est vers 6500 B. P. Que les premiers signes de céréaliculture se manifestent. La mise en évidence de diachronismes régionaux permet de reconstituer les routes migratoires de quelques taxons forestiers
Paleoecological studies of five wetlands from the Eastern Romanian Carpathians and from the southwestern part of Transylvania depression were accomplished. Eleven pollen diagrams established by 1165 pollen spectra and supported by 64 14C datings make it possible to reconstitute the Late Glacial and Holocene vegetation history. Durind the Late Glacial interstadial the forest recolonisation begin with the Pinus developpement, without the Betula phase. Picea begin to expend from the refuges. After an Younger Dryas well marked, the Holocene begin with the Betula, Ulmus and Picea expansion, then, at about 9,000 BP, by that of Fraxinus, Quercus and Tilia. Corylus optimum is correlated with the Atlantic chronozone (after 8,000 BP), that of Carpinus is characteristic of Subboreal (at about 5,000 BP). The forests of Fagus are spread starting from 4,000 BP. The first evidences of cultivation of cereals appear around 6,500 B. P. The regional diachronisms evidences makes it possible to reconstitute the migration routes of some forest taxa

Les sols humifères des “Hautes Terres” du massif des Nilgiri peuvent être considérés comme le résultat d'une évolution polycyclique : les altérites ferrallitiques correspondent à une ancienne pédogenèse sous climat tropical chaud et humide ; la pédogenèse actuelle n'expliquant que la formation des horizons humifères supérieurs. Les sols les plus humifères sont caractérisés par la présence de grandes quantités d'associations organo-métalliques et vérifient les nouveaux critères d'appartenance aux Andosols des classifications des sols et sont, de plus, nonallophaniques. Les Andosols des Nilgiri, développés sur un matériau ferrallitique ancien, présentent une pédogenèse originale. En l'absence de verres volcaniques et d'autres minéraux altérables dans le matériau ferrallitique de profondeur, les sources potentielles d'aluminium et de fer sont constituées par des oxydes. La gibbsite et les oxydes de fer, considérés comme minéraux ultimes de l'altération ferrallitique, sont instables en milieu acide et organique. La formation des associations organo-métalliques est due à l'acido-complexolyse de la gibbsite et des oxydes de fer. Du fait des fortes teneurs en oxydes, les associations organo-métalliques sont pourvues d'une forte charge métallique et s'accumulent dans le profil, ce qui conduit à l'apparition des propriétés andiques. Les datations au 14C et la détermination du δ13C des horizons humifères ont mis en évidence que l'accumulation de matière organique était à relier à l'existence d'une période plus froide à la fin du Pléistocène sous une végétation graminéenne. L'étude de ces sols présente un intérêt certain pour la compréhension des processus d'accumulation de carbone dans les sols à différentes époques, et montre que la caractérisation des associations organo-métalliques à différentes échelles permet de comprendre les mécanismes d'interaction entre la matière organique et les cations métalliques, clé de la stabilisation de la matière organique
High elevation humiferous soils from the Nilgiri Hills may be considered as the result of a polycyclic genesis: the ferrallitic regoliths corresponding to an old pedogenesis under a tropical wet and hot climate; the present pedogenesis concerning only the surface humiferous horizons. The most humiferous soils are marked by the presence of high amounts of organo-metallic complexes and verify the criteria of identification of Andosols in recent soils classifications and are moreover non-allophanic. The Nilgiri Andosols developed on an ancient ferrallitic material present and original pedogenesis. In the absence of volcanic glasses and any other weatherable minerals the potential sources of aluminium and iron to form the organometallic complexes are the secondary oxides. Gibbsite and iron oxides, considered as stable minerals of ferrallitic weathering, are instable in acidic conditions and in presence of organic matter. Due to high amounts of oxides the organo-metalllic associations are provided with a substantial metallic charge which leads to the emergence of andic properties. 14C datings and δ13C of soil organic matter revealed that the formation of the organic matter-rich horizons was related to the existence of a cold period at the transition Pleistocene / Holocene with grassland vegetation. The study of these soils gives information on the processes of organic matter accumulation in soils at different periods and show that the characterisation of the organo-metallic complexes at different scales allows to understand the interactions of the organic matter with metallic-cations which is the key process of its stabilisation

L’objectif de ce travail est l’étude des processus et des changements environnementaux récents (pendant les derniers 30000 ans) à travers leurs enregistrement sédimentaire dans la zone Nord-Ouest de la Mer Noire. Nous avons privilégié des méthodes permettant d’obtenir des informations sur le milieu de dépôt et la chronologie des évènements telles que : analyses des argiles, sédimentologie, magnétisme environnemental, caractéristiques isotopiques de la matière organique totale, 14C AMS. La comparaison des datations obtenues sur les coquilles fossiles et la matière organique provenant d’un même niveau sédimentaire nous a montré que l’application des corrections sur les données 14C reste difficile du fait que le bassin a contenu tantôt de l’eau douce oxygénée, tantôt de l’eau stratifiée. C’est en associant les résultats de l’étude des taux des carbonates le long des carottes aux données 14C que nous avons établi l’échelle chronologique proposée. L’étude des minéraux argileux des sédiments nous a permis de conclure que pour le nord-ouest du bassin, l’origine des sédiments à smectite doit être recherchée au nord, et non au sud du bassin versant de la Mer Noire, comme il est admis dans la littérature. Les données de magnétisme environnemental nous ont permis de mettre en évidence des variations significatives dans les conditions d’oxygénation (aérobie/anaérobie) au sommet du sédiment ou dans la colonne d’eau. Ces données magnétiques, ainsi que celles de matière organique montrent aussi des modifications des conditions de salinité dans le bassin. En conclusion nous proposons une reconstitution des conditions d’environnement au cours des derniers 30000 ans
The purpose of this study is to investigate the processes and the recent environmental changes stored in the sediments from the North-Western part of the Black Sea in the last 30,000 years. We used sedimentary cores extracted from water depths ranging from 55 to 2100 m. In order to obtain information about the depositional environment and the chronology of the events, we used different methods: clay mineralogy analysis, sedimentology, environmental magnetism, organic matter characteristics and AMS radiocarbon chronology. Radiocarbon dating of the organic matter and fossil shells was used to obtain a precise chronology of the past events. It was difficult to correct the 14C data, because of the differences between the ages of organic matter and shells that varied significantly from one sample to another. This difficulty comes from the fact that the Black Sea basin contained in some periods oxygenated fresh water and in some periods stratified salty water. The correlation between the 14C data and the carbonate content allowed us to set up a chronology of the sediments. The clay mineralogy pointed out that the sediments containing smectite were carried into the basin mainly from the North and not from the South of the drainage basin, as previous studies indicated. The environmental magnetism study helped us to determine the significant variations in the oxygenation of the sediment and of the water column (i. E. , changes between oxygenated and anoxic conditions). The magnetism study together with the organic matter characteristics also indicates changes in the salinity of the water. Our study reveals the environmental changes that have occurred during the last 30,000 years

La datation par le radiocarbone est une méthode de datation éprouvée et un outil fondamental pour l'archéologie. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'aspect instrumental de la mesure réalisée sur l'installation ARTEMIS du LMC14. Après avoir détaillé son fonctionnement, deux outils de simulations complémentaires ont été utilisés afin de simuler les faisceaux d'ions au travers des éléments de l'installation. Avec l'outil de calcul matriciel Transport, l'enveloppe générale du faisceau a été obtenue, assurant qu'aucune coupure ne se produisait et identifiant les points sensibles de l'installation. Pour simuler les interactions entre les ions incidents et les milieux traversés, le recours à l'outil GEANT4 a été indispensable. De ces dernières simulations nous avons déduit des tolérances sur les réglages des champs électriques et magnétiques ainsi que sur l'acceptance du faisceau. Une optimisation du détecteur a aussi été proposée pour soustraire à la mesure des ions 14C les ions moléculaires C13H et C12H2 atteignant le détecteur. Nous avons ensuite montré qu'un traitement statistique de type bayesien améliorait la précision sur les datations. Nos études se sont concentrées sur la 18ème dynastie de l'Egypte. Des datations radiocarbones ont été réalisées sur des objets conservés au Musée du Louvre, archéologiquement attribués à deux règnes précis. Les âges obtenus ont été contraints par des informations archéologiques et astrophysiques. Nous en avons déduit un intervalle d'âge réaliste pour le début de chaque règne de la 18eme dynastie. Cette nouvelle chronologie absolue a enfin été testée sur une étude ponctuelle d'objets votifs provenant du Gebel el-Zeit
Radiocarbon dating is a well-tried method and a fundamental tool for archaeology. In the first part of this Project, we were interested in the instrumental aspect of measurements done on the ARTEMIS facility at the LMC14 laboratory. At first, we detailed how this facility operates. Then, we used complementary tools to simulate the transport of the beam through the different elements. Using the Transport tool, we obtained the optical spectrum of the beam, ensuring that there was no loss of beam, and identified the most sensitive points of the facility. Then, we used the GEANT4 tool-kit to simulate the interactions of the incident ions in different media. From these simulations we were able to establish the tolerances of the settings on electric and magnetic fields as well as the acceptance of the beam. Finally, the detector was optimized so as to subtract molecular ions C13H and C12H2 from the measurement of 14C ions. Next we showed that Bayesian statistics were a method that was relevant to the improvement of the precision of the results. We particularly focused our experiments on objects from the 18ft dynasty in Egypt. Objects conserved in the Dept. Of Egyptian Antiquities at the Louvre Museum and archaeologically attributed to a specific reign, were dated by radiocarbon analysis. The ages we obtained were constrained by archaeological and astrophysical evidence. We deduced a realistic range of dates for the beginning of each reign of the 18* dynasty. Finally, this new absolute chronology was tested on a specific study of objects coming from Gebel el-Zeit

A partir de l'introduction de dates 14C dans un modèle statistique d'inférence bayésienne, ce travail propose de reconsidérer les durées d'utilisation de sépultures collectives néolithiques. Cette approche, développée il y a quelques années par des archéologues britanniques, avait montré que cinq monuments du sud de l'Angleterre, loin d'avoir fonctionné sur plusieurs siècles, avaient connu des durées d'utilisation très courtes. D'autres sépultures collectives, localisées aussi bien en France qu'en Grande-Bretagne, ont alors été étudiées ici dans un cadre bayésien. Les résultats obtenus témoignent également de fréquentations brèves, alternant parfois avec des phases d'abandon pouvant pour leur part être assez longues. Cela modifie alors considérablement la lecture sociologique de ces sépultures dont l'histoire, désormais mieux comprise, replace les individus au cœur du discours : les durées trop longues avaient eu pour corollaire de déconnecter cette histoire de sa substance événementielle. Elle est désormais pensée à échelle humaine, en termes de génération. De même, à l'aune de ces temps plus courts, le choix des lieux de construction sur des places préexistantes à caractère domestique ou funéraire, mais également les pratiques de commémoration et les phases parfois tardives de monumentalisation des tombes sont réinterprétés. Il apparaît que, bien plus que de simples sépultures, il y aurait là une volonté de créer avant tout une mémoire collective visant à rattacher les populations à un passé commun, légitimant ainsi l'appartenance d'un territoire. C'est à travers une approche phénoménologique que ces questions de temps et d'espace sont en dernier lieu discutées.

Le theme de cette recherche se rattache a la geomorphogenese dans l'environnement des societes. Il porte sur l'analyse, la hierarchisation et la comprehension des processus d'erosion dans une region mediterraneenne semi- aride, le levant espagnol, depuis 10 000 ans. La methodologie repose sur l'analyse stratigraphique des coupes naturelles, la datation radiocarbone des temoins organiques, l'identification des pollens et l'utilisation des macrorestes archeologiques. Le plan de la these s'organise en trois parties. La premiere est consacree a la presentation du sujet, a l'identification du cadre morphologique actuel : definition de la problematique, de la demarche scientifique, presentation de l'ecosysteme actuel a pregnance anthropique. La deuxieme partie est consacree a l'identification des processus morphogenetiques holocenes a partir de l'etude des bassins versants de l'algeciras, du librilla, de la murta et du bas-guadalentin. La troisieme partie propose une explication des grandes etapes de la morphogenese holocene : grandes etapes qui sont liees a l'interaction des facteurs naturels et anthropiques
The topic of the research is in line with the geomorphology in the environment of human society. It deals with the analysis, organisation and interpretation of erosion processes in a semi-arid region for the last 10 000 years in levant, spain. The methodology consists of stratigraphic studies of sections along the river banks, carbon dating, palynologic and ceramic indentifications. This thesis is made up of three parts. The first part deals with the presentation of scientific approach and of geomorphologic, climatic and anthropic contexts. The second part gives over to holocene geomophologic processes through algeciras, librilla, murta and low-guadalentin watersheds'studies. The third part proposes an interpretation of great stage of holocene geomorphologic processes. They are due to an interaction between natural and anthropic factors

Les effets du changement climatique sur les événements extrêmes sont difficiles à estimer car ces phénomènes présentent une large variabilité, et par conséquent il est délicat d'identifier des tendances significatives compte tenu de l'absence de longues séries de données instrumentales. Dans cette étude, nous présentons un enregistrement de ces tempêtes extrêmes sur la côte Méditerranéenne française au cours des 7000 dernières années à partir de carottes sédimentaires prélevées dans un système lagunaire du Golfe du Lion. L'utilisation d'une approche multi-traceur à haute résolution avec des analyses granulométriques, faunistiques, géochimiques (XRF), en minéraux argileux associées à des données chronologiques de radiocarbone et de 210Pb, 137Cs ; nous a permis de reconstruire l'histoire, au cours de l'Holocène, des dépôts lagunaires en relation avec l'activité des tempêtes. Bien que les paramètres morphologiques de cet environnement lagunaire aient changé durant l'Holocène, ne permettant pas de comparer ces événements au cours du temps en terme d'intensité, nous enregistrons six périodes d'augmentation de l'activité des tempêtes datées à 6200, 5500, 4400, 3200, 1500 an cal B. P. Et durant le Petit Age Glaciaire (de 450 à 100 an cal B. P. ). Ces changements de l'activité hydrodynamique côtière, en antiphase avec les périodes d'aridifications en Méditerranée de l'Ouest, sont corrélées avec celles observées dans le bassin Nord Atlantique et correspondent aux événements de refroidissement Holocène. L'augmentation de l'activité des tempêtes dans la cette région de la Méditerranée durant les périodes froides, associée à une diminution des températures au pôle Nord, est probablement liée à l'augmentation du gradient thermique qui, par interaction barocline, favorise les cycles d'évolution des tempêtes dans toute l'Europe et la Méditerranée de l'Ouest. Cette étude démontre ainsi que la température dans la région Nord Atlantique influence l'activité des tempêtes extrêmes et donc du climat Méditerranéen à l'échelle de l'Holocène
The effects of climate change on extreme events are difficult to assess because extremes present large variability and consequently, it is difficult to identify significant trends in relation to the lack of instrumental long time series. Here we present a record of these extreme storm events in the French Mediterrannean coast over the past 7000 years based on a long sediment core from lagoonal environment in Gulf of Lions. Using a high resolution multiproxies approach on core associating grain size, faunal to reconstruct Mid to Late Holocene history of backbarrier deposits in relation to landfalling activity. Even if change in lagoon geomorphological setting over the Holocene does not allow to compare storm events in terms of intensity trough time, we have recorded six periods of increase in storm activity at 6200, 5500, 4400, 3200, 1500 yr cal B. P. And over the LIA (450 and 100 yr cal B. P. ). These evidences of changes in coastal hydrodynamic, inversely correlated to periods of aridification in Western Mediterranean region, are in phase with those observed over the North Atlantic and correspond to Holocene cooling events. This increase in storm activity during Holocene cold events over Mediterranean region was probably due to thermal gradient increase leading to enhanced lower tropospheric baroclinicity over a large Central Atlantic-European domain. This study demonstrates that temperatures in North Atlantic region influence the severe storm activity and therefore the Mediterranean climate at Holocene timescale

Les projections concernant les changements climatiques dans les régions arctiques annoncent une augmentation disproportionnée des températures de surface pouvant influencer le cycle hydrologique et la fonte des pergélisols. Les hautes latitudes sont donc perçu comme des environnements potentiellement très sensibles aux modifications du climat. Ces modifications ont la capacité d’impacter les cycles biogéochimiques, en particulier la mobilisation du carbone vers les milieux aquatiques de la zone arctique. Dans les rivières arctiques, la période la plus importante du cycle hydrologique est la crue de printemps qui peut réaliser la majeure partie des transferts annuels de carbone organique vers l’océan dans un lapse de temps très court. L’objectif de cette thèse vise à suivre la dynamique des MOD en termes de quantité et de qualité au cours du cycle hydrologique du fleuve Ienisei, grâce à diverses techniques de caractérisation des MOD permettant de mettre en évidence les variations saisonniéres de leur composition, sources, âge et état de dégradation. La première étape a été d’examiner la large gamme de techniques de caractérisation des MOD dans les rivières du monde afin d’identifier les plus répendues,pértinentes et fiables. Grâce au développement d’une base de données des mesures des qualités des MOD, nous avons pu évaluer la couverture géographique des études de caractérisation des MOD, donner des estimations et gamme de valeurs des principales variables de caractérisation des MOD et observer des tendances générales des qualités des MOD selon un gradient latitudinal. La seconde étape a porté sur l’étude de la dynamique du COD dans le fleuve Ienisei concernant les variations de concentrations et les liens avec la chimie de l’eau et l’hydrologie. Nous avons mené des campagnes d’échantillonnage durant trois années consécutives (2014 à 2016), en couvrant avec une haute fréquence de prélèvement la période de la crue de printemps afin d’en capturer la dynamique rapide. Nous avons observé des concentrations en COD qui suivent l’hydrogramme avec les concentrations maximales mesurées quelques jours avant le pic de crue. Le COD a aussi répondu aux variations de débit (augmentation, probablement liée à des précipitations plus intenses du début d’automne. Nous avons enregistré un flux de COD moyen, durant les trois années de prélèvement, d’environ 4,53 Tg yr-1, ce qui est dans l’ordre de grandeur rapporté dans la littérature. Nous avons également observe ue variabilité interannuelle relativement importante avec les estimations d’exports annuels variant de 5,45 Tg yr-1 en 2014 à 3,57 Tg yr-1 en 2016, certainement influence par l’amplitude de débit. Nous avons confirmé le rôle prédominant de la crue de printemps dans les exports de COD avec en moyenne plus de 65% des exportations ayant lieu Durant cette période (approximatvement mai/juin). Le troisième point a consisté en l’étude de la qualité des MOD présentent dans les eaux du Ienisei et de son évolution durant le cycle hydrologique en combinant différentes outils de caractérisation. Associer les modes de caractérisation aide à renforcer les observations et à valider les interprétations. La plus part des variables mesurées avec les différentes techniques se sont confirmées les unes les autres. L’utilisation des biomarqueurs de la lignine, des propriétés optiques et de la datation 14C ont permis de tracer les sources prédominantes des MOD comme étant principalement dérivées de matières organiques récemment produites lixiviée depuis les litières forestières boréales et des horizons supèrieures pendant la crue de printemps et de matières organiques plus anciennes provenant des horizons plus profonds durant la période des basses eaux
Arctic regions are expected to be highly sensitive to climate change regarding the prediction of disproportionately large increases in surface temperatures and their related influence over the hydrological cycle and permafrost thaw. These modifications have the potential to impact biogeochemical cycles in these regions and in particular the mobilization of organic carbon into rivers. The most crucial period in arctic rivers hydrological cycle is the spring freshet that can account for most of the annual organic carbon transfers to the ocean in a very short window of time. The focus of this thesis was to monitor the dynamic of DOM in terms of quantity and quality along the hydrological cycle of the Yenisei river, through DOM characterization approaches to reveal seasonal variations in its composition, sources, age and degradation state. The first step was to make a review of the full range of existing DOM characterization approaches in worldwide river systems to identify the most widely used, the most relevant and reliable ones. Through the development of a DOM quality measurements database, we have been able to evaluate the geographical coverage of DOM characterization studies, to give estimates and ranges of values of the main reported DOM characterization variables and to observe global trends of DOM quality across latitudinal gradient. Second stage was to investigate DOC dynamic in the Yenisei river with regard to quantity and links with water chemistry and hydrology. We conducted sampling campaigns during three consecutive years (2014 to 2016), covering with a high sampling frequency the spring flood period to capture its very dynamic evolution. We reported DOC concentrations that followed the hydrograph with highest concentrations observed a few days before peak discharge. DOC concentration also responded to discharge variation (increase, likely due to higher precipitation) in early autumn. We reported average DOC flux over the three sampling years of about 4.53 Tg yr-1 which is within the range of values reported in the literature. We observed interannual variability with annual export estimates ranging from 5.45 Tg yr-1 in 2014 to 3.57 Tg yr-1 in 2016, likely driven by discharge amplitude. We confirmed the important role of spring freshet in DOC export with on average more than 65% occurring during this period (roughly May/June). Third point was to determine DOM quality combining characterization techniques. Combination of approaches helped to strengthen observations and cross validate interpretations. Most of the variables reported from the different characterization techniques confirmed one each other. The use of lignin biomarkers, optical properties and radiocarbon age of DOM allowed us to trace DOM main sources has primarily deriving from recently produced organic matter leached from boreal forest litter and top soil horizon during the spring flood and older organic matter derived from deeper soil horizons during low flow period

Ces travaux d'archéométrie concernent l’étude moléculaire par GC-MS de marqueurs lipidiques (biomarqueurs) préservés au sein de sols archéologiques et de substances végétales impliquées en tant qu'ingrédients dans la confection d’artefacts. Des analyses complémentaires en isotopie du carbone de composés individuels et des mesures de datation au 14C (AMS MICADAS) de la matière organique totale des sols, d'extraits lipidiques et d'un composé individuel (miliacine) ont également été effectuées. Cette approche a permis:- de montrer l’existence de la culture de millet dès l’âge du Bronze en Alsace, les sols associés à cette culture et leur contenu organique ayant été piégés et préservés dans des silos à grains enterrés datés de l’âge du Fer.- d'identifier la nature de structures archéologiques comme étant d'anciennes latrines et une aire de stabulation de bétail via l'identification de stéroïdes fécaux.- d'établir des critères chimiotaxonomiques fiables basés sur l'analyse des lipides pour l’authentification de résines de styrax et de liquidambars.- d'identifier la nature d'une résine issue de Styrax officinalis ayant été incorporée dans l’enduit organique ornant un crâne décoré (IXème millénaire av. J.-C., site de Nahal Hemar, Israël).- de mettre en évidence l’emploi de brai de bouleau comme agent collant lors de la confection d’un bijou daté du Premier âge du Fer
In this archaeometric study, lipid biomarkers from archaeological soils and organic substances originating from plants found on artefacts were investigated by GC-MS. In addition, the stable carbon isotopic composition of individual lipids and the 14C age (AMS MICADAS) of soil organic matter, lipid extracts and one isolated compound (miliacin) were determined. Such an archaeometric approach allowed:- the existence of a millet cultivation during the Bronze Age in Alsace to be unveiled for the first time based on preserved molecular remains of this cereal in agricultural soils trapped within grain silos dated from the Iron Age.- the function of uncharacterized archaeological structures to be identified as ancient latrines and a stall area based on the identification of faecal steroidal markers.- reliable chemotaxonomic criteria for the authentication of styrax resins and liquidambar gums to be established using specific organic markers (triterpenoids, notably).- the vegetal component of an organic coating decorating a skull from the 9th millennium BC (Nahal Hemar site, Israel) to be identified as a resin from Styrax officinalis.- the use of birch bark tar as adhesive for the making of a jewellery dated from the Iron Age to be discovered

Le site de Haftavan Tepe situé au nord-ouest de l'Iran dans la province d'Azerbaïdjan occidentale est un des plus grands sites dans la région, fouillé durant les 1970s. L'importance culturelle de ce site est due à sa continuité d'occupation depuis l'Âge du Bronze ancien jusqu'au début de la période Islamique. La chronologie du site a été raffinée par de nouvelles datations absolues. Les données archéozoologiques pour l'Âge du Bronze sont abondantes à Haftavan Tepe. L'assemblage faunique (14500 NR) a fourni une documentation riche sur l'économie de subsistance du site. Parmi les animaux exploités, les bovins sont les plus représentés dans l'assemblage faunique, même si les caprinés jouent un rôle important dans la subsistance de Haftavan Tepe. Globalement, la chasse n'est pas une activité importante dans ce site, excepté pour les suidés durant l'Âge du Bronze moyen et récent, mis en évidence par une analyse métrique et morphologique des restes dentaires. L'analyse métrique des bovins indique une diminution de taille durant les 3000 années d'occupation sur ce site, entre l'Âge du Bronze et la période Islamique lié au développement de l'agriculture, alors que ce phénomène est moins visible chez les caprinés. La présence d'équidés hybrides est documentée dès l'Âge du Bronze et qui indiquerait une intensification des échanges. Le résultat d'une analyse factorielle des correspondances sur les sites contemporains en Azerbaïdjan et en Anatolie met en valeur les stratégies d'exploitation animale en fonction des conditions écologiques, environnementales mais aussi des paramètres culturels régionaux.

L'objectif de cette étude est d'évaluer la part de I'empreinte glaciaire dans les paysages de la haute montagne aux latitudes moyennes. Le domaine est-pyréneen offre un terrain privilégié en raison du fort contraste qui caractérise I'emprise spatiale et I'impact géomorphologique des paléoenglacements quaternaires. Deux axes de recherche complémentaires structurent ce travail. Le premier concerne la chronologie et la paléogéographie des glaciations quaternaires. La production de 81 datations lOBe fournissent une nouvelle vision du cycle würmien et contribuent au débat sur le caractère synchrone ou asynchrone des paléoenglacements de montagne, donc de la réponse continentale aux changements globaux. Sur ces bases chronologiques et cartographiques, Ie deuxième axe de ce travail vise à mesurer la variabilité spatio-temporelle de I'empreinte géomorphologique des glaciations. II est possible (i) d'apprécier la variabilité temporelle de I'érosion glaciaire grâce à la quantification du volume sédimentaire mobilisé sur Ie Sud Carlit, (ii) de mesurer la variabilité spatiale de I'érosion quaternaire à travers une analyse morphométrique des cirques.

Le travail de thèse présenté ici s'inscrit dans une stratégie générale initiée par le Musée de la musique de Paris visant à intégrer des approches archéométriques dans les efforts de documentation des instruments de musique en tant qu'objet d'usage, témoin matériel des exigences musicales et culturelles environnantes. Les instruments de musique ayant été produits selon des pratiques artisanales de transmission orale, ils sont rarement associés à des sources écrites précises.L'objectif de cette recherche est d'explorer la faisabilité et les limites d'interprétation de deux techniques avancées largement appliquées sur les archéomatériaux, la géochronologie 14C (chronologie) et la géochimie isotopique du strontium (traceur d'origine géographique), aux problématiques spécifiques des collections muséales d'instruments modernes, datés essentiellement des 17ème et 18ème siècles. Nos recherches se sont concentrées sur les vernis huile de lin/colophane, porteurs de l'histoire matérielle des usages. Le corpus d'étude a été étendu au mobilier et aux hippomobiles du début du 18e s. En effet, les vernis originaux à base d'huile de lin et de colophane y ont été conservés et les problématiques d'usage s'y trouvent aussi présentes. Le corpus comprend également des cordes de boyaux anciennes, celles-ci étant témoin de l'usage musical de l'instrument de musique.Le partenariat entre le Musée de la musique de Paris et le Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) combine l'expertise indépendante du musée avec les technologies les plus pointues pour les mesures d'activité 14C (MICADAS) et d'isotopie du strontium (MC-ICP-MS Neptune). Ce travail repose sur ces deux approches combinées à la documentation historique et une large palette d'outils d'analyse en caractérisation des matériaux.Le volet géochronologie 14C de cette recherche a débouché sur le développement de protocoles d'échantillonnage et de traitements chimiques permettant d'analyser les matériaux du patrimoine selon leur nature. L'environnement chimique complexe et composite des revêtements nécessite, en effet, des développements méthodologiques pour extraire le "bon" carbone à dater. L'étude a également apporté des éléments pour d'approfondir la connaissance des objets analysés et leurs usages, comme l'impact de certaines restaurations, le réemploi de matériaux ou la nature de certains ingrédients.Le volet d'étude de provenance par isotopie du strontium s'est concentrée sur une étude de faisabilité sur les liants organiques (colophane). La conservation de la signature 87/86Sr depuis le substratum jusqu'à la résine de pin et la colophane obtenue par distillation a été validée par les analyses isotopiques sur un corpus de couples sol/résine et de trios sol/résine/colophane d'origine connue. Une sélection de colophanes trouvées sur le marché actuel fournit des mesures cohérentes du rapport 87/86Sr avec les cartes géochimiques.Cette recherche doctorale met en évidence l'état d'avancement des adaptations méthodologiques de la géochronologie 14C et de la géochimie isotopique du strontium appliquées aux vernis anciens à l'huile/colophane du 17ème et du 18ème siècle. Elle montre la possibilité de surmonter des écueils tels que la taille de l'échantillon pour la datation au radiocarbone (en respectant l'intégrité des objets du patrimoine) ou la réduction du niveau de contamination pour les mesures isotopiques sur les résines de pin. Elle a fait l'objet de trois publications (Durier et al. 2019 Radiocarbon, Durier et al. 2021 Heritage Science, Durier et al. 2022 Techné). La recherche ouvre de nouvelles perspectives pour aborder les questions de contrefaçon non documentées, de retouches, d'interventions d'entretien ou de restauration sur les instruments de musique, et pour mettre en évidence des liens entre les anciens centres de production de résines naturelles et les centres historiques de fabrication de violons
The PhD study presented here is part of a general strategy initiated by the Musée de la musique in Paris to integrate archaeometrical approaches in the efforts to historically document musical instruments, as object of use bearing the material testimony of the surrounding musical and cultural demands. Since musical instruments were produced following artisanal practices encompassing oral tradition and transmission, they are rarely associated with accurate early written sources.The aim of this research is to explore the feasibility and the limits of adapting two advanced techniques widely applied on archeomaterials, 14C geochronology and isotope geochemistry, to the issues of modern instrumentarium kept museum collections, essentially dated from the 17th to the late 18th c. Our investigations focused on 14C dating and 87/86Sr isotope ratio measurements applied on linseed oil/colophony varnishes, bearing the material traces of the history of uses. The material corpus was extended to pieces of furniture and horse-drawn carriages mainly from the early 18th c. Indeed, the original varnishes comprising linseed oil and colophony were preserved and the issues of the history of uses are also present. In addition, the corpus includes early gut strings, as a testimony of the musical use of the instrument.The partnership between the Musée de la musique in Paris and the Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) combines the museum independent expertise with the sharpest technologies for 14C dating (MICADAS) and Sr isotope measurements (MC-ICP-MS NEPTUNE). This PhD study is based on these two approaches, which also combine historical documentation and the wide range of analysis methods commonly available in museum institutionsThe 14C geochronology study leads to the development of sampling protocols and chemical treatments for analyzing Heritage materials according to their nature. The complex and composite chemical environment of the coatings requires methodological developments to extract the “right” carbon to be dated. The study also provided new insights to deepen the knowledge on the analyzed objects and their uses, such as the impact of some restorations, the reuse of materials or the nature of ingredients.The provenance study using Sr isotope measurements is a feasibility study applied on organic binders, especially colophony. The conservation of the 87/86Sr signature from the bedrocks to the pin resin was validated though isotope analyses applied on a corpus of pine soil/resin couples and pine soil/resin/colophony trios. Selected colophony found in the current market provide 87/86Sr ratio measurements consistent with geochemical maps.This PhD research highlights the different technology limits and the state of advancement in the methodological adaptations of 14C geochronology and isotope geochemistry applied on early oil/colophony varnishes dated from the 17th and the 18th century. It shows the possibility to overcome pitfalls such as the sample size for 14C dating (respecting the integrity of heritage objects) or the reducing of the contamination level for isotope measurements on pine resins. Three articles were published (Durier et al. 2019 Radiocarbon, Durier et al. 2021 Heritage Science, Durier et al. 2022 Techné). The research opens up new perspectives to address the issues of counterfeiting, retouching, maintenance or restoration interventions on musical instruments, and to unravel connection between early centers of production of natural resins and centers of violin making

Les projections concernant les changements climatiques dans les régions arctiques annoncent une augmentation disproportionnée des températures de surface pouvant influencer le cycle hydrologique et la fonte des pergélisols. Les hautes latitudes sont donc perçu comme des environnements potentiellement très sensibles aux modifications du climat. Ces modifications ont la capacité d’impacter les cycles biogéochimiques, en particulier la mobilisation du carbone vers les milieux aquatiques de la zone arctique. Dans les rivières arctiques, la période la plus importante du cycle hydrologique est la crue de printemps qui peut réaliser la majeure partie des transferts annuels de carbone organique vers l’océan dans un lapse de temps très court. L’objectif de cette thèse vise à suivre la dynamique des MOD en termes de quantité et de qualité au cours du cycle hydrologique du fleuve Ienisei, grâce à diverses techniques de caractérisation des MOD permettant de mettre en évidence les variations saisonniéres de leur composition, sources, âge et état de dégradation. La première étape a été d’examiner la large gamme de techniques de caractérisation des MOD dans les rivières du monde afin d’identifier les plus répendues,pértinentes et fiables. Grâce au développement d’une base de données des mesures des qualités des MOD, nous avons pu évaluer la couverture géographique des études de caractérisation des MOD, donner des estimations et gamme de valeurs des principales variables de caractérisation des MOD et observer des tendances générales des qualités des MOD selon un gradient latitudinal. La seconde étape a porté sur l’étude de la dynamique du COD dans le fleuve Ienisei concernant les variations de concentrations et les liens avec la chimie de l’eau et l’hydrologie. Nous avons mené des campagnes d’échantillonnage durant trois années consécutives (2014 à 2016), en couvrant avec une haute fréquence de prélèvement la période de la crue de printemps afin d’en capturer la dynamique rapide. Nous avons observé des concentrations en COD qui suivent l’hydrogramme avec les concentrations maximales mesurées quelques jours avant le pic de crue. Le COD a aussi répondu aux variations de débit (augmentation, probablement liée à des précipitations plus intenses du début d’automne. Nous avons enregistré un flux de COD moyen, durant les trois années de prélèvement, d’environ 4,53 Tg yr-1, ce qui est dans l’ordre de grandeur rapporté dans la littérature. Nous avons également observe ue variabilité interannuelle relativement importante avec les estimations d’exports annuels variant de 5,45 Tg yr-1 en 2014 à 3,57 Tg yr-1 en 2016, certainement influence par l’amplitude de débit. Nous avons confirmé le rôle prédominant de la crue de printemps dans les exports de COD avec en moyenne plus de 65% des exportations ayant lieu Durant cette période (approximatvement mai/juin). Le troisième point a consisté en l’étude de la qualité des MOD présentent dans les eaux du Ienisei et de son évolution durant le cycle hydrologique en combinant différentes outils de caractérisation. Associer les modes de caractérisation aide à renforcer les observations et à valider les interprétations. La plus part des variables mesurées avec les différentes techniques se sont confirmées les unes les autres. L’utilisation des biomarqueurs de la lignine, des propriétés optiques et de la datation 14C ont permis de tracer les sources prédominantes des MOD comme étant principalement dérivées de matières organiques récemment produites lixiviée depuis les litières forestières boréales et des horizons supèrieures pendant la crue de printemps et de matières organiques plus anciennes provenant des horizons plus profonds durant la période des basses eaux
Arctic regions are expected to be highly sensitive to climate change regarding the prediction of disproportionately large increases in surface temperatures and their related influence over the hydrological cycle and permafrost thaw. These modifications have the potential to impact biogeochemical cycles in these regions and in particular the mobilization of organic carbon into rivers. The most crucial period in arctic rivers hydrological cycle is the spring freshet that can account for most of the annual organic carbon transfers to the ocean in a very short window of time. The focus of this thesis was to monitor the dynamic of DOM in terms of quantity and quality along the hydrological cycle of the Yenisei river, through DOM characterization approaches to reveal seasonal variations in its composition, sources, age and degradation state. The first step was to make a review of the full range of existing DOM characterization approaches in worldwide river systems to identify the most widely used, the most relevant and reliable ones. Through the development of a DOM quality measurements database, we have been able to evaluate the geographical coverage of DOM characterization studies, to give estimates and ranges of values of the main reported DOM characterization variables and to observe global trends of DOM quality across latitudinal gradient. Second stage was to investigate DOC dynamic in the Yenisei river with regard to quantity and links with water chemistry and hydrology. We conducted sampling campaigns during three consecutive years (2014 to 2016), covering with a high sampling frequency the spring flood period to capture its very dynamic evolution. We reported DOC concentrations that followed the hydrograph with highest concentrations observed a few days before peak discharge. DOC concentration also responded to discharge variation (increase, likely due to higher precipitation) in early autumn. We reported average DOC flux over the three sampling years of about 4.53 Tg yr-1 which is within the range of values reported in the literature. We observed interannual variability with annual export estimates ranging from 5.45 Tg yr-1 in 2014 to 3.57 Tg yr-1 in 2016, likely driven by discharge amplitude. We confirmed the important role of spring freshet in DOC export with on average more than 65% occurring during this period (roughly May/June). Third point was to determine DOM quality combining characterization techniques. Combination of approaches helped to strengthen observations and cross validate interpretations. Most of the variables reported from the different characterization techniques confirmed one each other. The use of lignin biomarkers, optical properties and radiocarbon age of DOM allowed us to trace DOM main sources has primarily deriving from recently produced organic matter leached from boreal forest litter and top soil horizon during the spring flood and older organic matter derived from deeper soil horizons during low flow period

Cette thèse combine une double approche géomorphologique et sédimentologique associée à l’utilisation de données LiDAR, bathymétriques, photogrammétrie drone et de datations radiocarbones. Elle a permis de reconstituer les paléos dynamiques glaciaires en contexte de déglaciation pour l’Inlandsis Laurentidien depuis le dernier maximum glaciaire, il y a environ 20 000 ans, et plus précisément au passage d’une marge glaciaire ancrée en mer à une marge glaciaire continentale Deux études ont été menées conjointement, soit : (1) la cartographie, la synthèse et la proposition d’un modèle concernant les mégacannelures de la Côte-Nord du Saint-Laurent, une première pour ces morphologies et (2) la reconstruction de l’enregistrement géomorphologique et morphosédimentaire du complexe sédimentaire de Pentecôte, mimant précisément cette transition. D’une manière générale, cette thèse démontre l’importance de l’héritage structural et de la physiographie du plancher au marge glaciaire dans la reconstruction de la dynamique glaciaire de retrait de la marge du LIS oriental
This thesis combines a dual geomorphological and sedimentological approach with the use of LiDAR data, bathymetry, drone photogrammetry and radiocarbon dating. It has enabled us to reconstruct the glacial paleodynamics in a deglaciation context for the Laurentide ice sheet since the last glacial maximum, around 20,000 years ago, and more specifically during the transition from an ice margin anchored at sea to a continental ice margin: (1) mapping, synthesising and proposing a model for the megagrooves of the North Shore of the St Lawrence, a first study for these morphologies, and (2) reconstructing the geomorphological and morphosedimentary record of the Pentecôte sedimentary complex, which precisely represents this transition. Overall, this thesis demonstrates the importance of the structural heritage and physiography of the floor at the glacial margin in the reconstruction of the glacial retreat dynamics of the eastern LIS margin

Les massifs dunaires de la côte picarde ont fait l'objet d'une analyse haute résolution sur des bases stratigraphique, sédimentologique, eustatique et paléoclimatique. Ce travail a été argumenté par plus de 60 nouvelles datations, par la recalibration des données anciennes disponibles et par la décompaction des tourbes et sédiments fins observés en sondages. Cette analyse a permis de bâtir une séquence chronostratigraphique régionale qui a ensuite été élargie aux séquences de la Mer du Nord, de la Manche et de la façade atlantique française. Ce travail d'inter-comparaison, qui a permis de réaliser une séquence d'enregistrements paléoenvironnementaux, a finalement été traduit en termes de stratigraphie séquentielle du prisme holocène. L'apport de cette étude a été de montrer: 1°/ le caractère relativement simple de la transgression holocène tout en incluant les MeltWater Pulses, 2°/ un maximum eustatique à environ 1 m 50 au-dessus de l'actuel (5500 BC), 3°/ une régression temporaire marquée au Subboréal, 4°/ un niveau marin légèrement régressif depuis malgré plusieurs petits maxima voisins de l'actuel et surtout, 5°/ une augmentation de la fréquence et de la violence des tempêtes depuis l'époque romaine. Ce dernier point est caractérisé par la mise en place de massifs dunaires et d'invasions marines épisodiques liées aux surcotes de tempêtes, confondues avec des épisodes transgressifs vrais. Ce travail montre finalement que l'essentiel de la formation des corps dunaires est plutôt contrôlé par le refroidissement progressif du climat depuis l'Optimum Holocène et par la réorganisation de la circulation atmosphérique qui en découle que par une régression eustatique importante.

L’utilisation récente de complexes du chrome tricarbonyle, associée à une détection par infra-rouge à Transformée de Fourier, a pu être appliquée avec succès au marquage de certaines hormones stéroïdiques. Nous avons donc décidé d’étudier la possibilité de marquer des peptides et des leucotriènes par du dicobalt hexacarbonyle. A partir des précurseurs acétyléniques correspondants, nous avons synthétisé les dérivés complexés de la neurokinine A et de la substance P suivants [Nle Co2(C0)6]11SP, [Nle C02(C0) ]10NKA et [Lys C02 C04)]2NKA. Ces composés, très stables dans le faisceau IR, ont prouvé qu’ils pouvaient être détectés par infra-rouge à Transformée de Fourier à des concentrations de l’ordre de 10-12 moles. Les études biologiques ont montré que si cette méthode de marquage restait très intéressante, elle ne pouvait être appliquée à la famille des peptides que sous certaines conditions. Nous avons de même préparé certains complexes de dérivés des peptidoleucotriènes LTE4 et LTC4 à partir de déhydro-14,15 LTA4. Les études biologiques sont en cours afin d’évaluer l’activité de ces leucotriènes complexes et l’application d’un tel marquage. Parallèlement à ce travail et afin de résoudre certains problèmes rencontrés dans l’étude du métabolisme des peptidoleucotriènes dans les systèmes biologiques, nous avons développé une synthèse totale de LTC4, spécifiquement marqué au carbone 14 sur le carbonyle de la cystéïne avec une activité spécifique de 50 mCi/mM, ce qui a nécessité la préparation du glutathion naturel marqué au carbone 14
Recently, the use of tricarbonyl chromium clusters, coupled with FT-IR spectroscopy detection has been successfully applied to the labelling of steroïd hormones. We studied the possibility of labelling peptides and leukotrienes with hexacarbonyl dicobalt clusters. From the appropriate acetylenic precursors, we synthetized the following neurokinin A and substance P complex derivatives: [Nle Co2(co6)]11-SP,[Nle Co2(CO)6]10-NKA and [Lys Co2(C0)6 ]2-NKA. These complexes were proved to be detectable by IR-spectrometry at concentrations of 10-12moles. Biological studies have shown that this labelling technique may be interesting when used on appropriate conditions. Similarly, we prepared the hexacarbonyl dicobalt complexes of peptidoleukotrienes LTE4 and LTC4, from dehydro-14, 15 LTA4. Biological studies are underway to evaluate the activity of these leukotrienes complexes. Moreover, for studies of peptidoleukotrienes metabolism in biological systems, we developed a total synthesis of LTC4, specifically labeled with carbon 14 on the cysteïnyl carbonyl with a specific activity of 50 mCi/mM, starting from natural glutathione labeled with carbon 14

Der Baikalsee ist ein ideales Klimaarchiv für die Mitte Eurasiens. In dieser Arbeit wurde gesteinsmagnetische und paleomagnetische Analysen an hemipelagischen Sequenzen von vier Lokationen analysiert. Die Kerne erreichen ein Alter von maximal 300 ky. In Kombination mit TEM, XRD, XRF und geochemischen Analysen zeigt die gesteinsmagnetische Studie, dass detritischer Magnetit das magnetische Signal der glazialen Sedimente dominiert. Die magnetischen Signale der interglazialen Sedimente wurden durch diagenetische Prozesse verändert. Mittels HIRM können Hämatit und Goethit quantifiziert werden. Diese Methode eignet sich, den detritischen Eintrag in den Baikalsee abzuschätzen. Relative Paleointensitäten des Erdmagnetfeldes ergaben reproduizerbare Muster, welche in Korrelation mit gutdatierten Referenzproben die Ableitung eines alternativen Altersmodells für die Datierung der Baikalsedimente ermöglichten. Bei Anwendung des paleomagnetischen Altersmodells beobachtet man, dass die Abkühlung im Baikalgebiet und im Oberflächenwasser des Nordatlantiks wie sie aus den δ18 O-Werten planktonischer Foraminiferen abgeleitet werden kann, zeitgleich ist. Wird das aus benthischen δ18 O-Werten abgeleitete Altermdodell auf den Baikalsee angewandt, ergibt sich eine deutliche Zeitverschiebung. Das benthische Altersmodell repräsentiert die globale Veränderung des Eisvolumens, welche später als die Vänderung der Oberflächenwassertemperatur auftritt. Die Kompilation paleomagnetischer Kurven ergab eine neue relative Paleointensitätskurve “Baikal 200”. Mittels Korngrössenanalyse des Detritus konnten drei Faziestypen mit unterschiedlicher Sedimentationsdynamik unterschieden werden: 1) Glaziale Peroiden werden durch hohe Tongehalte infolge von Windeintrag und durch grobe Sandfraktion mittels Transport durch lokale Winde über das Eis charakterisiert. Dieser Faziestyp deutet auf arides Klima. 2) Während der Glazial/Interglazial-Übergänge steigt die Siltfraktion an. Dies deutet auf erhöhte Feuchtigkeit und damit verbunden erhöhte Sedimentdynamik. Windtransport und in den Schnee der Eisdecke eingetragener Staub sind die vorherrschenden Prozesse, welche den Silt in hemipelagischer Position zur Ablagerung bringen. 3) Während des klimatischen Optimum des Eeemian werden Grösse und Quantität des Silts minimal, was auf eine geschlossene Vegetationsdecke im Hinterland deutet.
Lake Baikal provides an excellent climatic archive for Central Eurasia as global climatic variations are continuously depicted in its sediments. We performed continuous rock magnetic and paleomagnetic analyses on hemipelagic sequences retrieved from 4 underwater highs reaching back 300 ka. The rock magnetic study combined with TEM, XRD, XRF and geochemical analyses evidenced that a magnetite of detrital origin dominates the magnetic signal in glacial sediments whereas interglacial sediments are affected by early diagenesis. HIRM roughly quantifies the hematite and goethite contributions and remains the best proxy for estimating the detrital input in Lake Baikal. Relative paleointensity records of the earth′s magnetic field show a reproducible pattern, which allows for correlation with well-dated reference curves and thus provides an alternative age model for Lake Baikal sediments. Using the paleomagnetic age model we observed that cooling in the Lake Baikal region and cooling of the sea surface water in the North Atlantic, as recorded in planktonic foraminifera δ18 O, are coeval. On the other hand, benthic δ18 O curves record mainly the global ice volume change, which occurs later than the sea surface temperature change. This proves that a dating bias results from an age model based on the correlation of Lake Baikal sedimentary records with benthic δ18 O curves. The compilation of paleomagnetic curves provides a new relative paleointensity curve, “Baikal 200”. With a laser-assisted grain size analysis of the detrital input, three facies types, reflecting different sedimentary dynamics can be distinguished. (1) Glacial periods are characterised by a high clay content mostly due to wind activity and by occurrence of a coarse fraction (sand) transported over the ice by local winds. This fraction gives evidence for aridity in the hinterland. (2) At glacial/interglacial transitions, the quantity of silt increases as the moisture increases, reflecting increased sedimentary dynamics. Wind transport and snow trapping are the dominant process bringing silt to a hemipelagic site (3) During the climatic optimum of the Eemian, the silt size and quantity are minimal due to blanketing of the detrital sources by the vegetal cover.

Dans le cadre de la gestion des déchets nucléaires, les coques et embouts des gaines de combustibles sont coupées, compactées et empilés dans les colis CSD-C (Colis Standards de Déchets Compactés). Actuellement entreposés à la Hague, ces déchets seront stockés en milieu géologique profond dans des alvéoles en béton. Ces déchets MA-VL contiennent des RN d’intérêts dont le carbone-14 qui provient de l’activation neutronique de l’azote-14 et de l’oxygène-17 présents dans le Zircaloy. L’objectif de cette thèse, qui est menée en collaboration avec EDF et AREVA, est de répondre à la question du devenir et du comportement du carbone-14 dans ZrO₂ et Zr-métal. Cette thèse consistera à utiliser la simulation numérique, au moyen de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT), afin demodéliser le comportement du carbone-14 dans les CSD-C. Les simulations sont effectuées avec une approche multi-échelles : 1) Échelle atomique, optimisation de modèles atomiques permettant de représenter les différentes phases de ZrO₂ ; identification des différents sites d’insertion possibles pour l’atome de carbone en sites interstitiels et en substitutions à un atome d’oxygène ou de zirconium ; modélisation des différentes chemins d’énergie minimum associées à la migration d’un atome de carbone d’un site à un autre par mécanismes interstitiels et lacunaires. 2) Échelle macroscopique, détermination des coefficients de diffusion par la méthode Monte-Carlo dans ZrO₂ monoclinique pure et Zr pure
As part of the nuclear waste management, hulls and ends of fuel claddings are cut, compacted and put in CSD-C containers (compacted standard waste containers). Currently stored at La Hague, the waste will be stored in deep geological environment. The MA-VL waste contains RN including carbon-14, which comes from the neutron activation of nitrogen-14 and oxygen-17 present in the oxide Zircaloy. The objective of this thesis, which is taken in collaboration with EDF and AREVA, is to answer the question of the carbon-14 behavior in ZrO₂ and Zr metal. This thesis is to perform numerical simulations, using the Theory of Density Functional (DFT) to model the behavior of carbon-14 in the CSD-C. The simulations are performed with multi-scale approach: 1) At atomic scale, optimization of atomic models to represent the different phases of ZrO₂; identification of the insertion sites for the carbon atom in interstitial sites and substitutions of an oxygen or zirconium atom; modeling different minimum energy path for the migration of a carbon atom from one site to another by interstitial and vacancye mechanisms. 2) At macroscopic scale, determination of diffusion coefficients in pure bulk monoclinic ZrO₂ and pure bulk Zr by the Monte Carlo method