Dissertations / Theses on the topic 'Érosion glaciaire'

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

Comment extraire de l'information et prévoir le comportement d'un système dont on ne connaît qu'un nombre limité d'informations ?
Nous avons simulé l'érosion fluviatile long-terme et ses conséquences sur la base d'un modèle prenant en compte les processus physiques. Nous avons complété le modèle mécanique par l'intégration de considérations sur l'évolution dans le temps des grandeurs caractéristiques du système en les simulant par l'intermédiaire du signal d'insolation (influence des paramètres astronomiques sur les changements climatiques).

Dans le cas du bassin parisien, les simulations ont mis en évidence l'existence d'un soulèvement tectonique régulier de 0.06 à 0.09 mm/an lors des derniers cycles climatiques (plusieurs dizaines de milliers d'années). L'équilibre dynamique du système fluctue en fonction des variations climatiques : le dernier maximum d'incision, estimé par l'intermédiaire de la simulation, a eu lieu il y a 40 à 60 ka.
Dans le cas des fortes incisions, le paléo-profil des fleuves enregistre les propriétés mécaniques de la lithosphère. On obtient ainsi une méthode alternative et élégante pour déterminer celles-ci.

Suivant l'échelle de temps et d'espace étudiée, le profil longitudinal des fleuves peut révéler soit les mouvements tectoniques, soit les changements de climat, soit enfin les propriétés mécaniques de la lithosphère. La modélisation permet de combler certaines lacunes sur les évènements passés et constitue un outil de prédiction long-terme.

La région d'Oyonnax présente une complexité morphologique et reflète essentiellement les structures. Les éléments de celle-ci permettent de distinguer plusieurs unités morphostructurales. Dans les types de formes, deux surfaces d'érosion sont reconnues. Ces surfaces ont été fortement déformées et ou reprises par l'érosion ultérieure. L'installation du réseau hydrographique est liée à la mise en place des ensembles morphologiques. Il s'agit d'un réseau polygénique qui s'est mis en place à la suite de la tectonique oligocène. Deux générations de replats peuvent être distinguées ; elles sont attribuées au pliocène inférieur et supérieur. L'analyse structurale du réseau hydrographique a permis de définir les caractères graphiques des réseaux d'entaille, les anomalies de drainage, les directions du réseau, les profils en long et les courbes de vallées. Les différentes directions des tronçons des cours d'eau de la cluse de nantua semblent alignées sur des systèmes de fractures et sur des accidents tectoniques. L'étude des éléments du karst et des dépôts corrélatifs a permis de mettre en évidence le rôle de la structure et la part des héritages et de caractériser la vitesse d'ablation et la karstogenèse actuelles. La répartition des dépôts glaciaires et proglaciaires et les empreintes glaciaires ont permis de reconstituer l'environnement paléogéographique et les phases du retrait de la dernière glaciation. Parallèlement, ces conditions froides ont favorisé une évolution des versants en ambiance périglaciaire ; les dépôts de pente et le recul des parois de versants raides en portent les marques les plus spectaculaires. L'étude de quelques profils pédologiques permet de caractériser les traits essentiels des sols et de définir les processus et les facteurs de formation et de répartition des sols
Oyonnax, as a region, presents a morphological intricacy, essentially reflecting the structures : the superposition in beds (layers) of an inequal hardness favours a regressive ablation, made easier by the marly levels. Two surfaces of erosion can be distinguished these surface areas were strongly deformed and were subject ot an upheavel and eventually or were followed by a later erosion. The setting-up of the hydrographical vetwork is linked to that of the morphological wholes. It is in fact a "polygenique" network which took place after the "oligocene" tectonics. Two generations of projecting ledges can be distinguished. They are attributed to the lower and to the upper pliocene. The structural analysis of the hydrographical network permited to define the graphic features of the notch-networks, the anomalies of the drainage, the directions of the networks and at last the lengthways profiles and the curbs of the valleys. The different directions of the water-flows sections seem to fo the same way as the systems of fractures and as tectonic accidents. The study of major elements of the karst as welle as that of the correlative deposits permited to show the part the structure and the heritage played and to caracterize the present speed of ablation and the present karstogenesis. The way they are distributed and their sedimentological study on the one hand, the glacial marks and the little stones of alpine origin on the other, made it possible to reconstitute the paleogeographical environment and the phases of the recessing during the last glaciation. Parallel to this, these "cold" conditions (last glaciations) favoured an evolution of the slopes in a periglacial atmosphere ; those which remain the most spectaculary marked are the rock-faces of the escarpement. The study of a few pedological profiles enables to caracterize the main features of the grounds and

Agents érosifs parmi les plus efficaces, les glaciers réagissent dynamiquement aux variations climatiques et entraînent à l’aval des modifications importantes des flux de sédiments. Dans les Alpes, et dans le cadre du réchauffement climatique actuel, se pose la question de l’évolution de la charge sédimentaire provenant de bassins versants partiellement englacés. L’export détritique issu d’un tel environnement résulte de processus d’érosion affectant plusieurs domaines géomorphologiques : les parois supra glaciaires, le substratum couvert de glace et la zone pro glaciaire à l’aval du glacier. Aussi, l’intention de ce travail de recherche doctorale est de caractériser l’origine et le transport des sédiments dans les bassins versants de deux torrents issus du glacier des Bossons (massif du Mont-Blanc, France).Dans ce but, les composantes du flux de sédiment issu des domaines supra glaciaire, sous-glaciaire et proglaciaire sont séparées et quantifiées à partir de méthodes innovantes :i. L’utilisation de la concentration en nucléides cosmogéniques comme marqueur du trans-port à la surface du glacier ;ii. L’analyse combinée de données météorologiques et de mesures hydro-sédimentaire à haute résolution temporelle (2 min) complétées par des modèles linéaires multivariés ;iii. La mise en oeuvre d’une méthode probabiliste adjointe à une application à l’échelle pluri-annuelle de l’estimation des flux sédimentaires par source ;iv. Le traçage radio-fréquence de particules grossières dans la zone pro glaciaire associé à une analyse dans le cadre d’un modèle de transport stochastique.A travers des outils numériques, l’application des méthodologies présentées apporte une estimation des taux d’érosion des domaines supra glaciaire, sous-glaciaire et pro glaciaire, et contraint le transfert des sédiments dans le bassin versant.Ainsi, dans la partie terminale du glacier, 52±14 à 9±4% de la charge supra glaciaire est transférée vers le réseau de drainage sous-glaciaire. Par ailleurs, l’évolution de ce dernier au cours de la saison de fonte entraîne sur une courte période l’export de la production sédimentaire hivernale. De plus, la configuration du drainage sous le glacier et sa dynamique de retrait contrôlent la remobilisation d’un stock sédimentaire sous-glaciaire plus ancien. Ces processus expliquent le contraste entre les taux moyens d’érosion sous-glaciaire des deux torrents instrumentés, respectivement 0.63 ± 0.37 et 0.38 ± 0.22 mm/an . Ces valeurs sont inférieures à la création topographique tectonique, ∼1.5 mm/an , et du même ordre de grandeur que le taux moyen d’érosion des parois surplombants le glacier, évalué à 0.76 ± 0.34 mm/an.A l’aval du glacier, les versants ne sont pas efficacement connectés au torrent proglaciaire et le glacier reste la source principale de l’export sédimentaire. Ainsi, en l’absence d’événements extrêmes, l’apport du domaine pro glaciaire correspond à 13 ± 10% de l’export sédimentaire total du bassin versant. Par ailleurs, la zone proglaciaire agit comme un tampon sédimentaire fonctionnant d’une échelle quotidienne à annuelle pour les silts et les sables, et à une échelle décennale pour les particules plus grossières. Au total, malgré un retrait glaciaire récent et rapide, le bassin versant du glacier des Bossons présente actuellement une dynamique paraglaciaire limitée dont l’intensité correspond à un taux moyen d’érosion proglaciaire de 0.25±0.20 mm/an. Enfin, sur l’ensemble du bassin versant, la dynamique sédimentaire est multi-fréquentielle et amortie par des stockages intermédiaires
Among the most efficient agents of erosion, glaciers react dynamically to climate change, leading to a significant adjustment of downstream sediment flux. Present-day global warming raises the question regarding the evolution of the sediment load originating from partially glaciated catchment. The detrital export from such environment results from erosion processes operating within distinct geomorphological domains : supraglacial rockwalls, ice-covered substratum and the proglacial area, downstream from the glacier. The general intent of this doctoral research is therefore to characterize the origin and transport of sediments in the watersheds of two streams draining Bossons glacier (Mont-Blanc massif, France).For this purpose, the components of the sediment flux coming from supraglacial, subglacial and proglacial domains are separated and quantified by innovating methods:i. Using the terrestrial cosmogenic nuclides concentrations as evidence of a supraglacialtransport;ii. Combining meteorological data and hydro-sedimentary data acquired at a high timeresolution (2 min) and completed by multi-linear models;iii. Estimating sediment flux by source for 7 years and with a probabilistic method;iv. Associating radio-frequency identification of pebbles in the proglacial area with a stochas-tic transport analysis.Through numerical tools, applying the presented methodologies provides erosion rates of thesupraglacial, subglacial and proglacial domains, and determines the sediment transfer mecha-nisms within the catchment.Thus in the terminal part of the glacier, 52±14 to 9±4% of the supraglacial load is transferred to the subglacial drainage network. Moreover, its evolution throughout the melt season leads to the export of the winter sediment production during a limited period. Furthermore, the drainage configuration beneath the glacier and its retreat control the remobilization of a long-term sediment stock. These processes explain the contrast between the mean subglacial erosion rates of the two monitored streams, 0.63 ± 0.37 et 0.38 ± 0.22 mm/yr, respectively. This values are lower than the tectonic uplift, ∼1.5 mm/an, and of the same order of magnitude than the mean erosion rate of supraglacial rockwalls, evaluated at 0.76 ± 0.34 mm/an.Downstream from the glacier, hillslopes are not efficiently connected to the proglacial stream and the glacier is the main source of the sediment export. Hence, without extreme events, the input from proglacial domain corresponds to 13 ± 10% of the total sediment export from the catchment. Besides, the proglacial area acts as a buffer functioning from the daily to the year scales for fine particles, and at a decennial scale for coarser particles. In total, despite the rapid recent retreat of the glacier, the Bossons catchment exhibits a limited paraglacialdynamic whose intensity corresponds to a mean proglacial erosion rate of 0.25±0.20 mm/an. Finally, at the catchment scale, the sediment dynamic is multi-frequential and buffered by storage and release mechanisms

La question sera d’évaluer si l’érosion glaciaire dans les Pyrénées est suffisante pour expliquer au moins une proportion de la surrection du volume montagneux, et donc dans quelle mesure les moteurs tectoniques demeurent incontournables. Le terrain proposé est un transect E–W, portant sur : un échantillon de cirques granitiques (prélèvement de roche-mère, lithologie homogène) déglacés (Bassiès) ou partiellement englacés (Aneto) ; et un échantillon de bassins versants (prélèvement de sédiments dans le lit du collecteur principal aux exutoires). Les méthodes utilisées seront les isotopes 10Be et 26Al produits in situ (Dunai, 2010) outils servant à quantifier les vitesses d’érosion d’un substratum rocheux ou d’un sol en fonction de leur durée d’exposition au bombardement cosmique provenant de la voûte céleste. Il s’agira ainsi (i) de détecter l'existence d'héritages d'exposition, synonymes de très faible tranche érodée lors du dernier cycle glaciaire (Fabel et al., 2002, 2004) — héritages inconnus jusqu’ici dans les Alpes (Ivy Ochs et al., 2007) mais déjà repérés dans l'est des Pyrénées (Delmas et al., 2008, 2011) ; et (ii) de comparer les taux moyens de dénudation post-glaciaire de bassins versants sélectionnés en fonction de leur passé (glaciaire ou non), de l’ambiance climatique post-glaciaire (influences atlantiques ou méditerranéennes), et enfin, sur chaque site-atelier ainsi défini, de leur taille (échantillonnages compartimentés sur des BV emboîtés de rang 1, 2, et 3 ; v. méthode in Godard et al., 2012). Une approche complémentaire consistera à quantifier systématiquement, dans les quelques cirques témoins, les volumes érodés par cubage des matériaux morainiques tardiglaciaires ou holocènes, mais aussi des éventuels glaciers rocheux et des éboulis. Ces bilans de masse impliqueront éventuellement aussi un effort de datation de ces formations, dont la chronologie (en particulier les glaciations holocènes) est encore très mal connue dans les Pyrénées
The Pyrenees form a mid-latitude, intermediate altitude mountain range displaying weak tectonic activity and a westward gradient of increasing topographic inheritance from the work of Pleistocene glaciers. This thesis aims to characterize and to quantify the influence of the glacial and non-glacial erosive processes on the most elevated areas of the mountain range, during the last climatic cycle (~100 ka), according to an E-W transect from the Carlit to the Maladeta, via the Ariège. The Holocene tills volumes (Maladeta) were quantified from DEM- and GIS-derived measurements, while the lowering of the glaciated and unglaciated surfaces was determined from cosmogenic nuclides (CN). Denudation was measured through TCN concentrations in alluvial sediment in elevated catchments. Würmian denudation on supraglacial ridges (10–25 mm/ka) was slower than on cirque floors (30–40 mm/ka), thereby resulting in an increase in topographic relief. Denudation of the cirques floor increases during post-Würm spatially limited glaciations (20-400 mm/ka). Small Holocene glaciers erosion in the Maladeta is 180-700 mm/ka even > 1 m/ka. These rates are noteworthy higher than bedrock and regolith plateau weathering (2.60 mm/ka and 20-40 mm/ka, respectively). Postglacial catchments denudation (25-450 mm/ka) linearly increases with mean slope (r = 0.83) and then with the Pleistocene glacial inheritance of the landscape. Results confirm the atonic tectonic activity of the Pyrenees and show the influence of the glaciers and fragile meta-sedimentary lithologies on the Holocene denudation

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but de mieux définir et quantifier lesprocessus d'érosion actuels en domaine glaciaire et proglaciaire. Le Glacier des Bossons,situé dans le massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie, France), est un bon exemple de systèmenaturel non anthropisé permettant d'étudier cette thématique. Il repose sur deux lithologiesprincipales (le granite du Mont-Blanc et le socle métamorphique) et cette singularitépermettra de déterminer l'origine des sédiments glaciaires. Afin de comprendre lesmécanismes d'érosion mécanique et de transport particulaires en domaine glaciaire, lessédiments ont été prélevés à la surface du glacier, sous le glacier et dans les torrents sousglaciaires.L'étude des distributions granulométriques et des provenances des sédiments a étéeffectuée par une analyse lithologique à macro-échelle (à l'oeil nu) et géochimique à microéchelle(datation U-Pb sur zircons). Elles ont permis de préciser les caractéristiques del'érosion et du transport glaciaire. (1) la charge supra-glaciaire issue de l'érosion des versantsrocheux est essentiellement composée de sédiments grossiers et ne se mélange pas ou peu à lacharge sous-glaciaire, excepté au niveau de la langue terminale ; (2) les vitesses d'érosionsous-glaciaire ne sont pas homogènes, l'érosion sous la glace tempérée (0,4-0,8mm.an-1) estau moins seize fois supérieure à celle sous la glace froide (0,025-0,05mm.an-1) ; (3) lessédiments sous-glaciaires contiennent une fraction silteuse et sableuse résultant des processusd'abrasion et de crushing qui est évacuée par les torrents sous-glaciaires. L'acquisition hauterésolutiontemporelle de données hydro-sédimentaires durant la saison de fonte entre le 5 Maiet le 17 Septembre 2010 a permis de définir le comportement saisonnier des fluxhydrologiques et sédimentaires. La majeure partie des flux détritiques est concentrée sur lasaison de fonte, et une quantification de la quantité de sédiments exportés par le torrent desBossons complétée par une mesure régulière de l'évolution de la topographie du systèmefluvio-glaciaire permet d'effectuer un bilan global de l'érosion des domaines glaciaires etproglaciaires. Au cours de l'année 2010, près de 3000 tonnes de sédiments ont été érodés dont430 tonnes se sont déposeés sur le plan des eaux. Grâce à une analyse de l'évolution desconcentrations de matières en suspension en entrée et en sortie de la plaine alluviale fluvioglaciairedu torrent des Bossons, les composantes glaciaires et non-glaciaires de l'érosion ontpu être découplées. L'érosion des moraines dénudées encadrant le plan des eaux au cours desévénements orageux est responsable au minimum de 59% du flux de sédiments transporté parle torrent des Bossons, l'érosion glaciaire (41% du flux) est donc relativement moins efficace.L'évolution à long terme des systèmes glaciaires en période de réchauffement climatiquemontrerait donc une érosion soutenue des environnements proglaciaires (versants et moraines)récemment libéré des glaces et de ce fait une intensification des flux détritiques. Le glacierdes Bossons protège le sommet du Mont-Blanc, l'érosion différentielle entre les zones sous laglace et non-glaciaires pourrait mener à un accroissement de la différence d'altitude entre lesvallées et les sommets.

Lors des 14 dernières années, plus d'une centaine de demandes d'assistance technique concernant des mouvements de terrain au Québec méridional sont adressées chaque année aux autorités gouvernementales. Parmi les cas signalés, la majorité d'entre eux survienne à l'intérieur des limites de la transgression marine post-glaciaire où vit près de 90 % de la population québécoise. Étant donnée leur importance dans la province et les conséquences qu'ils peuvent engendrer, ces mouvements ont fait l'objet jusqu'à présent de nombreuses études pour la plupart orientées sur les aspects géotechniques du problème. Les études statistiques et géomorphologiques demeurent très fragmentaires et peu de données sont disponibles afin de dresser un portrait de l'occurrence des mouvements de terrain au Québec selon les différentes périodes de l'année ou pour cerner les facteurs climatiques et géomorphologiques en cause. La réalisation de ce mémoire a été rendue possible grâce à l'utilisation d'une base de données très complète élaborée au fil des ans par la Section des mouvements de terrain du ministère des Transports du Québec, laquelle compte 4165 cas documentés. L'objectif principal de cette recherche est de dresser un portrait statistique général des mouvements de terrain et des circonstances ou facteurs causaux qui leur sont associés, à l'aide d'analyses statistiques et descriptives de leurs contextes géomorphologiques, spatiaux et temporels. Les résultats obtenus démontrent que de 1970 à 2017, la Montérégie, Lanaudière et la Mauricie sont les régions les plus affectées par les mouvements de sol et que la période de l'année la plus propice débute au mois d'avril et se termine au mois de juin. Ces mêmes résultats démontrent que les glissements superficiels sont plus fréquents que les glissements rotationnels. Toutefois, un inventaire ciblé des cicatrices de glissements de terrain effectué en 2017 dans la MRC de Maskinongé a permis de démontrer que les tendances générales observées à l'échelle provinciale peuvent différer de celles observées à l'échelle locale, en raison de la géomorphologie et des conditions géotechniques spécifiques à chaque secteur. Les données ont aussi été examinées pour identifier de possibles effets de purge et d'amplification du phénomène en fonction de certains IV événements climatiques majeurs. Seuls des signes d'effet de purge ont été observés à la suite de l'accumulation de neige en 2008 et des apports en eau exceptionnels du printemps 2017. En somme, les effets de purge et d'amplification sont des phénomènes difficiles à détecter à l'aide de statistiques générales seulement. Des recherches ciblées à un secteur précis et sur plusieurs années consécutives pourraient toutefois offrir des résultats plus probants.

L'Holocène est la période géologique la plus récente. Il s'agit d'une période interglaciare qui a débuté il y a 11000 ans et dans laquelle nous vivons aujourd'hui. L'intérêt pour l'étude de sa variabilité climatique est exacerbé dans le contexte actuel de réchauffement global attribué à l'Homme. Mais cette période a également vu le développement des sociétés humaines organisées qui ont très tôt interagi avec leur milieu, en s'adaptant aux variations naturelles de l'environnnement, mais aussi en perturbant le système naturel par leurs activités agricoles et industrielles. Cette thèse présente une étude sédimentologique et géochimique de carottes sédimentaires longues (9 à 13m) prélevées dans deux lacs alpins: les lacs du Bourget (Savoie) et d'Anterne (Haute Savoie). Deux thématiques distinctes ont été développées: l'enregistrement de la variabilité des débordements de crue du Rhône dans le Lac du Bourget et celui de la contamination anthropique par le plomb dans les deux lacs.