Teses / dissertações sobre o tema "Turbidité – 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

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

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

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

Le transport solide en riviere a lieu pendant un evenement transitoire (crue) dans une geometrie non-uniforme ; or la plupart des lois donnant la capacite de transport solide ont ete etablies en regime uniforme. Apres une revue bibliographique, est analysee la contribution des differents facteurs au transport solide : contrainte au fond, intensite turbulente, vitesse debitante, pente du fond et les gradients longitudinaux et temporels de la cote de la surface libre et de la vitesse debitante. Une modification du parametre de schields critique en regime non-uniforme est proposee ; les effets transitoires sont presque toujours negligeables, contrairement aux effets lies a la pente. Une approximation au second ordre pres de la contrainte au fond est eloignee des simulations numeriques bases sur la resolution des equations de navier-stokes. Par ailleurs cette approximation suppose un regime non-uniforme asymptotique (gradients constants) qui n'est jamais atteint en riviere, sa portee operationnelle est donc nulle. Un modele unidimensionnel prenant en compte les ruptures de pente et l'inertie liee au transfert d'energie permet de rendre compte de maniere plus satisfaisante de l'evolution de la contrainte au fond et de l'intensite turbulente en regime non-uniforme. Enfin, la capacite de transport en regime non-uniforme est comparee a celle resultant de l'application des formules du regime uniforme. Les differents impacts se neutralisent mutuellement dans l'espace et dans le temps. Lors d'une crue sur un troncon homogene, l'ecart entre la capacite de transport en regime non-uniforme et celle calculee en supposant le regime uniforme, reste tres faible (quelques %). Suite a ce travail, il semble preferable de developper des modeles bases sur des descripteurs synthetiques de la geometrie du lit et du regime hydrologique a l'echelle du troncon homogene, plutot que de poursuivre dans une approche deterministe a l'echelle des processus elementaires.

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

La modification du lit des cours d'eau lors des crues perturbe les activités humaines. Elle peut favoriser les inondations, menacer la ressource en eau (drainage de la nappe phrééatique, comblement des retenues),déstabiliser les ouvrages (ponts, digues, seuils) et de manière plus large perturber leur exploitation (sédimentation dans les canaux d'irrigation ou les collecteurs d'assainissement). Pour mieux comprendre les mécanismes et prévoir leurs effets, un modèle conceptuel d'évolution de la forme et de la composition du lit est proposé. Son originalité réside dans la représentation synthétique des caractéristiques sédimentaires par deux descripteurs : un diamètre et un paramètre d'étendue granulométrique. Sur ce principe, la notion de compartiment sédimentaire est définie et utilisée dans le modèle de bilan solide. Cette modélisation a l'avantage d'éviter un découpage arbitraire de l'étendue granulométrique en fractions et permet en outre un calcul intrinsèque de l'épaisseur de la couche de mélange. Le modèle est mis en oeuvre dans un code monodimensionnel. Il est testé à la fois sur des cas théoriques et sur des mesures de laboratoire. Dans l'ensemble des situations modélisées, son comportement géomorphologique est satisfaisant. Trois applications à des cas réels sont considérées. Elles illustrent des situations extrêmement variées : chasses hydrauliques en collecteur d'assainissement, sédimentation de particules fines en canal d'rrigation et passage de crues dans un bief de rivière. Les résultats du calcul montrent la pertinence du modèle d'évolution de la forme du lit et de sa composition. Les prédictions qualitatives sont conformes aux attentes et les prévisions quantitatives largement acceptables. Le recours à une méthode de lissage des paramètres géométriques pourrait encore améliorer les résultats.

La zone de transition chenal-levées/lobes a été étudiée dans 3 systèmes turbiditiques situés dans des contextes régionaux différents: un système intra-pente du Delta du Niger, le complexe de lobes à la terminaison des 8 derniers chenaux de l’éventail de l’Amazone et la terminaison du Néochenal, dernier chenal de l’éventail du Petit-Rhône. - Dans les trois cas, l’agencement des dépôts et leur évolution dans l’espace et le temps révèlent un fort contrôle de la configuration des réceptacles (taille et forme), de la morphologie des fonds (pentes et taux de changement des pentes) et du degré de confinement. - Les systèmes de l’Amazone et du Petit-Rhône, dont les lobes se sont construits à partir du Dernier Maximum Glaciaire et lors de la remontée du niveau marin qui a suivi, ont en outre permis de souligner l’impact majeur, sur la mise en place des lobes terminaux, de certains forçages externes (événements climatiques et variations eustatiques), qui déterminent les variations des flux sédimentaires arrivant au bassin. Ainsi, bien que situés à des distances considérables des sources fluviatiles et dans des zones distales où les variations de relief sont très ténues, les lobes terminaux de ces deux grands systèmes turbiditiques se sont révélés contraints à la fois par des processus internes (processus de compensation) et par des processus externes (déconnexion post-glaciaire du fleuve et du bassin)<br>The channel-lobe transition zone has been studied in three turbiditic systems located in distinct regional settings: an intra-slope system in the Niger delta slope (offshore Nigeria), the Amazon channel-mouth lobe complex at the termination of the last eight channel-levee systems and the Neochannel termination, the last active channel of the Petit-Rhone turbidite system. - In the three cases, the internaI geometry and stacking pattern of the deposits show a significant control of the configuration (size and shape) of the receiving basins, their morphology (gradients and subtle gradient changes), and their degree of confinement. - The Amazon and Petit-Rhone systems, with lobes built after the Last Glacial Maximum and the ensuing sea-level rise, evidence the major impact of external forcings (climatic events and eustatic variations) that induce variations in sediment fluxes delivered to the deep basin and therefore exert a control on channel-mouth lobes construction. The channel-mouth lobes of the Amazon and Petit-Rhone systems, even if they are located at great distances from the river mouths, at the termination of the turbidite systems and in areas characterised by subtle morphological variations, are both constrained by combined internai (accommodation and compensation) and external factors (post-glacial deconnection between the fluvial system and the deep basin)

La zone de turbidité maximale de l'estuaire de la Loire est généralement soumise en période estivale à un important déficit en oxygène dissous qui peut atteindre l'anoxie en marée de vives eaux. Le modèle mathématique développé dans le cadre de cette étude estime la demande en oxygène sisssous induite par les processus d'oxydation de la matière organique et par la nitrification. Il repose sur deux compartiments biologiques majeurs, les biomasses bactériennes autotrophes et hétérotrophes ainsi que sur leurs sources énergétiques respectives, l'ammonium et la matière organique biodégradable. La matière organique est considérée non seulement sous sa fraction dissoute ou particulaire mais également en fonction de ses cinétiques de dégradation et de ses parts carbonée et azotée. Les paramètres cinétiques ont été calés sur des mesures en continu de respiration bactérienne. Les premiers résultats confirment l'importance du rôle de la crème de vase dans le déficit en oxygène du bouchon vaseux.

Le déséquilibre du bilan de l'aquifère mis en évidence pour le système des sources de l'Aubette a conduit à une étude approfondie pour déterminer l'extension réelle du bassin hydrogéologique. Des moyens de saisie multiparamètres et des traçages artificiels mis en oeuvre durant près de quatre cycles hydrologiques (1985-1989) permettent, par une approche des paramètres de transit, de mettre en évidence un mode de fonctionnement typiquement karstique pour cet aquifère. Les pertes sont connectées a des drains collecteurs de la zone noyée par l'intermédiaire de conduits qui utilisent des réseaux de fissures subverticales liés à un accident majeur d'orientation N. 150. L'essentiel du transit horizontal des eaux récentes s'effectue en zone noyée dans des vides continus sous un régime hydraulique en charge ou à la limite de la mise en charge, suivant l'intensité des crues. L'étude détaillée des matières en suspension transportées par les eaux souterraines, au moyen d'un compteur de particule Coulter associé à un M. E. B. , a permis de mettre en évidence différentes qualités d'eaux restituées. La comparaison avec les eaux de ruissellement permet de définir plusieurs familles d'eaux. Par confrontation avec les signaux de turbidité enregistrés, cette technique est un outil pour classer, puis extraire, les principales nuisances d'un captage donné. Des propositions d'aménagement complètent l'étude scientifique

Le système turbiditique profond associé au fleuve Ogooué s’étend sur plus de 500 km au large des côtes Gabonaises. Le bassin versant du fleuve est soumis à un climat équatorial propice à la mise en place d’une couverture végétale très dense et les apports fluviatiles en nutriments conduisent à une forte productivité primaire océanique dans le Golfe de Guinée. Ce système est ainsi un objet d’étude privilégié pour analyser les différents modes d’accumulation de matière organique au niveau d’une marge continentale dominée par un fleuve. Une analyse morpho-bathymétrique de la zone, associée à l’interprétation de données de sismique très haute résolution a permis d’appréhender l’architecture et le mode de fonctionnement de ce système. Cette étude a permis de mettre en évidence une zone à forte densité de chenaux turbiditiques méandriformes alimentés par une rampe de plusieurs canyons entaillant le plateau continental mais non connectés au delta actuel du fleuve. La zone distale de lobes est quant à elle située au débouché d’une large vallée qui canalise les écoulements turbiditiques. Des analyses sédimentaires (granulométrie, XRF, DRX) et géochimiques (%Corg, δ13Corg, palynofaciès, n-alcanes et tétraéthers) ont été réalisées sur neuf carottes Küllenberg prélevées dans différents environnements de dépôt du système. L’objectif est d’étudier la teneur en matière organique et son origine en fonction du mode de dépôt des sédiments et de comprendre la dynamique spatio-temporelle de son accumulation sédimentaire. Les analyses réalisées ont permis de révéler une binarité marquée dans les modes d’accumulation au sein de ce système. Les sédiments silto-argileux issus d’une sédimentation hémipélagique apportent peu de carbone organique continental mais une quantité importante de carbone organique marin qui forme des agrégats organo-minéraux avec les minéraux argileux de smectite exportés par le fleuve. Les écoulements turbiditiques sableux permettent quant à eux de faire transiter jusque dans les lobes distaux de fortes concentrations de débris végétaux très bien conservés. Ces séquences turbiditiques peuvent entrainer des enrichissements marqués en carbone organique continental (&gt;5% TOC) au niveau des levées des chenaux turbiditiques et des dépôts sableux de lobes et constituent le principal mode de dépôt de Corg dans ces éléments architecturaux. La teneur en matière organique est également très fortement modulée par les variations glacio eustatiques. Durant les périodes de bas niveau marin relatif, l’accumulation organique est bien plus forte que durant les périodes de haut niveau marin. Ces fluctuations s’expliquent par l’effet combiné d’une plus forte productivité marine enregistrée en période glaciaire et d’un transfert sédimentaire entre le continent et le domaine profond très intensifié grâce au bas niveau marin. L’activité du système turbiditique est en effet dépendante de la connexion entre le système fluviatile et les têtes de canyons qui n’est possible que lorsque le niveau marin est bas. Bien que l’export de carbone continental vers l’océan dans ce système soit fort, les estimations du taux de préservation du carbone continental exporté par le fleuve montrent que la majorité du carbone est reminéralisé dans l’océan. Les taux de sédimentation relativement faibles sur l’ensemble du système du fait de la prédominance de la sédimentation hémipélagique sur la sédimentation turbiditique ne permettent pas une préservation optimale de la matière organique<br>The Ogooué deep-sea turbidite system is located on the Gabonese margin and extends up to 500 km off the coastline. A dense vegetation due to the wet equatorial climate prevails on the Ogooue drainage basin and a strong primary productivity is observed in the waters of the Gulf of Guinea. These two features make the Ogooue system a good example to study the characteristics of organic carbon accumulation on a river-dominated ocean margin. A morpho-bathymetric analysis of the area combined with a study of seismic lines allowed us to define the architecture and the dynamic of the system. It is composed of an area where numerous meandering channels are localized and fed in sediments by several aligned canyons. The canyons heads incise the shelf but do not extend to the present-day Ogooué delta. Terminal depositional lobes are present at the exit of a large valley that funnels turbidity currents. Sedimentary (grain size, XRF, XRD) and geochemical (%Corg, δ13Corg, palynofacies, n-alkanes and GDGTs) analysis were performed on nine Küllenberg cores taken in different sedimentary environments of the system. These analyses aim at defining the Corg content of the cores as well as its origin and to link these parameters with the sedimentation type. The temporal and spatial repartition of carbon accumulation was also considered. Results show that hemipelagic sedimentation appears as quite inefficient to transport terrigenous organic carbon but is effective to bury marine organic carbon that forms aggregates with the smectite clay particles supplied by the river. Conversely, the sandy turbidites transport high quantity of terrigenous Corg to the deep sea areas. This Corg appears mostly under the form of well-preserved plant debris. These organic-rich turbidites (&gt;5% TOC) form the main way of deposition of organic carbon in the levees of the turbidite channels and in the terminal lobes. Organic carbon accumulation is also strongly controlled by glacio eustatic variations. Low sea-level periods are characterized by very high organic carbon accumulation compared with high sea-level periods. Theses variations are the results of the combination of a higher marine productivity during glacials and a more intense export of terrigenous particles (both mineral and organic) during sea-level lowstand. The turbidite system activity is indeed governed by the connection between the canyons ‘heads and the riverine delta. This connection occurs only during lowstand. However, even though the export of organic carbon in the system is strong, the estimated preservation rates attest that most of the terrigenous organic carbon is mineralized in the ocean and not buried in the sediments. Globally low sedimentation rate on the whole system and the domination of hemipelagic over turbiditic sedimentation do not allow a better preservation of the organic material

L'objet de cette étude est la caractérisation des sédiments marins en suspension dans les eaux côtières, à partir de données satellitaires spot-HRV. Nous avons d'abord développé un code de transfert radiatif qui simule la luminance dans un système océan-atmosphère. Nous avons ensuite mené une étude de sensibilité de la réflectance de l'eau au modèle de sédiments et à leur distribution verticale. Nous avons montré que la bande XS2 de SPOT convient le mieux pour la restitution des concentrations de sédiments avec des hypothèses sur le type de sédiments. Des campagnes de mesures conjointes avec des géologues ont été menées sur la plume turbide de la seine durant les crues hivernales de 1993 et 1994. L'étalonnage du capteur HRV est indispensable pour accéder à la réflectance de l'eau. Nous avons utilisé comme méthode, celle basée sur la diffusion moléculaire. La seconde étape porte sur les corrections atmosphériques qui aborde le problème spécifique des pixels clairs dans le proche-infrarouge. Nous avons validé la restitution de la réflectance de l'eau avec des mesures in situ. Au final, nous avons défini une procédure de calibration d'une image SPOT en concentration de sédiments.

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 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.