Dissertations / Theses on the topic 'Turbidites – Congo (cours d'eau)'

Les objets " dunes géantes " et " levées sédimentaires " ont été étudiés dans plusieurs environnements profonds, à l'aide du plus grand nombre possible de données différentes (imagerie sonar, profils sismiques, carottes), afin de comprendre leurs mécanismes de construction. Les zones d'étude sont les systèmes turbiditiques du Var et du Zai͏̈re, et le Golfe de Cadix. Concernant les dunes géantes, les carottes montrent que 2 familles d'écoulements participent à leur construction : les écoulements gravitaires turbulents (courant de turbidité ou bouffée turbide) et les courants de fond. Ces écoulements montrent des conditions hydrodynamiques variées (état supercritique et vitesses élevées ou état subcritique et faibles vitesses). La progradation des dunes à contre pente résulte du dépôt préférentiel des sédiments sur leur flanc amont, leur flanc aval étant surtout érodé. Ainsi, chaque écoulement subi une décélération sur le flanc amont, suite au changement brutal de la pente, puis ré-accélère avant le passage de la crête, suite à la réduction de la section d'écoulement due à l'augmentation de la hauteur de la dune. Concernant les levées turbiditiques, leur développement se fait surtout par progradation vers l'aval. Dans les exemples étudiés, cette progradation s'accompagne d'une migration de la partie distale de la levée vers l'axe du chenal. Les dunes géantes pourraient alors jouer un rôle significatif dans la construction et l'évolution des levées, notamment par leur progradation à contre pente et contre courant qui repousse progressivement le cours de la vallée sous-maine et modifie dans le temps les conditions de débordements des écoulements. Les parties distales des levées peuvent présenter des accumulations sableuses importantes. Les dunes géantes contraignent la formation des corps sableux. Chaque dune pourra former un réservoir. Les dunes étant plus ou moins bien interconnectées, une levée pourra constituer un grand réservoir formé de nombreux petits corps sableux.

Grâce aux données de forages ODP du Leg 155, corrélées aux coupes sismiques haute résolution de la campagne Lobestory d’Ifremer, l’éventail géant de l’Amazone est devenu une zone privilégiée pour étudier l’évolution des systémes chenaux-levées et le processus d’avulsion qui régit l’architecture des systémes turbiditiques. Les travaux antérieurs avaient montré que le processus d’avulsion est un des processus fondamentaux de la construction des édifices turbiditiques. Il aboutit au changement brutal du cours d’un chenal et à son abandon en aval du point d’avulsion. Ce processus et les phénoménes qui en découlent (courants non-confinés, rupture de profil d’équilibre du chenal, etc. ) sont à l’origine d’une distribution sédimentaire particulière, avec des dépôts grossiers (HARPs) en semelle des chenaux. Dans le travail présenté, les paquets de réflecteurs de fortes amplitudes (HARPs) situés à la base de ces systèmes fortement aggradant, ont pu étre caractérisés en sismique comme la superposition de 4 corps sismiques élémentaires correspondant à des processus de mise en place distincts. Ils peuvent étre décrits comme une amalgamation de petites unités sableuses, chenalisées ou non, mises en place pa une succession de courants de turbiditié très sableux et de haute densité. L’étude sismique et bathymétrique de corps particuliers repérés dans l’éventail du Zaïre a permis de compléter notre connaissance des premiers (effondrement de la levée) et derniers stades (abandon du chenal père et début d’aggradation du chenal fils aprés dépôts des HARPs). Ces résultats ont permis de préciser les modèles d’avulsion proposés jusqu’ici<br>Our study focuses on the avulsion process, the key process for the depocenter migration of stacked channel-levee systems in the deepsea. To present, the avulsïon process has been explained as the abandonment of a channel (parent channel) and the birth of a new one (new channel). A true indice of avulsion has been given by the detection of the HARPs, a seismic term known since the 80s for highamplitude reflection packets at the base of new channel-levee systems. The HARPs are suggested, in analogy to the studies from ODP Leg 155 of the Amazon Fan, to be sandy deposits in lows adjacent to breached parent channels. Our present work, by re-visiting the Amazon Fan with multichannel high-resolution seismic data, highlights the great complexity of the HARPs architecture and their lithological heterogeneity. The study of some specific zones within the Zaïre Fan allowed revealing both the earliest stages of an avulsion process related to levee breaches and first splays linked to unconfined flows on the levee, and the latest stage of this process, with the first levee deposition and evolution following the HARPs deposition. These results provide new insights for the understanding of the processes involved during an avulsion event (levee breach, HARPs accumulation, levee aggradation). By describing the inter-relationship of the different architectural sub-bodies of the HARPs and giving details on both the earliest and latest stages of the avulsion, our results also provide clues to refine the previous conceptual models and reach a higher resolution knowledge of this process

Pour préciser l’architecture du système turbiditique du Congo (marge Ouest-Africaine, Atlantique Sud-Est), et les variations climatiques et paléocéanographiques de la zone au cours du dernier million d’années, on a étudié les variations de la productivité des diatomées sur deux carottes de référence, KZAI-02 et RZCS-26, prélevées respectivement à 248 et 800 Kms de l’embouchure du fleuve. Cette étude est intégrée au projet REPREZAÏ, REtrogradation/PRogradation dans l’Eventail du ZAÏre, Les périodes de forte productivité diatomique sont observées vers le milieu du stade MIS6, le MIS 5d, et durant le MIS 3, liées à l’apport de nutriments, notamment la silice dissoute, par le fleuve. Les faibles taux d’accumulation en diatomées sont enregistrés au début et à la fin du MIS 6, le MIS 5e, le début du MIS 4 et l’Holocène, quand la charge terrigène dans les eaux de surface empêche la mise en place d’une forte productivité. Au large il faut un apport conséquent de silice dissoute via les décharges du fleuve, et une faible consommation de ce nutriment en amont, pour avoir une forte productivité. L’intensification des conditions d’upwelling océanique favorise la productivité diatomique. L’abondance des diatomées d’estuaires saumâtres coïncide avec l’augmentation de l’influence des décharges fluviatiles vers ~230 ka BP, période de mise en place de l’édifice axial du système turbiditique du Congo. Deux études exploratoires ont été menées en complément: L’étude de la variabilité morphométrique de l’espèce Fragilariopsis doliolus qui montre une variation importante de la surface valvaire au cours du Quaternaire ; l’étude des isotopes de la silice qui s’est avérée complexe, à cause du mélange important de silice biogénique et lithogénique dans nos échantillons<br>To precise the evolution of the Congo deep sea fan (western African margin, eastern tropical South Atlantic), and the paleoclimatic and paleoceanographic conditions of the zone during the last million years, variations of diatom productivity have been studied on two reference cores, KZAI-02 and RZCS-26, located respectively at 240 and 800 Kms of the Congo river mouth. This study is part of the REPREZAI project, REtrogradation/PRogradation in the ZAÏre deep-sea fan. High diatom accumulation rates were registered during the mid-part of MIS 6, the cold substage MIS 5d and the MIS 3-2, sustained essentially via nutrients, including dissolved silica, injected by the Congo River into the ocean. Low diatom accumulation rates were recorded during the early and late MIS 6, the MIS 5e, the early MIS 4 and the Holocene, when the terrigenous load in surface waters prevent a strong productivity. Further offshore, a substantial dissolved silica input by the discharges of the Congo river, but also a low consumption of this nutrient upstream, are required to have a strong productivity. The intensification of oceanic upwelling conditions also favors the siliceous productivity. The increasing influence of fluvial discharges, marked by a greater abundance of brackish diatoms off the mouth, corresponds fairly well to the establishment of the axial edifice of the Congo deep sea fan around ~ 230 ka BP. Two exploratory studies were conducted in complement: The study of morphometric variability of the diatom species Fragilariopsis doliolus, that highlighted important variation of the valvar surface during the Quaternary; the study of the silica isotopes that proved to be complex, because of important mix of biogenic and lithogenic silica in the samples

Les systèmes turbiditiques forment de grands édifices sédimentaires sous-marins situés au large des fleuves en pied de pente continentale et constituent les dépôts terrigènes les plus distaux d’un système fluviatile. Leur structure interne, définie comme un empilement de systèmes chenal-levées, montre des changements architecturaux au cours du temps dont les forçages sont encore mal connus, et le rôle respectif des facteurs de contrôle interne (lié au fonctionnement propre du système) ou externe (climat, variations du niveau marin, tectonique) reste sujet à débats. Afin de mieux comprendre le rôle de ces facteurs de contrôle, une étude détaillée de l’architecture du système Congo a été réalisée. Cette étude a été menée dans le cadre du projet de recherche Reprezaï (Ifremer/IUEM, depuis 2006), faisant suite aux projets Guiness et ZaïAngo (Ifremer/Total, 1992-2003), projets au cours desquels de nombreuses campagnes en mer ont permis l'acquisition d’une importante base de données géophysiques et géologiques. Une analyse quantitative de différents paramètres architecturaux des chenaux (longueur totale, longueur construite après avulsion, entre autres) de l’Edifice Axial du Congo (derniers 200 ka) révèle des cycles sédimentaires de progradation et rétrogradation des dépôt-centres, les plus grandes rétrogradations correspondant à des avulsions situées très en amont dans l’édifice turbiditique. Les dépôts-centres identifiés à la terminaison des chenaux correspondent à des complexes de lobes (selon la nomenclature de Prélat et al., 2009) relativement allongés dont les volumes (de 3 à 196 km3) varient considérablement dans le temps et l'espace sans pour autant montrer de cycles de variation comme pour les autres paramètres. Le volume cumulé de ces complexes de lobes reconnus représente jusqu'à 31% du volume de l’Edifice Axial. L’étude multiproxies (datations 14C, δ18O, mesures XRF, Carbone Organique Total, …) de carottes prélevées sur les chenaux les plus progradants et les plus rétrogradants, a fourni un cadre chronologique permettant de caler temporellement ces cycles sédimentaires. L’évolution temporelle des paramètres architecturaux a été comparée avec les variations des signaux paléoenvironnementaux et paléoclimatiques (pollens, COT, mesures XRF et MSCL, argiles…) enregistrés par une carotte de référence située en domaine hémipélagique et contemporaine de la construction de l’Edifice Axial. Les résultats mettent en évidence un lien étroit entre l’évolution architecturale de l’édifice turbiditique et les décharges fluviatiles du Congo. Ces dernières, mais aussi l’extension du couvert végétal sur le bassin versant, contrôlent le rapport sable/argile et donc, en partie, la capacité de transport des courants turbiditiques. Ces deux facteurs dépendent des précipitations liées aux variations d’intensité de la mousson en relation avec les cycles de précession (19-23 ka, Milankovitch). Un scénario de mise en place des systèmes chenal-levées et lobes de l’Edifice Axial en fonction des variations climatiques arides/humides sur le bassin versant a ainsi pu être proposé grâce à de bonnes contraintes stratigraphiques pour les derniers 40 ka. En période aride, les courants turbiditiques, peu fréquents et avec un fort rapport sable/argile qui diminue leur capacité de transport, sont propices à l'aggradation des chenaux, engendrant des conditions favorables pour la création ultérieure d’avulsions en amont. En période de transition aride/humide, lorsque le couvert végétal est encore peu développé, la décharge fluviatile accompagnée d’une charge solide importante augmente le volume des courants turbiditiques, favorisant les avulsions en amont du système. Enfin, les périodes humides, caractérisées par un débit liquide fort associé à une charge solide essentiellement argileuse qui décroît au fur et à mesure que le couvert végétal s’étend, génèrent des courants de turbidité dont la capacité de transport diminue au cours du temps […]<br>Turbidite systems are huge submarine sedimentary fans located off rivers, at the foot of the continental slope. They constitute the most distal terrigeneous deposits of a fluvial system. Their internal structure, defined as a stacking of channel-levee systems, show architectural changes through time. Forcing factors of these architectural changesare still poorly understood, and the respective role of internal (related to the own functioning of the system) or external forcing factors (climate, seal-level variations, tectonics) remains debated. To better understand the role of these controlling factors, a detailed study of the Congo system architecture was carried out. This study was conducted as part of the Reprezaï research project (Ifremer/IUEM, since 2006), following the Guiness and ZaïAngo projects (Ifremer/Total, 1992-2003), during which many oceanographic surveys allowed acquiring an important geophysical and geological data base. A quantitative analysis of different architectural parameters from the channels (e.g. total length, length built after avulsion,…) of the Congo Axial Fan (last 200 ka) reveals progradational-retrogradational sedimentary cycles of the depocenters, the highest retrogradations corresponding to avulsions located very upfan. Depocenters identified at the termination of the channels correspond to relatively elongated lobe complexes (according to the nomenclature of Prélat et al., 2009) with greatly variable volumes (from 3 to 196 km3) both in time and space, without any cyclicity like that identified by other parameters. The cumulative volume of these lobe complexes represents up to 31% of the Axial Fan volume. The multiproxies study (14C dating, δ18O, XRF measurements, Total Organic Carbon…) of cores sampled on the most prograding and retrograding channels provided a chronological framework to these sedimentary cycles. The temporal evolution of the architectural parameters was compared with changes in paleoenvironmental and paleoclimatic signals (pollens, TOC, XRF and MSCL measurements, clay mineralogy,…) recorded in the sediments of a reference core deposited simultaneously to the Axial Fan, but located outside the turbidite flows. Results highlight a strong link between the architectural evolution of the turbidite system and the Congo River discharge. These, as well as the expansion of the vegetation cover in the catchment area, control the sand/clay ratio and thus, at least partly, the transport capacity of turbidity currents that build the channel-levee systems. Both factors depend on rainfall related to the monsoon intensity variations in relation with precession (19-23 ka Milankovitch). A scenario for the deposition of channel-levee systems and lobes of the Axial Fan in link with arid/humid climate variations in the catchment area has been proposed thanks to good stratigraphic constraints for the last 40 ka. During arid periods, turbidity currents are infrequent and present a high sand/clay ratio which decreases their transport capacity. These turbidity currents are suitable to channel aggradation, generating favorable conditions for the subsequent creation of upfan avulsion. During periods of transition of arid to humid conditions, when the canopy is still underdeveloped, fluvial discharge and significant sediment load increases result in an increase of the turbidity currents volume, which favors upfan avulsions. Finally, during humid periods, Congo discharge is characterized by a strong liquid flow and a mainly clayey solid discharge which decreases gradually as the canopy extends. These conditions generate turbidity currents with decreasing transport capacity through time. However the transport capacity of these currents remains sufficient to reach distal portions of the systems and favor channels progradation. This climatic factor seems therefore to regularly disrupt the more perennial internal control which is also highlighted by the Congo Axial Fan architecture

Le complexe des lobes terminaux du système turbiditique du Congo, localisé à 760 km des côtes de l’Afrique Equatoriale et à 5000 m de profondeur, constitue un système sédimentaire unique pour étudier les transferts de matière organique dans l’Océan Atlantique. En effet, ce complexe, d’une superficie de 3000 km² environ, est actuellement le réceptacle final des apports turbiditiques, initiés dans le canyon du fleuve Congo. Cette thèse, qui s’inscrit dans le cadre du projet ANR-Congolobe, a pour objectif d’apporter des connaissances sur la composition biogéochimique de ces apports et d’apporter des conclusions sur leur(s) origine(s), leur distribution et leur devenir dans les sédiments. Pour ce faire, neuf carottes d’interface (~20 cm) et une carotte longue (~900 cm) prélevées en différents sites du complexe des lobes ont été étudiées. La stratégie employée a consisté (1) à réaliser une description des faciès et de la granulométrie des sédiments, (2) à réaliser une étude géochimique globale et moléculaire sur ces mêmes sédiments (%Corg, C/N, δ13Corg et δ15N, 137Cs, acides gras, tétraéthers) (3) à confronter les données acquises avec celles obtenues sur les sources initiales marines et terrestres par un modèle de mélange binaire (δ13Corg) et par une analyse discriminante (acides gras), (4) à considérer un site spécifique en tant que référence temporelle, (5) à combiner les données acquises à tous les sites dans une analyse multivariée pour appréhender le devenir de cette région à l’échelle millénaire. Tous les marqueurs considérés ont révélé que les sédiments des lobes constituent un véritable puits de matière organique particulaire terrigène en provenance du Congo. Les concentrations en carbone organique sont élevées dans les sédiments argilo-silteux (~3 à 5 %). 70 à 80 % de ce carbone organique dérive du fleuve et consiste en des débris végétaux et en de la matière organique altérée issue de l’érosion des sols, alors que les 20 à 30 % restants consistent en une matière organique marine très dégradée. Une analyse plus détaillée des biomarqueurs lipidiques suggère que la matière organique apportée par les turbidites est peu réactive, néanmoins, l’analyse des acides gras a permis de détecter la présence de composés marins frais dans certains échantillons. Une conclusion importante de cette étude est que tous les résultats portant sur la composition et la distribution de la matière organique dans les sédiments sont en accord avec les modalités de dépôt turbiditique (rapidité du transfert, fréquence des apports, épaisseur des dépôts) ainsi qu’avec les propriétés granulométriques des sédiments. Ces caractéristiques physiques permettent d’expliquer que la matière organique soit exceptionnellement bien préservée dans les couches anoxiques des sédiments, une observation valable à l’échelle des millénaires qui soulève l’intérêt de prendre en compte la région des lobes pour comprendre le devenir de la matière organique terrestre dans l’océan global<br>The terminal lobe complex of the Congo deep-sea fan, which is a unique region to study the transfer of organic matter from the land to the Atlantic Ocean, is located 760 km off the Equatorial African coast and at 5,000 m depth. This region covers 3000 km2 and is the terminal receptacle of the particulate organic matter provided by turbidity currents originating from the Congo River canyon. This thesis is part of the Congolobe ANR-project and aims at providing information on the biogeochemical composition of these organic matter inputs to study their origin, distribution and fate in lobe complex sediments. Nine short sediment cores (~20 cm) and one long core (~900 cm) were collected in different sites of the lobes complex for different sediment analyses. The strategy of the study consists of the following five analytical steps: (1) to achieve a facies and granulometry description of the sediments; (2) to study the global and molecular geochemical characteristics of the sediments (%OC , C/N, δ13Corg, δ15N, 137Cs, fatty acids and tetraethers); (3) to compare these data to data from marine and terrestrial end-members using a binary mixing model (δ13Corg) and a discriminant analysis (fatty acids); (4) to consider a specific site as a time reference and (5) to discuss the fate of the sedimentary organic matter at the millennium time scale of the overall area by combining different data in a multivariate analysis. All the different proxies used in this study revealed that lobe sediments could be a sink for organic inputs from the Congo River. Organic carbon concentrations are high in silty-clay sediments (~3 to 5 %). Over the study region, 70 to 80 % of the organic carbon originate from the Congo River and consist of vegetal detritus and soil derived-OM. The remaining 20 to 30 % consists of highly degraded organic matter. A more detailed lipid biomarker analysis shows that the organic matter is poorly reactive; however, fatty acid analyses reveal the presence of fresh planktonic compounds in some samples. An important finding of this study is that the composition and the distribution of the organic matter in sediments are consistent with turbiditic deposition patterns (e.g., rapidity of transfer, frequency and thickness of deposits) as well as with the granulometry properties of the sediments from the terminal lobe complex. Due to the specific sediment characteristics, organic matter is exceptionally well preserved in the anoxic sediment layers, reaching back to millennial time scales. Hence, studying the lobe complex area is of great interest for a better understanding of the fate of terrestrial organic matter in the global ocean

L'éventail sous-marin profond du Congo, situé sur la marge continentale Congo-Angolaise (côte Ouest Africaine, Océan Atlantique Equatorial Sud) représente un écosystème sédimentaire marin profond unique.Celui-ci est caractérisé par de forts apports en matière organique provenant du fleuve Congo, qui se déversent le long du canyon et au travers de systèmes chenal Jevées actuels jusque dans les zones les plus profondes (5 000 m) où se développe le système des lobes.L'objectif de cette thèse est d'étudier la distribution spatiale et la diversité phylogénétique et fonctionnelle des communautés archéennes et bactériennes en relation avec les caractéristiques et les contraintes de I'environnement.Cette étude a permis de mettre en évidence une distribution géographique régionale et locale des communautés microbiennes contraintes par la distance des différents lobes par rapport à l'embouchure du chenal. La distribution des communautés microbiennes est liée à la disponibilité en accepteurs et donneurs d'électrons issus de la diagénèse précoce de la matière organique. La composition et l'identité taxonomique de ces communautés microbiennes sont comparables aux communautés rencontrées dans des sédiments marins et des zones d'émission de fluides froids riches en méthane.Cette étude révèle également des densités cellulaires relativement élevées de bactéries méthanotrophes aérobies associées à différents habitats sédimentaires particuliers, colonisés par des bivalves Vesicomyidae, des tapis microbiens et des sédiments réduits caractéristiques des environnements d'émissions de fluides froids riches en méthane et hydrogène sulfuré. Ces communautés sont non seulement apparentées à celles rencontrées dans des habitats d'émissions de fluides froids, mais également à celles des habitats terrestres, malgré la distance ~ 1000 km des côtes Africaines.Les travaux menés au cours de cette thèse montrent l'intérêt des études pluridisciplinaires pour comprendre la diversité et le fonctionnement des écosystèmes dans les lobes terminaux du système turbiditique du Congo et apportent de nouvelles informations sur la diversité des microorganismes peu explorée dans les éventails sous-marins profonds<br>The Congo deep sea fan, located in the Congo-Angola continental margin (West African coast, Equatorial South Atlantic Ocean) represents a unique deep-sea sedimentary ecosystem. It is characterized by high organic matter inputs from the Congo River, that flow along a canyon and through presently active channel system-lifted into the deeper areas (5 000 m) where the lobes system develops.The aim of this thesis is to study the spatial distribution as well as the phylogenetic and functional diversity of archaeal and bacterial communities in relation with environmental characteristics and constraints of the terminal lobes of the Congo deep see fan, one of the largest submarine fan systems in the world.This study highlights geographical distribution of microbial communities constrained by the distal and proximal distance of the different lobes from the Congo river's channel mouth as well as linked to the electron donor and acceptor availability from organic matter diagenesis. This study revealed quite high abundance of aerobic methane oxidizing bacteria cells at peculiar sedimentary habitats dominated by Vesicomyid bivalves, microbial mats and reduced sediments typical of cold-seep environments. These communities are not only related to the ones encountered in cold seeps, but also to the ones in terrestrial habitats despite an approximately distance of 1000 km offshore the African coast.This thesis underlines the interest of pluridisciplinary studies to understand the ecosystem diversity and functioning in the terminal lobes of the Congo turbiditic system and provides further insights into the underexplored microbial diversity from deep-sea fans

The evolution of landscapes and seascapes in time is the result of the constant interaction between flows and topography. Flows change topography, which in turn change the flow. This feedback causes evolution processes to be highly non-linear and complex. When full analytical derivations of the co-evolution of topography and flow are not possible without oversimplifications, as is the case in river bends, recent large topographical datasets and modern computers allow for correlations between horizontal (planview) and cross-sectional geometry of channels. Numerical analysis in the Mississippi and Trinity rivers indicate that the type of correlation between river radius of curvature and bankfull channel width depends on the migration behavior of the river. In other cases, channel topography may only have a second-order effect on its own evolution, as is the case for fully depositional turbidity currents, and the evolution of æolian field topography may only be a function of this topography. I show that in these situations, changes in topography may be decoupled from details of the flow field and modeled very easily with a good accuracy.

Des etudes de la matiere organique associee aux particules transportees par les fleuves ont ete entreprises. Dans un premier temps, cette recherche a ete appliquee aux particules en suspension et a des sediments du rhone et en mer. Un certain nombre de marqueurs moleculaires ont ete identifies dans les acides gras (y compris les cerides et les triglycerides) et les sterols. Les structures identifiees ont mis en evidence des empreintes caracteristiques d'apports continentaux, derives d'un materiel terrestre vegetal, a une grande distance de l'embouchure du fleuve. Dans un deuxieme temps, la composition de la matiere organique associee aux particules en suspension dans le fleuve congo et ses principaux affluents (oubangui, kasai, sangha, likouala, alima) a ete etudiee. Les distributions des sterols ont montre des variations spatiales significatives suggerant que les sterols pourront etre utilises comme des marqueurs prometteurs de l'origine vegetale de la matiere organique. Une etude preliminaire de plusieurs sols de cette zone tropicale a egalement ete realisee

A l'echelle des temps geologiques, la concentration de co#2 atmospherique donc, par l'effet de serre que ce gaz entraine, la temperature moyenne du globe, est controlee par la consommation de co#2 atmospherique lors de l'alteration des roches sur les continents et le degazage de co#2 par le volcanisme. Dans cette these, nous testons deux methodologies nouvelles destinees a mieux contraindre les modeles d'evolution du climat a l'echelle des temps geologiques. La premiere est l'etude exhaustive, utilisant la batterie complete des mesures geochimiques (elements majeurs, en traces et isotopes longues periodes), des deux plus grands bassins fluviaux mondiaux. Nous examinons en particulier dans cette partie, le couplage a grande echelle entre les taux d'erosion mecanique et chimique, et la facon dont il est relie aux parametres hydrologiques, climatiques et tectoniques. Nous proposons un certain nombre de lois simples valables pour ces deux grands bassins reliant la consommation de co#2 et la tectonique et qui demandent a etre generalisees a d'autres grands fleuves. La seconde vise a tester l'interet potentiel du rapport isotopique #1#1b/#1#0b dans les calcaires comme traceur du ph de l'ocean dans les temps anciens. Cette utilisation fait l'objet d'un debat actuel dans les sciences de la terre. Apres une longue periode de mise au point, largement detaillee ici, nous appliquons l'outil a des coraux actuels et dates jusqu'a -100000 ans. Il s'agit d'une premiere approche qui montre que le signal #1#1b/#1#0b peut etre affecte par des recristallisations precoces du squelette corallien et ne peut etre utilise sans une preselection des echantillons. En l'etat, les informations paleo acido-basiques tirees de cet outil sont trop faibles pour etre generalisees

Ce travail, basé sur l’analyse et l’interprétation de prélèvements (carottes kullenberg et calypso) calibrées avec des données acoustiques (sismique 3,5 kHz et multifaisceaux), propose une reconstruction du fonctionnement sédimentaire récent (derniers 250 ka) du système turbiditique profond du Nil (STPN). Pour cela, une étude stratigraphique détaillée et basée sur plusieurs outils a été nécessaire pour dater des séries sédimentaires riches en événements gravitaires et s’étendant sur plusieurs cycles glaciaire/interglaciaire. C’est l’établissement d’une écostratigraphie basée sur les assemblages de foraminifères planctoniques et calibrée avec des outils isotopiques et téphrochronologiques qui a permis d’atteindre une résolution d’étude proche de 2000 ans. Les résultats obtenus montrent que contrairement à la majorité des grands STP argilo-silteux modernes, alimentés par une source ponctuelle, le domaine profond de la marge nilotique comprend plusieurs éventails dont certains ont été alimentés en même temps. L’analyse détaillée des faciès et séquences sédimentaires a permis de mettre en évidence un fonctionnement sédimentaire lié aux conditions environnementales affectant le bassin versant du fleuve Nil et son delta. Ainsi, dans le STPN, le forçage climatique nuance le forçage glacio-eustatique classique et à l’origine des modèles stratigraphiques actuels. Les contrastes climatiques de l’Afrique nord orientale permettent notamment l’alimentation d’éventails turbiditiques pendant des périodes de haut niveau marin. Les crues majeures du Nil sont également à l’origine de processus de transport et de dépôt jusque-là peu documentés.

Les mécanismes contrôlant la dynamique des sédiments fins en milieu estuarien sont complexes du fait de la multiplicité des processus en action et de leurs interactions diverses et encore souvent mal comprises. L’étude de la dynamique des sédiments fins regroupe quelques uns des enjeux environnementaux fondamentaux. En raison de leur forte affinité avec une large gamme de contaminants métalliques et organiques, les particules fines sont en mesure de concentrer la pollution provenant à la fois du bassin versant et du milieu marin et dont les risques respectifs sont croissants (agriculture, trafic maritime…). Leur accrétion mène à la formation de vasières puis à l’édification de marais maritimes, habitats d’importance communautaire au niveau européen. La pérennité de ces espaces ainsi que la biodiversité et la maintenance des ressources qu’ils contiennent sont cependant menacées par le comblement général des estuaires. Les travaux effectués lors de cette thèse ont permis de dégager quelques points clefs du fonctionnement d’un estuaire co-dominé par la houle et la marée en soulignant notamment les interactions entre les différents processus. Ils ont également permis d’appliquer un ensemble d’outils et de croiser les regards scientifiques par le biais d’une méthodologie transdisciplinaire. Les études à l’échelle de la marée ont mis en évidence l’influence significative mais restreinte de la houle au domaine d’embouchure, la mixité des masses d’eau et la présence d’un maximum de turbidité résultant d’un jeu d’asymétrie de la marée. Cette pompe tidale est en mesure de redistribuer les sédiments très largement au sein de l’estuaire, notamment par le biais de macroflocs. Les interactions entre la morphologie et les asymétries de marées sont complexes et, à travers le transport résiduel engendré, conditionnent l’évolution du système estuarien. La dynamique tidale est particulièrement bien enregistrée à travers la nature des dépôts et leurs rythmicité. Les suivis ont montré une constante disponibilité des MES dans les masses d’eau et le rôle clef de vecteur des chenaux de marée. Les apports de sédiments sur les zones intertidales se font ensuite selon les niveaux altimétriques. Les différents résultats ont mis en évidence l’importance de la spartine dans les mécanismes de piégeage des sédiments sur les marais salés et leur variabilité saisonnière mais également les répercussions que pouvaient avoir les forts taux de sédimentation sur les biocénoses benthiques à moyen terme. Sur une échelle plus longue, nous avons pu envisager les conséquences en termes d’élévation de cette accumulation en soulignant l’effet de la compaction du profil sédimentaire. Le volet stratigraphique, prenant en compte les conclusions de l’histoire holocène de la plaine maritime flamande, confirme le stade de comblement avancé de l’estuaire. Les recherches sur l’estuaire de l’Authie sont susceptibles de déboucher sur un modèle d’estuaire à dominance hydrodynamique mixte marée-houle, pertinent pour des estuaires macrotidaux tempérés situés dans des domaines à forte disponibilité en sables et répondant à ces critères hydrodynamiques (estuaire de la Manche). Les perturbations d’ordre climatique et la variabilité naturelle qui s’amorcent dans le cadre du changement global s’accompagnent d’une pression humaine de plus en plus forte sur les espaces estuariens. Ces risques devront nous obliger à appréhender les écosystèmes estuariens de manière holistique en les replaçant au niveau régional de la Manche mais également dans le contexte mondial<br>The mechanisms controlling fine sediments dynamics in estuaries are complex because of the multiplicity of active processes and their diverse interactions, most often not well understood. The study of fine sediment dynamics embodies a number of fundamental environmental issues. Due to their strong affinity with a large range of metallic and organic contaminants, fine-grained deposits are capable of concentrating pollutants from watersheds and from the sea, both of which are sources of increasing coastal zone hazards (from agriculture, maritime traffic. . . ). Accretion of estuarine deposits leads to mudflat formation, and then salt marsh establishment, thus forming habitats of supreme importance in the European community. The lasting biodiversity and resource value of these habitats are at risk from accelerated estuarine infilling. The objective of this thesis has been to highlight key points of the functioning of an estuary co-dominated by waves and tides, and to gain better insight into the interactions underlying fine-grained sedimentation processes. The approach is highly methodological, based on the application of a cross-disciplinaryassemblage of tools. The study shows that wave influence, though significant, is restricted to the esturary mouth. The esturary exhibits freshwater/salinity mixing and the presence of a turbidity maximum resulting from a combination of tidal asymmetries. This tidal pumping is capable of very widely redistributing the sediment within the estuary, notably via macrofloc dynamics. Interactions between tidal asymmetry and morphology are complex and, through generated residual transport, condition the evolution of the estuarine system. The tidal dynamics are particularly well recorded by the characteristics of deposited sediments and their clear rhythmic pattern. The monitoring has shown the constant availability of sediment in the water column and the key role of tidal channels as vectors of sediment circulation. The input of sediment over the intertidal zones is governed by elevation within the tidal frame. The different results have highlighted the importance of Spartina in sediment trapping mechanisms over salt marshes and their seasonal variability but also the medium-term impacts of high sedimentation rates on benthic biocoenoses. At longer timescales, investigation of the consequences of this accretion highlights the effect of compaction of the sedimentary profile. The stratigraphic input from this work takes into account conclusions from the Holocene history of the neighbouring Flemish coastal plain, and confirms the advanced stage of infilling of the Authie esturay. The research on the Authie estuary may be summarised by a model of an estuary with mixed wave-tide hydrodynamic dominance pertinent to temperate macrotidal estuaries located in sand-rich tidal seas with storm wave influence, which is precisely the case of English Channel estuaries. Climatic perturbations and natural variability initiated within the frame of global change result in increasing human pressures on estuaries, thus generating potential risks. Tacking these pressures and risks calls for a holistic approach to the study of estuarine ecosystems, not only at the regional scale of the English Channel, but also in the world context

Le présent mémoire s’intéresse à la réalisation de la coopération interétatique entre les pays riverains du bassin versant du fleuve Congo, en Afrique. Privilégiant une approche juridique, le travail proposé vise toutefois à dépasser le cadre théorique du partage des ressources en eau douce en abordant la dimension géopolitique propre au sujet d’étude. La présentation de l’état du droit international des cours d’eau permet donc de définir le cadre juridique à l’intérieur duquel s’organise la coopération entre les États tributaires d’un même bassin hydrographique. L’analyse de la coopération, récemment mise en place entre plusieurs riverains du bassin du fleuve Congo, révèle le dynamisme de la Commission internationale du bassin du Congo-Oubangui-Sangha. Toutefois, les pressions qui s’exercent tant au niveau régional qu’international imposent la prudence quant à la gestion de la ressource à moyen et long terme.<br>Le présent mémoire s’intéresse à la réalisation de la coopération interétatique entre les pays riverains du bassin versant du fleuve Congo, en Afrique. Privilégiant une approche juridique, le travail proposé vise toutefois à dépasser le cadre théorique du partage des ressources en eau douce en abordant la dimension géopolitique propre au sujet d’étude. La présentation de l’état du droit international des cours d’eau permet donc de définir le cadre juridique à l’intérieur duquel s’organise la coopération entre les États tributaires d’un même bassin hydrographique. L’analyse de la coopération, récemment mise en place entre plusieurs riverains du bassin du fleuve Congo, révèle le dynamisme de la Commission internationale du bassin du Congo-Oubangui-Sangha. Toutefois, les pressions qui s’exercent tant au niveau régional qu’international imposent la prudence quant à la gestion de la ressource à moyen et long terme.<br>The following study deals with the building of cooperation between riparian States of the Congo basin, in Africa. Whilst based on a legal approach, this work goes beyond the theoretical basis of the sharing of freshwater resource, by including geopolitics factors related to the case study. The International law of freshwater resources helps defining the legal framework within which riparian States of a drainage basin organize their cooperation. Recently established, the River basin organization for the Congo “Commission internationale du basin du Congo-Oubangui-Sangha (CICOS)”, proves to be dynamic and proactive. However, pressure coming from regional actors as well as international actors command to be particularly careful about mid-term and long-term management of the water resource in the area.<br>The following study deals with the building of cooperation between riparian States of the Congo basin, in Africa. Whilst based on a legal approach, this work goes beyond the theoretical basis of the sharing of freshwater resource, by including geopolitics factors related to the case study. The International law of freshwater resources helps defining the legal framework within which riparian States of a drainage basin organize their cooperation. Recently established, the River basin organization for the Congo “Commission internationale du basin du Congo-Oubangui-Sangha (CICOS)”, proves to be dynamic and proactive. However, pressure coming from regional actors as well as international actors command to be particularly careful about mid-term and long-term management of the water resource in the area.

Le fonctionnement des systèmes turbiditiques est directement lié au transfert de sédiment par les fleuves du continent vers le domaine marin. Ce transfert est contrôlé par le climat et le niveau marin. Les fluctuations de ces facteurs de contrôle depuis le dernier maximum glaciaire s’enregistrent ainsi dans les systèmes turbiditiques par des périodes d’activité et d’inactivité des systèmes turbiditiques. À l’échelle du système, l’enregistrement sédimentaire est également contrôlé par la morphologie et les processus sédimentaires. Le système turbiditique du Rhône classé parmi les systèmes turbiditiques argilo-silteux, est le plus grand dépôt sédimentaire du Golfe du Lion (Méditerranée Occidentale). Principalement alimenté par les apports du Rhône, il est actuellement inactif dû à l’éloignement du canyon avec la source sédimentaire (~70 km). L’objectif du travail réalisé est d’y déterminer, à partir de 21 carottes sédimentaires, (1) l’activité turbiditique au cours des derniers 25 ka, (2) le rôle des fluctuations climatiques et eustatiques sur le fonctionnement, (3) le rôle de la morphologie sur la variabilité spatiale et temporelle des dépôts turbiditiques. Le travail se base sur (1) la réalisation d’un cadre chronostratigraphique basé sur les fluctuations du rapport isotopique de l’oxygène (δ18O), les fluctuations du rapport Ca/Fe et sur des datations radiocarbones, (2) la caractérisation des lithofaciès. Les résultats obtenus montrent que (1) le niveau marin est le principal facteur de contrôle qui détermine la position de l’embouchure du fleuve Rhône et sa connexion avec le canyon du Petit-Rhône. (2) la remontée rapide et brève du niveau marin vers 19 ka (19-ka meltwater pulse) est enregistrée par un changement des processus turbiditiques, (3) lors du maximum de bas niveau marin, entre 24 ka et 19 ka BP, la présence des hyperpycnites démontrent la connexion directe entre le fleuve et la tête de canyon ainsi que la capacité du Rhône à produire des courants hyperpycnaux, (4) la morphologie du système turbiditique exerce un contrôle sur les lithofaciès turbiditiques essentiellement par le degré de confinement des courants de turbidité<br>Turbidite systems are active when they are fed by sediments transported from the shelf to the basin floor. This sediment transfer is mainly controlled by climate and sea level. Fluctuations of these control factors since the Last Glacial Maximum are recorded within turbiditic systems by periods of high deposition separated by condensed intervals. In addition, morphological control and sedimentary processes are internals factors explaining the spatial variability of the sedimentary record along the turbidite system. The Rhone turbidite system is classified among Mud-rich systems; it is the largest sediment body in the Gulf of Lions (Western Mediterranean). It results mainly from the accumulation of sediments supplied by the Rhone River. It is presently inactive because the head of the Petit Rhone canyon is situated at about 70 km from the river mouth. Through analyses of 21 sediment cores collected along this system, we characterized, (1) the turbiditic activity during the last 25 kyr, (2) the role of climatic and sea-level controls on the turbiditic activity, (3) the role of internal factors such as the morphology on the spatial variability of the turbiditic deposition. Our study is based on (1) the realization of a chronostragraphical framework based on oxygen isotope (δ18O) fluctuations, Ca/Fe ratio and 14C AMS dating, (2) the characterization of lithofacies. The results show that: (1) sea-level is the main control factor on the connection between the Rhone canyon head and Rhone River mouth. The Rhone turbidite system is definitely a “low-stand dominant system” in the terminology of Covault et al. (2010). (2) the rapid and short sea-level rise at about 19 ka (19-ka meltwater pulse) is recorded by a shift from hyperpycnal flows to lower-concentration turbidites. (3) The presence of hyperpycnites demonstrates a direct connection between the Petit-Rhone canyon head and the Rhone River mouth favoured by sea-level low-stand conditions from 24 to 19 ka. They also demonstrate the competence of the Rhone River to generate hyperpycnal flows during flood episodes. (4) the morphology of the Rhone turbidite system controls the confinement of the turbidity currents and results in various arrangements of lithofacies

Le Cénozoïque est marqué par une instabilité climatique et l’accélération des surrections continentales. Ces phénomènes engendrent une augmentation de la production sédimentaire, transférée par les fleuves vers le domaine marin profond. Les façades nord et ouest de l’océan Indien voient se mettre en place quatre des plus grands systèmes sédimentaires au monde : le Gange-Brahmapoutre, l’Indus, le Zambèze et le système tanzanien. Ce travail vise à comprendre les forçages agissant sur la sédimentation et l’architecture de deux des principaux systèmes turbiditiques de l’océan Indien (système tanzanien et du Gange-Brahmapoutre), pour ensuite les comparer avec leurs plus proches voisins (respectivement le Zambèze et l’Indus). Nos principaux résultats, basés sur une approche multiproxy dans les deux zones, mettent en évidence plusieurs points : (1) l’évolution tectono-sédimentaire de la marge tanzanienne au cours du Cénozoïque a mené au développement d’un système turbiditique majeur et atypique, dont la morphologie moderne atteste de l’importance de l’activité tectonique sur sa construction ; (2) le système du Gange-Brahmapoutre enregistre une activité sédimentaire polyphasée, en lien principalement avec les variations du niveau marin. Ce système est capable d’enregistrer les variations de nombreux forçages, influençant à la fois les bassins versants et le domaine marin. Le fonctionnement sédimentaire et l’architecture des systèmes turbiditiques ont révélé une grande diversité selon le contexte géodynamique et physiographique des façades étudiées. La nécessité d’intégrer l’ensemble des forçages (agissant depuis le bassin versant jusque dans le domaine marin profond) dans l’étude de l’activité sédimentaire d’un système turbiditique apparait essentielle de nos jours<br>Cenozoic is marked by climatic instability and accelerating continental uplifts. Increasing sediment yield is generated, buffered and transferred by river to the deep sea. Four of the major turbidite systems in the world are located on the northern and the western margins of the Indian Ocean: the Ganges-Brahmaputra, the Indus, the Zambezi and the Tanzanian systems. This work aims to understand forcings affecting sedimentation and morphology of two main turbidite systems (Tanzanian system and Ganges-Brahmaputra system) and results have been compared with their nearest neighbors (respectively Zambezi and Indus). Based on a multiproxies approach in both area, our main results are as follows: (1) during Cenozoic, tectono-sedimentary evolution of the Tanzania margin led to the development of an atypical turbidite system wherein morphology attest of a strong structural control; (2) the Ganges-Brahmaputra system has a sedimentary activity mainly forced by sea level variations. This turbidite system records variations in many forcings impacting sedimentation from the catchment to the deep sea. Turbidite system activity and architecture revealed a strong variability mainly linked to the geodynamic and physiographic context of each studied margin. It appears necessary to integrate all forcings (affecting both the catchment and the deep sea) in the study and the understanding of sedimentary activity in a turbidite system

Le système turbiditique du Var présente la particularité d'être fréquemment parcouru par des écoulements gravitaires. Cela en fait un endroit privilégié pour étudier simultanément les facteurs déclenchant des courants de turbidité, leurs caractéristiques hydrodynamiques, leur contenu particulaire et les dépôts associés. Dans le cadre du projet Européen HERMES (6ème Programme Cadre), nous avons acquis pendant 2 ans dans le canyon du Var et dans la vallée turbiditique (1) des séries temporelles dans la colonne d'eau (30 m et 400 m au dessus du fond) sur la vitesse des courants, la température et le flux particulaire, et (2) des prélèvements répétés par carottage du sédiment de surface. Nos résultats mettent en évidence deux types de transport sédimentaire: (1) des écoulements gravitaires, et (2) des remises en suspension sur le fond par le Courant Nord. L'étude des caractéristiques hydrodynamiques des courants gravitaires permet de préciser nos connaissances sur leur mécanisme de formation. Les courants gravitaires peuvent être initiés par des déstabilisations dans le canyon ou par le plongement en mer de l'eau turbide du fleuve (courant de turbidité hyperpycnal). Ces derniers peuvent être générés lorsque le débit liquide du fleuve franchit un seuil de 306 m3.s-1 à l'embouchure, et à condition que la crue soit étendue à l'ensemble du réseau hydrographique. L'étude combinée des mesures sur les deux années et des faciès sédimentaires dans les dépôts du siècle dernier souligne la prépondérance des courants de turbidité hyperpycnaux, qui représentent 80 % des écoulements gravitaires. De plus, cette étude combinée montre que les écoulements de faible magnitude (résultant de petites instabilités ou de crues annuelles du fleuve) s'arrêtent généralement au débouché de la vallée supérieure et ne déposent du sédiment que sur une terrasse située à 70 m au dessus du fond de la vallée. Les courants gravitaires de grande magnitude (résultant de larges instabilités ou de crues majeures du fleuve) sont fortement érosifs dans la partie du système située avant le pied de pente, et déposent des séquences sédimentaires sur les terrasses, la levée, et localement dans le chenal. Le cadre chrono-stratigraphique établi pour l'étude des séquences sédimentaires permet de mieux contraindre la manière dont ces courants gravitaires sont enregistrés et préservés, à plusieurs échelles de temps.