Academic literature on the topic 'Érosion glaciaire'

L’érosion glaciaire traduit son action par une usure grain à grain de la roche en place, c’est-à-dire par le détachement d’une multitude de petits éclats qui donne un poli ou des égratignures de différentes tailles, par une fatigue de ce lit dont la manifestation est le train de broutures ou de cassures concentriques, ou par le débitage face au vide qui crée ainsi une face abrupte d’arrachement. Cette érosion ne peut être que sélective vu l’inégale résistance des roches du plancher rocheux, sans compter sur la dynamique glaciaire si variable dans le temps et l’espace, si bien qu’il en résulte des formes en creux telle la simple cannelure ou la champlevure excavée au droit d’une diaclase, ou des formes en saillie telle la nervure ou la butée si la roche renferme des noyaux durs. L’abrasion glaciaire pourra ainsi se manifester de proche en proche, ou d’amont en aval dans le cas des striures ou des fractures de broutage, mais d’aval en amont pour les débitures, ou encore s’exercer à une toute autre échelle sur une bosse pour la profiler en roche dissymétrique, aussi appelée moutonnée; cette dernière, malgré sa taille, est fonction d’une sculpture qui peut encore l’affecter partout en même temps. Il en résulte un dos rocheux généralement allongé, dissymétrique dans son profil en long, dont le style des versants s’exprime par la cambrure. Cette étude présente, dans une hiérarchie typologique aussi bien quantitative que qualitative, une terminologie de ces marques et formes mineures afin de mieux désigner le résultat morphologique de l’action érosive du glacier sur son lit.

RÉSUMÉ Les dépôts du Pléistocène moyen et supérieur de la vallée du Saint-Laurent sont disposés selon une ordonnance caractéristique d'une vallée tectoniquement stable, périodiquement envahie par des glaces allochtones et inondée par des lacs glaciaires et des mers glacio-isostatiques. Chaque cycle climatique majeur est à l'origine d'une séquence sédimentaire composée de dépôts de type fluviatile, lacustre ou glaciolacustre, progression glaciaire, glaciaire, retrait glaciaire, glaciolacustre et marin. La base de chaque séquence est emboîtée par érosion fluviatile dans les séquences antérieures ou leurs témoins. L'érosion résulte du relèvement glacio-isostatique et de variations du niveau eustatique. Cette disposition générale explique: 1) l'homotaxie des unités laminées, des tills et des sédiments fluviatiles; 2) l'affleurement approximativement aux mêmes altitudes des faciès laminés et sableux d'âges différents; et 3) l'existence de buttes témoins d'unités plus anciennes enfouies sous les formations plus récentes. L'inventaire exhaustif des faciès, l'identification des unités par des critères intrinsèques et un inventaire palynologique systématique en cours ont permis: 1) de distinguer plusieurs types de rythmites indépendamment de leur position stratigraphique apparente (Varves de Deschaillons, Rythmites du Saint-Maurice et rythmites de Leclercville); 2) de découvrir une unité marine antérieure aux Sédiments de Saint-Pierre (Argile de La Pérade) et 3) de mettre en évidence des variations de la dynamique glaciaire pendant les phases d'englaciation et de déglaciation. D'après ces données et les données publiées, les dépôts quaternaires de la vallée peuvent être subdivisés en au moins trois séquences sédimentaires majeures avec englaciation, disposées entre l'Illinoien et le Wisconsinien supérieur, et d'au moins quatre unités fluviatiles et fluviolacustres représentatives de l'optimum climatique de l'Interglaciaire sangamonien, de deux épisodes intermédiaires et de l'Holocène.

RÉSUMÉ Des concentrations polliniques étonnamment élevées ont été notées dans le till en périphérie du cratère du Nouveau-Québec (Richard et al., 1991; Frechette, 1994). Nous avons posé l'hypothèse selon laquelle le till situé près de la ligne de partage glaciaire est plus riche en pollen que les tills qui en sont éloignés. L'hypothèse est ici vérifiée. En effet, le till du centre du Nunavik, près de la ligne de partage glaciaire, recèle des concentrations polliniques de l'ordre de ~31 000 grains/g, alors que ceux plus à l'est et plus à l'ouest ont des valeurs moyennes respectives de ~8500 grains/g et de ~6800 grains/g. Les sédiments du centre du Nunavik ont pu être préservés d'une érosion glaciaire intense, de sorte que le pollen accumulé au cours des interstadiaires et interglaciaires antérieurs a pu être conservé puis recyclé. À première vue, les spectres polliniques du till de la péninsule du Nunavik reproduisent à peu près la biogéographie contemporaine. Les assemblages polliniques du till plus au nord semblent être le reflet d'une toundra herbacée, alors que ceux du till plus au sud s'approcheraient plutôt d'une représentation de toundra arbustive. L'analyse des composantes principales a permis de comparer les assemblages polliniques du till à ceux des sédiments de surface des lacs environnants. Les résultats soulignent l'absence d'analogues contemporains de même qu'ils laissent voir des différences dans la répartition ou l'étendue des zones bioclimatiques pré-wisconsiniennes.

De remarquables formes rocheuses insolubles se dressent dans le fond de lacs creusés dans le marbre de Grenville de la région des Laurentides, au Québec (Canada). Elles atteignent une hauteur pouvant aller jusqu’à plusieurs décimètres. Selon les études sur les taux de dissolution du marbre du Bouclier canadien, il est improbable que celles-ci aient été mises en relief seulement pendant l’Holocène. Nous proposons qu’une érosion hydrique dans des poches d’eau alimentées par l’eau de fonte de la dernière calotte de glace des Laurentides soit à l’origine de la mise en relief de ces roches insolubles. Nous envisageons aussi la possibilité que les roches insolubles aient été dégagées de leur matrice de marbre par une eau courante bien avant la dernière déglaciation, et que celle-ci ait été précédée par un ou des lacs sous-glaciaires.

RÉSUMÉ À l'ouest de Baie-Saint-Paul (Charlevoix), Ia vallée du bras du Nord-Ouest de la rivière du Gouffre est colmatée par plus de 120 m de sédiments wisconsiniens. À la base, les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide se composent de sables sous-aquatiques surmontés de 60 m de rythmites. Celles-ci contiennent des blocs glaciels, des lentilles de diamicton et des niveaux de plications syngénétiques attribuables à un environnement proglaciaire. Malgré leur puissance, les rythmites correspondent à une palynozone unique: une toundra arbustive dominée par Betula glandulosa, Alnus crispa et des Graminées. Quelques rares diatomées d'eau douce et l'altitude élevée (300 m) du toit des rythmites font supposer une origine lacustre. Compte tenu de sa situation physiographique dans une vallée ouverte sur le moyen estuaire du Saint-Laurent, le paléolac résulte d'un barrage glaciaire dont la localisation reste incertaine. Un till de fusion, de 20 m d'épaisseur moyenne, surmonte les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide. Le till s'épaissit localement en une moraine et peut atteindre 52 m d'épaisseur. Il se compose d'un diamicton interstratifié de quelques lits de sable et mis en place par un écoulement glaciaire en provenance du nord. Les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide et le till qui les recouvre sont interprétés comme étant deux membres d'une même formation corrélative au Stade de Trois-Rivières. Les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide constituent le début du stade; le till de fusion et la moraine en marquent la fin. Le maximum glaciaire du Stade de Trois-Rivières, dans la coupe étudiée, se traduirait par une lacune sédimentaire, voire une érosion du sommet des rythmites.

RÉSUMÉ Un mince dépôt de versant fossile a été observé sous 45 m de sédiments quaternaires appartenant à la séquence supérieure du Wisconsinien classique de la vallée du Saint-Laurent. Il repose sur des sédiments ayant donné un âge au 14C >39 970 BP (Beta-46412). Le contexte stratigraphique et les données paléoécologiques indiquent qu'il s'agit d'un ensemble de concavités colluviales de pied de versant mises en place au début du dernier cycle glaciaire régional, à la marge d'une rivière, dans un paysage dominé par les conifères, sous un climat de type boréal. La séquence de versant intègre des coulées boueuses dérivées d'un manteau colluvial déstabilisé par érosion latérale à la base, des lits de sable fluviatile, des blocs glaciels isolés et des couches organiques constituées de débris végétaux divers apportés lors des crues. Ces dépôts, qui n'ont pas de signification paléoclimatique, se sont probablement accumulés rapidement, pendant des phases de ré-équilibration du versant. Le colluvionnement a commencé soit à la fin de l'épisode des Sédiments de Saint-Pierre soit au début de l'ennoiement de la vallée du Saint-Laurent par le Lac de La Vérendrye et s'est poursuivi pendant l'inondation lacustre. Les colluvions intercalées dans les Rythmites du Saint-Maurice indiquent la limite minimale du Lac de La Vérendrye, proche de l'altitude du seuil de Glens Falls dans l'État de New York.

RÉSUMÉ Dans le ravin du stratotype, les Sédiments de Saint-Pierre sont composés de six lithozones dont trois sont décrites pour la première fois. La microflore et les macrorestes des six lithozones révèlent une végétation à caractère boréal évoquant un climat plus frais que celui d'aujourd'hui. Ceci indique que l'ensemble de l'unité est postérieur à l'optimum climatique du dernier Interglaciaire Sangamonien (stade isotopique 5e). Des spicules d'épongés marines, de la classe des Démosponges, ont été trouvés dans trois des six lithozones. Au stratotype, les Sédiments de Saint-Pierre sont emboîtés, par érosion fluviatile, dans des silts stratifiés grisâtres et sont recouverts par des rythmites supérieures. Ainsi révisés et clairement définis selon les normes du code stratigraphique, les Sédiments de Saint-Pierre atteignent une puissance de 8,25 m. Ils sont emboîtés dans différentes unités quaternaires à l'échelle de la vallée du Saint-Laurent, de Pointe-Fortune à l'ouest jusqu'à l'île aux Coudres à l'est. L'emboîtement des Sédiments de Saint-Pierre dans une unité marine ancienne, à proximité du stratotype, est comparable à celui des sédiments holocenes du Saint-Laurent dans les silts et argiles de la Mer de Champlain. L'emboîtement marque le début d'un cycle sédimentaire représenté par la succession de faciès suivante: fluviatile (Sédiments de Saint-Pierre), lacustre ou glaciolacustre (rythmites et sables), glaciaire (Till de Gentilly), glaciolacustre (argiles à Candona), marin (sédiments de la Mer de Champlain) et lacustre (silts à Lampsilis). Un tel cycle est caractéristique d'une vallée périodiquement englacée puis inondée par enfoncement glacio-isostatique.

Le Cénozoïque est marqué par un refroidissement global du climat et des périodes glaciaires/interglaciaires qui se sont intensifiées au milieu du Pléistocène passant de cycles de retour de 40 ka à 100 ka. Des observations montrent une augmentation des taux d’érosion globaux à la même période. L’érosion impacte la dynamique des chaines de montagnes en focalisant la déformation. Ainsi, un débat existe depuis 30 ans à savoir quel est l’impact du climat sur l’évolution des chaines de montagnes, contrôlée au premier ordre par la tectonique. Bien que notre compréhension de l’érosion glaciaire et de son impact sur le relief ait significativement augmentée depuis, des ambiguïtés demeurent quant à son rôle dans l’augmentation récente des taux d’érosion. Dans ces travaux de thèse, j’adopte une approche de modélisation numérique pour contraindre d’une part, le rôle de la lithologie sur la distribution spatiale de l’érosion glaciaire, et d’autre part, l’impact du transport glaciaire sur les enregistrements de thermochronologie détritique caractérisant la distribution spatiale de l’érosion. Les résultats montrent que la lithologie contrôle la distribution spatiale de l’érosion, en déterminant la résistance des substrats rocheux à l’érosion, impactant ainsi la morphologie des vallées glaciaires. Le transport glaciaire limite le mélange latéral des sédiments et favorise leur stockage en amont dans les glaciers tributaires montrant de faibles vitesses d’écoulement. Cela impacte les distributions d’âges détritiques thermochronologiques collectés au front des glaciers, en tamponnant la contribution réelle des versants et favorisant la contribution des basses altitudes proches du site d’échantillonnage ; pouvant ainsi mener à des interprétations erronées de la distribution spatiale de l’érosion glaciaire. Ainsi, ces travaux apportent de nouvelles connaissances au débat actuel, ainsi que des perspectives quant à l’apport de la modélisation numérique dans l’évaluation des outils de diagnostic
The Cenozoic is marked by a global climatic cooling and glacial/interglacial periods which intensified in the mid-Pleistocene from return cycles of 40 ka to 100 ka. Observations show an increase in global erosion rates during the same period. Erosion impacts the dynamics of mountain ranges by focusing deformation. Thus, there is a debate for 30 years about the impact of climate on the evolution of mountain ranges, controlled at first order by tectonics. Although our understanding of glacial erosion and its impact on the relief has increased significantly since then, ambiguities remain as to its role in the recent increase in erosion rates. In this thesis work, I adopt a numerical modelling approach to constrain, firstly, the role of lithology on the spatial distribution of glacial erosion and, secondly, the impact of glacial transport on detrital thermochronology records characterising the spatial distribution of erosion. The results show that lithology controls the spatial distribution of erosion by determining the resistance of bedrock to erosion, thus impacting the morphology of glacial valleys. Glacial transport limits the lateral mixing of sediments and promotes their storage upstream in tributary glaciers showing low ice sliding velocities. This impacts the thermochronological detrital age distributions collected at the glacier fronts, by buffering the real contribution of hillslopes and promoting the contribution of low altitudes near the sampling site; this can lead to erroneous interpretations of the spatial distribution of glacial erosion. Thus, this work brings new knowledge to the current debate, as well as perspectives on the contribution of numerical modelling in the evaluation of diagnostic tools

La Cordillère Principale des Andes semi-arides est un relief transitoire qui se développe suite au soulèvement des Andes initié à l'Oligocène. L'altitude des pédiments de la Cordillère Principale par rapport à ceux de la Cordillère de la Côte indique que ce soulèvement a atteint deux kilomètres. Ce qui se marque par de profondes vallées incisés (~2 km) qui se sont développées dans la haute cordillère depuis six millions d'années. Les volumes incisés de ces vallées et la concentration de 10Be des sédiments fluvio-glaciaires indiquent des vitesses d'érosion de l'order de trente a soixante-quinze mètres par million d'années, des valeurs qui sont relativement constantes depuis les six derniers millions d'années. Pendant cette période la dynamique de transfert de matière a été modulée par l'érosion glaciaire et l'exportation des sédiments fluvio-glaciaires vers l'aval des fronts glaciares plio-quaternaires
The Principal Cordillera of the semiarid Andes is a transient relief that developed after the Andean uplift initiated in the Oligocene. Pediment altitudes of the Principal Cordillera in relation with others of the Coastal Cordillera indicate two kilometers of uplift. In response to the uplift depth-incised valleys (~2 km) were excavated in the high cordillera during the last six million years. The incised volume of the valleys and 10Be concentration of fluvial-glacial sediments indicate erosion rates from thirty to seventy-five meters per million years, values that have been relatively constant during the last six million years. During this period the dynamic of material transfer has been modulated by glacial erosion and exportation of fluvial-glacial sediments downstream from the plio-quaternary glacial fronts

Cette thèse présente l'étude des effets d'irradiation (érosion et synthèse) par des ions de faible énergie (quelques keV/u) dans les silicates et les glaces. L'érosion de la glace H2O est analysée par spectroscopie infrarouge en fonction de différents paramètres courant, masse et énergie des ions, et épaisseur des échantillons. L'interprétation est que l'érosion de la glace résulte essentiellement de la dissociation le long du parcours de l'ion des molécules H2O. Une étude de la synthèse dans SiO2 et H2O par implantation de carbone azote et hydrogène permet de déterminer les caractéristiques des molécules synthétisées ainsi que les rendements de cette synthèse. L'irradiation de mélanges de glaces (H2O, CO2 NH) aboutit à la formation d'un grand nombre de molécules qui sont identifiées. Les résultats obtenus sont extrapolés à des situations astrophysiques concrètes tant dans la cavité solaire (lune, satellites des planètes géantes, comètes) que dans le milieu interstellaire (nuages moléculaires)
This thesis presents the study of the radiation effects (erosion and synthesis) with ions of low energy (a few keV/u) in silicates and ices. The erosion of the H2O ice is analysed by infrared spectroscopy versus different 2 parameters: ion beam flux, mass and energy of the ions, and the thickness of the samples. The interpretation is that the erosion of the ice comes mainly from the dissociation, along the ion range, of the H2O molecules. A study of the synthesized in SiO2 and H2O by carbon, nitrogen and hydrogen implantation leads to the characterization of the synthesized molecules and the determination of the yields. The irradiation of ices mixtures (H2O, CO2 and NH3) leads to the synthesis of a great variety of molecules which are identified. The experimental results are extrapolated to different astrophysical situations in the solar cavity (Moon, satellites of giant planets, comets) and in the interstellar medium (molecular clouds)

Dans le bassin versant de la Grande Sassière (21 km - 2300-3747 m), les processus géomorphologiques ont été quantifiés de 1996 à 1999. Le but était de connaître les modalités de leur fonctionnement, leur intensité et d'établir un bilan d'érosion pour ce géosystème inhabité de haute montagne, appartenant aux systèmes morphodynamiques périglaciaire et glaciaire. Sa configuration (altitude, orographie, géologie. . . ) et la présence de retenues EDF servant de pièges à sédiments, ont permis une étude systémique que peu de bassins versants autorisent. Sur les versants schisteux et quartzitiques, les processus périglaciaires sont actifs, mais leurs effets proches des valeurs déjà observées ailleurs. La reptation est de 0,7 à 1,1 mm/an. L'éboulisation et les avalanches entraînent une dénudation de 0,24 mm et 0,21 mm/an. La solifluxion est très active, 46,7 cm/an, mais très variable dans le temps. Le déplacement, exclusivement périglaciaire, est fortement corrélé avec les limites d'Atterberg. Les glaciers régressent. Celui de Rhêmes-Golette a perdu 305 m en 52 ans, celui du Santel 100 m en 39 ans. Les glaciers rocheux constituent un pergélisol immobile depuis 1948, et même, semble t-il, depuis le Suboréal-Subatiantique, avec un impact minimal du Petit Age de Glace. L'érosion procède par à-coups. Le 24/07/96, une crue torrentielle a mobilisé 99 % des volumes transportés de 1996 à 1999 par les processus entraînant une dénudation (avalanche, éboulisation, glissement). Pour le bassin versant, l'érosion spécifique de cet épisode est de 2,28 mm sur un total de 2,31 mm en quatre ans. La dénudation moyenne, 0,58 mm/an de 1996 à 1999, tombe à 0,09 mm/an de 1964 à 1999. Des cartes des instabilités morphodynamiques montrent l'activité des processus et les possibilités d'évolution future des versants. . .

La Cordillère Principale des Andes semi-arides est un relief transitoire qui se developpe suite au soulèvement des Andes initié à l'Oligocène. L'altitude des pédiments de la Cordillère Principale par rapport à ceux de la Cordillère de la Côte indique que ce soulèvement a atteint deux kilomètres. Ce qui se marque par de profondes vallées incisés (~2 km) qui se sont développées dans la haute cordillère depuis six millions d'années. Les volumes incisés de ces vallées et la concentration de 10Be des sédiments fluvio-glaciaires indiquent des vitesses d'érosion de l'order de trente a soixante-quinze mètres par million d'années, des valeurs qui sont relativement constantes depuis les six derniers millions d'années. Pendant cette période la dynamique de transfert de matière a été modulée par l'érosion glaciaire et l'exportation des sédiments fluvio-glaciaires vers l'aval des fronts glaciares plio-quaternaires.

Le rôle des interactions et couplages entre la tectonique, le climat et les processus de surface sur l'évolution des chaînes de montagne représente une question prépondérante dans la communauté des Sciences de la Terre depuis une vingtaine d'années. Dans cette étude, l'évolution récente du relief du massif des Ecrins-Pelvoux (Alpes occidentales françaises) en réponse aux changements climatiques marquant la transition entre le Pléistocène et l'Holocène est abordée à partir de l'utilisation des nucléides cosmogéniques produits in-situ (10Be et 26Al) mesurées sur plus de 60 échantillons prélevés sur des surfaces rocheuses en place ou issus de matériaux détritiques. Les mesures en 10Be et 26Al réalisées à partir d'échantillons récoltés sur des morphologies glaciaires (polis glaciaires, roches moutonnées et nunataks) témoins de l'extension des glaciers lors de la dernière période glaciaire (LGM ou Last Glacial Maximum), apportent de nouvelles contraintes temporelles quand aux modalités de la déglaciation du massif. Les âges d'exposition obtenus indiquent que les glaciers des bassins de la Durance, Romanche/Vénéon et du Drac réagissent différemment au changement climatique global qui marque la fin du Dernier Maximum Glaciaire et mettent en évidence le retrait progressif des glaciers du massif des Ecrins-Pelvoux durant le Tardiglaciaire entre ~20 et 11 ka. La mesure en 10Be d'alluvions fluviatiles prélevées dans plusieurs rivières indique que l'érosion depuis le retrait glaciaire est contrôlée, à l'échelle du massif, par les processus de gélifraction qui affectent principalement les lignes de crêtes rocheuses. Les taux de dénudation moyens obtenus varient entre 0.27 et 1.07 mm an-1. Ces résultats sont cohérents par rapport aux taux de dénudation postglaciaires obtenus pour d'autres régions des Alpes, confirmant ainsi le rôle significatif des processus périglaciaires sur l'évolution récente des reliefs des montagnes tempérées. Enfin, les résultats obtenus à plus petite échelle dans le bassin versant du Vallon des Etages (Haut Vénéon) indiquent que la signature 10Be des alluvions est dominée par les matériaux détritiques exportés depuis les marges proglaciaires actuelles et/ou du Petit Age de Glace (XVII-XIXe siècles). Cependant, les concentrations mesurées sur les matériaux détritiques d'origine glaciaire représentent vraisemblablement un mélange entre des produits d'érosion glaciaire et des sédiments périglaciaires issus de l'activité de la gélifraction au niveau des parois surplombant la langue terminale du glacier.

Ma thèse se focalise sur l'étude des mécanismes qui ont conduit au soulèvement et à la construction du relief dans les Andes du Nord du Pérou. Dans cette région, la Cordillère Blanche forme les plus hauts sommets péruviens (> 6000 m) et constitue une anomalie à l'échelle des Andes. La morphologie de cette région des Andes est marquée par un pluton de forme atypique, allongé et à l'affleurement sur plus de 150 km. Ce pluton est bordé par une faille normale de plus de 200 km de long. La présence de cette faille normale majeure en contexte de subduction plane reste surprenante car ces zones de subduction planes semblent induire une augmentation du raccourcissement dans la plaque chevauchante. Mon travail a eu pour objectifs de caractériser les variations de l'état de contraintes régional, l'âge du soulèvement et de discuter les processus géodynamiques qui ont contribué à la formation du relief. Dans ce cadre, j'ai utilisé une approche pluridisciplinaire impliquant sur plusieurs échelles spatio-temporelles et comprenant à la fois de nouvelles données de terrain, leur analyse et leur modélisation.Mes données de microtectonique indiquent qu'il est possible de générer de l'extension au dessus d'une subduction plane à l'échelle régionale. Ces données sont en contradiction avec l'augmentation du raccourcissement classiquement attendue dans la plaque chevauchante. Mes nouvelles données de thermochronologie basse température et leur modélisation montrent une augmentation de l'exhumation induite par le soulèvement de la Cordillère Occidentale à 15 Ma. En les confrontant aux modèles précédents, je propose un soulèvement régional lié à l'aplatissement de la subduction et à la topographie dynamique associée.J'ai également étudié l'impact de l'arc Miocène sur le soulèvement à une échelle plus locale. Pour cela, j'ai compilé tous les âges de refroidissement du pluton disponibles dans la littérature. En parallèle, j'ai obtenu les premières données de profondeur de mise en place du batholite de la Cordillère Blanche. Cela m'a permis de proposer une structure du batholite en sills empilés puis basculés vers l'est. De plus, la modélisation des variations spatio-temporelle des taux d'érosion à partir des données de thermochronologie basse température indique une augmentation importante des taux d'érosion dans la Cordillère Blanche à partir de 2 Ma. L'arc Miocène ne semble donc pas contribuer significativement au soulèvement malgré sa probable contribution à l'épaississement de la lithosphère. En revanche, l'érosion glaciaire récente semble contribuer fortement à l'exhumation de la Cordillère Blanche et au basculement du batholite.Dans la dernière partie de ma thèse, pour quantifier l'importance de l'érosion dans la création du relief et le soulèvement, j'ai modélisé l'évolution du paysage de la région (FastScape). Mes modélisations numériques démontrent le rôle majeur de l'érosion et du rebond flexural associé dans la création du relief et les taux de soulèvement. Pour finir, basée sur les données de la littérature et celles apportées par mon travail de thèse, je propose un nouveau modèle pour expliquer la faille normale de la Cordillère Blanche dans son contexte régional. Ce modèle implique une faille normale d'extrado et l'érosion importante du mur de la faille
My thesis focuses on the mechanisms that controlled the uplift and construction of the relief in the northern Peruvian Andes. In this area, the Cordillera Blanca forms the highest peaks in Peru (> 6000 m), which is a topographic anomaly across the Andes. The morphology of the Cordillera Blanca is marked by an elongated pluton, which outcrops over 150 km. In addition, this pluton is bordered by the largest normal fault from South America. The presence of this major normal fault in a flat-slab context remains surprising because flat slabs usually induce an increase of the shortening in the overriding plate. The aim of my work is to characterize the variations of the regional stress field, the age of the uplift and discuss the geodynamic processes that contributed to relief building. To address these issues, I used a multidisciplinary approach involving new field data, their analysis and modeling.My microtectonic dataset reveals regional extension above the Peruvian flat-slab. This data contradicts the expected increase of shortening in the overriding plate. Modeling my new thermochronologic data shows an increase in the exhumation rates induced by the uplift of the Cordillera Occidental since 15 Ma. I propose that the regional uplift relates to the flattening of the subduction and associated dynamic topography.To address the impact of the Miocene arc on the uplift at a more local scale, I compiled the cooling ages of the pluton available in the literature. In parallel, I obtained the first amphibole thermo-barometry data that constrains emplacement depth of the Cordillera Blanca batholith. Following these data, I propose that the batholith is structured in eastward-tilted sills. In addition, modeling of the space and time variations of erosion rates based on the inversion of thermochronologic data indicates that erosion rates significantly increased in the Cordillera Blanca since 2 Ma. The Miocene arc seems to insignificantly contribute to the local uplift despite its contribution to the thickening of the lithosphere. Thus, I suggest that the recent glacial erosion contributes to the exhumation of the Cordillera Blanca and subsequent tilting of the batholith.Then, I modeled the landscape evolution for the Cordillera Blanca region to quantify the contribution of erosion in the relief building and the uplift. My numerical models (FastScape) evidence the importance of erosion and associated flexural rebound in fostering relief building and the uplift rates.Finally, based on all available data, I propose a new regional model to explain the Cordillera Blanca normal fault. This model implies an extrado normal fault and erosion of the footwall

La communauté des sciences de la Terre est animée d'un intense débat sur l'impact des Glaciations sur les chaînes de montagnes. Les montagnes forment leur relief à partir des interactions entre la tectonique, le climat et l'érosion. L'érosion détruit les roches en altitude et les rivières et les écoulements gravitaires sous-marins (turbidites) en transfèrent les débris vers les bassins sédimentaires. L'érosion résulte de l'action des précipitations, des rivières ou des glaciers. Des études suggèrent que les changements dans l'amplitude ou la saisonnalité des précipitations et les changements dans l'étendue des glaciers ont provoqué une augmentation mondiale et considérable des taux d'érosion sur les derniers millions d'années. Cependant, cette hypothèse est débattue car les taux d'érosion passés sont estimés avec des approches indirectes. Ici, je me concentre sur l'Himalaya, la chaîne de montagne par excellence située à la convergence des plaques indiennes et eurasiennes. C'est là que se développent les plus hauts sommets et les vallées les plus profondes de la Terre. Les glissements de terrain et l'érosion glaciaire fournissent l'un des flux sédimentaires les plus élevés aux océans. Pour déterminer les taux d'érosion passés, j'ai mesuré la quantité d'isotope cosmogénique 10Be accumulée dans le sédiment de quartz. Ces isotopes sont produits à la surface de la Terre par l'interaction des rayons cosmiques avec la matière. Les isotopes s'accumulent progressivement dans les roches proches de la surface, en fonction de l'altitude et des taux d'érosion. La concentration isotopique du sédiment donne accès au taux d'érosion moyen du bassin versant à la source de celui-ci. Pour déterminer la source des sédiments et le paléoenvironnement de dépôt, j'ai effectué des mesures complémentaires sur les isotopes Sr-Nd et C-O. J'ai réalisé mes mesures sur deux sites. Le site A est constitué de turbidites sableuses sédimentées dans les fonds marins de la baie du Bengale et recueillies par les expéditions 353 et 354 du programme scientifique IODP. Le site B est constitué de molasses déposées au front de l'Himalaya, dans les collines des Siwaliks, au sein du sanctuaire animalier de Valmiki en Inde. Le site A intègre l'érosion des bassins versants du Gange et du Brahmapoutre, couvrant l'Himalaya central et oriental. Le site B intègre l'érosion du bassin Narayani-Gandak, qui couvre le centre du Népal. Mes résultats donnent un aperçu sans précédent de la variation de l'érosion dans une chaîne de montagnes au cours des sept derniers millions d'années. Ils impliquent que les taux d'érosion moyens sont stables depuis au moins trois millions d'années dans l'Himalaya, malgré les variations dans le transfert sédimentaire ou sur le lieu de l'érosion, et malgré les glaciations intenses de la fin du Cénozoïque
An intense debate animates the Earth Sciences community about the impact of the Glaciations on mountain ranges. Mountains develop their relief from the interaction of tectonics with climate through erosion. Erosion breaks rocks in the highland, and rivers and submarine gravity flows (turbidites) transfer the waste material to sedimentary basins. Erosion results from the action of rainfall, rivers or glaciers. Studies suggest that changes in the rainfall amplitude or seasonality, and changes in the extent of glaciers have triggered a worldwide and considerable increase of erosion rates for the last millions of years. However, this hypothesis is debated because past erosion rates are estimated with indirect approaches. Here, I focus on the Himalaya, the iconic mountain range at the convergence of the Indian and Eurasian plates. There, the highests summits and the deepest valleys on Earth grow. Landslides and glacial erosion supply one of the highest sedimentary fluxes to the oceans. To determine the past erosion rates, I measured the amount of the 10Be cosmogenic isotope accumulated in the quartz sediment. These isotopes are produced at Earth's surface by the interaction of cosmic rays with matter. Isotopes gradually accumulate in rocks close to the surface, depending on the elevation and the erosion rates. The isotopic concentration in sediment gives access to the average erosion rate of the source drainage basin. To determine the source of sediment and the deposition paleoenvironment, I performed supplementary measurements on Sr-Nd and C-O isotopes. I conducted my measurements on two sites. Site A consists in sandy turbidites sedimented on the deep sea floor of the Bengal Bay and collected by Expeditions 353 and 354 of the International Ocean Discovery Program. Site B consists in molasse sediment deposited at the front of the Himalaya, in the Siwalik Hills, within the Valmiki Wildlife Sanctuary in India. Site A integrates the erosion of the Ganga and Brahmaputra drainage basins, covering Central and Eastern Himalaya. Site B integrates the erosion of the Narayani-Gandak basin, covering Central Nepal. My results yield an unprecedented insight in the variation of erosion in a mountain range over the last seven million years. They imply that average erosion rates have been steady since at least three million years in the Himalaya, despite the variations in sediment transfer or the locus of erosion, and despite intense late Cenozoic Glaciations

Le processus de dénudation est un paramètre clé contrôlant la formation et l'évolution des reliefs terrestres. L'interaction entre les processus de surface (notamment la dénudation) et les variations climatiques à l'échelle des temps géologiques est une question fortement débattue, et ce à cause du manque d'enregistrements continus non affectés par la dynamique tectonique. Afin de contraindre cette interaction, cette thèse se focalise sur le bassin versant du Var (Alpes Maritimes Françaises) et sur ses enregistrements sédimentaires qui permettent un suivi des variations des taux de dénudation depuis le présent jusqu'à il y a 75 000 ans. Cette période couvre la fin du dernier cycle glaciaire (le Würm) ainsi que la transition vers la période climatique actuelle (l'Holocène). La mesure du 10Be (isotope cosmogénique) dans les sédiments permet la quantification des taux de dénudation moyennés sur l'ensemble d'un bassin versant. Cette méthode, appliquée aux sédiments actuels du Var, a permis de calculer un taux de dénudation actuel s'élevant à 0.24 ± 0.04 mm yr–1. La même méthode a ensuite été appliquée sur des échantillons provenant de deux carottes sédimentaires constituant un enregistrement continu et haute résolution des sédiments du Var. Les résultats montrent que l'avancée des glaciers pendant le Dernier Maximum Glaciaire (entre 19 000 et 26 500 ans) a entrainé une augmentation significative (~ × 2) des taux de dénudation, tandis que lors des précédentes phases glaciaires (entre 26 500 et 75 000 ans) la dénudation était constante et similaire à la valeur actuelle. Cette réponse non-linéaire de la dénudation aux changements climatiques suggère l'existence d'un seuil contrôlé par la dynamique érosive des glaciers, qui était proche de ~ 2 mm yr–1 pendant le Dernier Maximum Glaciaire et ~ × 4 plus faible entre 26 500 et 75 000 ans
Denudation is a key parameter controlling the formation and evolution of landforms across the Earth's surface. The interaction between surface processes (namely denudation) and climatic variations at the geological time scale is a highly debated issue, due to the lack of continuous sedimentary records unaffected by tectonic forcing. In order to constrain this interaction, this thesis focuses on the Var watershed (French Maritime Alps) and on its sedimentary archive which allow to track the variations of denudation rates from the present until 75 000 years ago. This period covers the end of the last glacial cycle (the Würm) as well as the transition to the current climatic period (the Holocene). The measurement of 10Be (cosmogenic isotope) in sediments allows the quantification of denudation rates integrated over the entire watershed. This method, applied to present-day sediments of the Var, constrained the current denudation rate of the Var catchment at 0.24 ± 0.04 mm yr-1. The same method was then applied to samples from two sedimentary cores constituting a continuous and high-resolution sedimentary archive of past Var sediments. The results show that the Last Glacial Maximum glaciers' advance (between 19 000 and 26 500 years) induced a significant increase on denudation (~ × 2), whereas during the previous glacial stages (between 26 500 and 75 000 years), the denudation was steady and similar to present-day value. This nonlinear response of denudation to climate change suggests the existence of a threshold controlled by the erosive dynamics of glaciers, which was close to ~ 2 mm yr-1 during the Last Glacial Maximum and ~ × 4 lower between 75 000 and 26 500 years

Dans les milieux froids, l'évolution des paysages a déjà été largement présentée comme le fait des processus morphogéniques glaciaires et périglaciaires. Or cette étude, menée au Spitsberg nord-occidental montre que le ruisselement, processus d'érosion azonal, occupe une place prépondérante dans le concert des processus de ce milieu polaire océanique. Alimenté par la fonte des stocks hydrologiques glaciaires et nivaux, le ruisselement enregistre des rythmes thermiques saisonniers de juin à septembre. Cependant, le ruissellement ne devient morphologiquement efficace que lorsqu'une couche active se met en place et autorise l'érosion des enveloppes paysagères. Ainsi, des versants aux littoraux, en passant par les moraines et les sandurs, chaque entité du Spitsberg enregistre les marques de ce processus d'ablation, de transport et d'accumulation. La quantification des processus montre que la vitesse de l'érosion par le ruissellement est 100 fois plus rapide sur des dépôts meubles que sur des roches en place (10 mm par an pour le recul d'une falaise morte depuis 9 000 ans, 8 mm par an pour l'érosion des moraines frontales abandonnées par les glacoers en recul depuis 1 siècle et seulement 0,09 mm par an pour la dénudation actuelle d'un bassin-versant carbonate). Ainsi, le ruisselllement doit être considéré comme un processus d'érosion des plus efficaces au Spitsberg, car c'est tout un contexte glacio-climatique qui lui est favorable. Des processus périglaciaires ont préparé des matériaux meubles que les glaciers ont convoyés. En phase de réchauffement climatique, comme celle que connaît le Spitsberg depuis la fin du petit âge glaciaire, le ruissellement prend le relais, dans l'espace et dans le temps, des processus froids et devient le principal responsable de la métamorphose rapide des paysages polaires