Academic literature on the topic 'Provenance des sédiments'

La construction d'un modèle numérique destiné à prédire la formation et l'évolution de dépôts de sédiments à l'amont d'un barrage est présentée. A partir d'informations sur les apports en eau et en sédiments en provenance du bassin versant consolidées par une analyse hydrologique en QdF, un modèle hydraulique bidimensionnel horizontal couplant équations de Saint Venant et une équation de convection-diffusion est mis en œuvre. L'application de ce modèle sur la retenue de Zardezas de la région de Skikda (Algérie) montre, à la fois, les difficultés pratiques rencontrées dans la mise en œuvre et l'apport possible d'une telle méthode pour la gestion des retenues algériennes.

RÉSUMÉTraçage minéralogique de l'origine des sédiments aux confluents de cours d'eau. La dynamique sédimentaire des confluents de cours d'eau peut s'étudier par l'intermédiaire de traceurs marquant l'origine des particules. La connaissance de la source sédimentaire est essentielle pour comprendre les processus de mélange des sédiments du lit et établir des relations causales entre les sources de contamination et la dynamique des sites contaminés liés à l'arrivée d'un tributaire. On a examiné les particules du lit d'un confluent naturel sablonneux où la minéralogie des sédiments composant les bassins-versants est différenciée. En raison de leurs forme et densité, les feldspaths K s'avèrent des traceurs efficaces et indiquent qu'à la jonction étudiée le mélange des apports sédimentaires est presque complété à une distance de mélange de 2,1 (distance à partir de l'apex/largeur du confluent). Par contre, les micas et le pourcentage de minéraux lourds, sensibles au tri hydraulique, ne révèlent pas la provenance des particules. La méthode a aussi été employée pour déterminer le patron de dispersion des particules à un confluent du Saint-Laurent. Ici la minéralogie des particules diffère peu entre les bassins-versants. Toutefois, les variations spatiales du pourcentage de minéraux lourds sont directement liées à la morphologie du lit caractérisée par un banc d'accumulation se terminant par un abrupt à l'entrée du tributaire. Les faibles teneurs en minéraux lourds sur la pente de l'abrupt démontrent que le fluide est peu compétent à l'abri de la construction sédimentaire. Par contre, à son pied et à son sommet, le fluide effectue un tri hydraulique efficace, ce qui entraîne une concentration des particules lourdes. Ces variations des teneurs en minéraux lourds sont indicatrices du tri hydraulique plutôt que de la source sédimentaire.

The Elatina Fm. records the younger Cryogenian ice age in the Adelaide Rift Complex (ARC) of South Australia, which has long-held the position as the type region for this low-latitude glaciation. Building upon a legacy of work, we document the pre- and syn-glacial sedimentary rocks to characterize the dynamics of the glaciation across the ARC. The Elatina Fm. records an array of well-preserved glacial facies at many different water depths across the basin, including ice contact tillites, fluvioglacial sandstones, dropstone intervals, tidal rhythmites with combined-flow ripples, and turbidites. The underlying Yaltipena Fm. records the pro-glacial influx of sediment from encroaching land-based ice sheets. The onset of the glaciation is heralded by the major element ratios (Chemical Index of Alteration) of the pre-glacial facies across the platform that show a reduction in chemical weathering and a deterioration in climate towards the base of the Elatina Fm. The advancing ice sheets caused soft-sediment deformation of the beds below the glacial diamictite, including sub-glacial push structures, as well as sub-glacial erosion of the carbonate unit beneath. Measured stratigraphic sections across the basin show glacial erosion up to 130 m into the carbonate platform. However, δ13C measurements of carbonate clasts within the glacial diamictite units were used to assess provenance and relative timing of δ13C acquisition, and suggest that at least 500 m of erosion occurred somewhere in the basin. Detrital zircon provenance data from the Elatina Fm. suggest that glacial sediment may have been partially sourced from the cratons of Western Australia and that the Whyalla Sandstone, even if stratigraphically correlative, was not a sediment source. The remainder of the Elatina Fm. stratigraphy mostly records the deglaciation and can be divided into three facies: a slumped sandstone, dropstone diamictite, and current-reworked diamictite. The relative sea level fall within the upper Elatina Fm. requires that regional deglaciation occurred on the timescale of ice sheet – ocean gravitational interactions (instant) and/or isostatic rebound (~104 years). Structures previously interpreted as soft-sediment folds within the rhythmite facies that were used to constrain the low-latitude position of South Australia at the time of the Elatina glaciation are re-interpreted as stoss-depositional transverse ripples with superimposed oscillatory wave ripples. These combined-flow ripples across the ARC attest to open seas with significant fetch during the initial retreat of local glaciers. In addition, this interpretation no longer requires that the magnetization be syn-depositional, although we have no reason to believe that the low-latitude direction is a result of remagnetization, and positive reversal tests and tectonic fold tests are at least consistent with syn-depositional magnetization. Together, these paired sedimentological and chemostratigraphic observations reveal the onset of the glaciation and advance of the ice sheet from land to create a heavily glaciated terrain that was incised down to at least the base of the pre-glacial Trezona Fm.SOMMAIRELa Formation d’Elatina représente la phase précoce de l’âge glaciaire du Cryogénien de l’Adelaide Rift Complex (ARC) dans le sud de l’Australie, région qui a longtemps été la région type de cette glaciation de basse latitude. À partir d’un legs de travaux, nous nous sommes appuyés sur l’étude des roches sédimentaires préglaciaires et synglaciaires pour caractériser la dynamique de la glaciation à travers l’ARC. La Formation d’Elatina renferme une gamme de faciès glaciaires bien préservés correspondant à différentes profondeurs d’eau à travers le bassin, dont des tillites de contact glaciaire, des grès fluvioglaciaires, des intervalles à galets de délestage, des rythmites tidales avec des combinaisons de rides d’écoulement, et des turbidites. La Formation sous-jacente de Yaltipena est constituée de sédiments proglaciaires provenant de lentilles de glace en progression. Le début de la glaciation est reflété dans les ratios des éléments majeurs (indice d’altération chimique) des faciès préglaciaires de la plateforme qui montre une réduction de l’altération chimique et une détérioration du climat à l’approche de la base de la Formation d’Elatina. La progression des nappes de glace a entraîné une déformation des lits de sédiments meubles sous la diamictite glaciaire, montrant entre autres des structures de poussée sous-glaciaires ainsi que de l’érosion sous-glaciaire de l’unité de carbonate sous-jacente. Les mesures de coupes stratigraphiques à travers le bassin montrent que l’érosion glaciaire a enlevé jusqu’à 130 m du carbonate de la plateforme. Toutefois, les signatures isotopiques δ13C de fragments de carbonate dans les unités de diamictites glaciaires utilisées pour établir la provenance et la chronologie d’acquisition relative de la signature δ13C des fragments, permet de penser qu’il y a eu au moins 500 m d'érosion quelque part dans le bassin. Les données de provenance sur zircons détritiques de la Formation d’Elatina permettent de penser que les sédiments glaciaires provenaient partiellement des cratons de l'Australie occidentale et que le grès de la Formation de Whyalla, bien que stratigraphiquement corrélé, n'a pas été une source de sédiments. Ce qui reste de la stratigraphie de la Formation d’Elatina représente principalement la déglaciation, laquelle peut être divisée en trois faciès : un grès plissé, une diamictite à galets de délestage, et une diamictite remaniée par des courants. La baisse du niveau relatif de la mer dans la partie supérieure de la Formation d’Elatina suppose une déglaciation régionale sur une échelle de temps de l’ordre de celle de la nappe de glace – interactions gravitationnelles de l’océan (instantanées) et/ou rebond isostatique (~ 104 ans). Des structures décrites précédemment comme des plis de sédiments mous dans des faciès de rhythmites qui impliquait une position de basse latitude pour l'Australie du Sud à l'époque de la glaciation Elatina, sont réinterprétées comme des rides sédimentaires transverses asymétriques avec des rides de vagues oscillatoires superposées. Ces combinaisons de rides d’écoulement à travers l’ARC confirment l’existence d’un milieu marin ouvert d’une ampleur certaine au moment de la retraite initiale des glaciers locaux. En outre, cette interprétation ne nécessite plus que la magnétisation soit synsédimentaire, bien que nous n'ayons aucune raison de penser que l’orientation magnétique de basse latitude soit le résultat d’une ré-aimantation, et que les tests de réversibilité positifs et les tests de plissement tectonique sont au minimum conformes à une magnétisation synsédimentaire. Ensemble, ces observations sédimentologiques et chimiostratigraphiques mettent en lumière le début de la glaciation et l'avancée du couvert de glace continental menant à une région fortement englacée qui a été incisée jusqu'à à la base de la Formation préglaciaire de Trezona.

De l'urée et du super phosphate triple ont été appliqués aux étangs d'alevinage de carpes chinoises de la station Deroua pour stimuler la croissance des algues. Toutefois, une forte proportion de ce phosphore est fixée par les sédiments et sera libérée en grande quantité dans les étangs lorsque les sédiments sont en conditions anaérobies. Nous avons étudié le relargage des orthophosphates par les sédiments provenant de deux étangs différents. L'un (A1) en terre ce qui permet la percolation des éléments nutritifs vers les couches profondes, l'autre (C1) dont le fond recouvert d'une fine membrane en polyéthylène, est parfaitement imperméable et empêche toute perte. Par ailleurs, nous avons étudié les effets de l'oxygène dissous, du pH, des nitrates et du glucose sur le relargage des orthophosphates par les sédiments. Les résultats obtenus montrent qu'en anaérobiose, la solubilité du phosphore augmente dans l'eau interstitielle. Les orthophosphates libérés, dont la concentration peut atteindre 873 µg/l, proviennent de la fraction minérale en particulier du Fe(OOH)=P. Le sédiment C1 qui accumule de grandes quantités de matière organique libère plus de phosphore que le sédiment A1. L'addition des nitrates limite la mobilisation du phosphore à partir des sédiments. Le pH acide provoque la dissolution du phosphore lié au calcium alors qu'un pH alcalin provoque celle du phosphore lié aux hydroxydes de fer et sa précipitation partielle sur les carbonates présents dans les sédiments.

La distribution de la grosseur des particules, la composition géochimique et la concentration en métaux (Cu, Cr, Pb, Co, V, Ni, Hg et Zn) furent déterminés dans des carottes datées (à l'aide de matériel radioactif) provenant du lac Saint-Louis et du fleuve Saint-Laurent. Environ 20 cm de sédiments fins se sont accumulés durant les 30 dernières années à deux endroits situés à proximité du centre du lac. Par contre, une couche de sédiment de 20 cm d'épaisseur s'est déposée pendant les cinq dernières années à deux différents endroits de la partie sud du lac. Les profils de concentration des éléments majeurs et de la plupart des métaux présents dans les carottes de sédiment indiquent un apport continu de matériel de nature géochimique semblable aux aires d'échantillonnage. Une distribution uniforme de la grosseur des particules à l'intérieur du profil de sédiment montre que ces aires constituent des zones de dépôt pour des particules de propriétés hydrodynamiques semblables que transportent les eaux du fleuve. Les profils de concentration du mercure (Hg) et du zinc (Zn) dans les sédiments sont significatifs d'une charge provenant d'une source locale située sur le lac Saint-Louis. Les concentrations en métaux mesurées dans les sédiments du lac Saint-Louis dépendent du tri des particules, du transport et du dépôt des particules de la fraction limoneuse (taille comprise entre 2 µg et 63 µg) qui peuvent contenir de plus faibles concentrations en métaux comparativement aux particules de grosseur comparable à l'argile (taille < 2 µg) qui caractérisent les bassins de dépôt du lac Ontario.

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

Abstract The Martin House Formation is a transgressive sandstone interval representing the first stage of foreland basin deposition in northwestern Canada during the Cretaceous and offers a template for recognition of transgressive sandstones in other regions. Results from outcrop sections, wire-line logs, drill core, palynology, petrographic analyses, and detrital zircon dating were integrated to better constrain the paleogeographic setting for the northern part of the Western Interior Basin during the Albian. Twelve facies and four facies associations were defined across the study area. Earliest Albian floodplain deposits (FA1) were overlain by estuarine (FA2), shallow marine (FA3) and offshore strata (FA4) deposited during a major Albian transgression. During the Lower Cretaceous, the Mackenzie Corridor was on the eastern side of a foreland basin and the Keele Arch formed a north-south trending highland. Facies maps show that the basin paleotopography imparted significant control on the distribution and lateral continuity of stratigraphic units. The results of this study help elucidate controls on sediment routing in northwestern Canada during the Albian and provide insight into processes that affected the development of stratigraphic architecture in the Western Interior Basin. The most likely basin reconstruction involving non-marine Albian strata in the study area is to infer a marine trough forming the Cordilleran foredeep to the west of the study area. Résumé La Formation de Martin House est un intervalle de grès transgressif du Crétacé représentant le premier étage d’un dépôt d’avant-pays dans le Nord-Ouest du Canada et elle fournit un modèle nous permettant de reconnaître les grès transgressifs d’autres régions. Les résultats de sections d’affleurement, de diagraphies de puits, de carottes de forage, de palynologie, d’analyses pétrographiques et de datation de zircon détritique ont été intégrés pour mieux restreindre le contexte paléogéographique de la partie nord du bassin intérieur occidental pendant l’Albien. Nous avons trouvé douze faciès et quatre associations de faciès dans le secteur étudié. Les dépôts les plus précoces parmi les plaines d’inondation de l’Albien (FA1) étaient recouverts de strates de dépôts estuariens (FA2), de strates de mer peu profonde (FA3) et extracôtières (FA4) déposées durant une transgression majeure de l’Albien. Au cours du Crétacé inférieur, le corridor de Mackenzie se situait du côté est d’un bassin d’avant-pays, tandis que l’arche de Keele formaient un haut-pays d’orientation nord-sud. Les cartes de faciès montrent que la paléotopographie du bassin régissait de manière significative la répartition et la continuité latérale des unités stratigraphiques. Les résultats de cette étude permettent d’expliquer ce qui régissait le cheminement des sédiments dans le Nord-Ouest du Canada pendant l’Albien, en plus de nous donner un aperçu des processus qui influent sur l’évolution de l’architecture stratigraphique du bassin intérieur occidental. La reconstruction la plus probable du bassin dans le secteur étudié comprenant des strates non marines de l’Albien supposerait une dépression marine qui aurait formé l’avant-fosse cordillériennne à l’ouest du secteur étudié. Michel Ory

RÉSUMÉ La luminescence latente postsédimentaire de grains minéraux croît avec le temps, ce qui en fait une méthode géochronologique bien adaptée à la datation des milieux récents. La difficulté de démontrer que le sédiment à dater a été effectivement remis à zéro avant ou lors de la sédimentation, limite son application universelle. Dans le cas d'un sédiment mal remis à zéro, la croissance du signal de luminescence lors de la mesure de la paléodose est dominée par celle des grains non remis à zéro, et l'âge ainsi obtenu est surestimé. Afin de solutionner ce problème, un nouveau paramètre de laboratoire est mis en lumière à partir de l'analyse de grains monominéraliques. Le rapport de l'intensité de luminescence accrue par une dose de radiation artificielle sur celle de l'intensité naturelle (RI=LN+y / LN) permet l'étude du bilan de la luminescence d'un échantillon. Les valeurs RI obtenues à partir de trois échantillons provenant de sédiments d'âge équivalent indiquent que la technique employée pourra servir d'indicateur de l'efficacité de la remise à zéro. Une deuxième application de l'analyse monograin permet la datation de minéraux individuels. Cette méthode a été appliquée à des sédiments de la Mer de Champlain datant d'environ 10 ka et pour lesquels les âges apparents de luminescence étaient originellement de 65 ka. La distribution des âges obtenus sur 15 grains individuels montre que seulement six de ces grains semblent avoir été bien remis à zéro, révélant des âges apparemment sous-estimés de l'ordre de 6 ka. Les facteurs pouvant expliquer ces sous-estimations sont d'ordre méthodologique (changement de sensibilité) ou physique (anomalous fading).

L'eau interstitielle ou l'eau de lessivage d'un sédiment est mise en contact avec des lots de 50 femelles ovigères du copépode Tigriopus brevicornis. Notons que ce microcrustacé marin est sensible à la pollution mais résistant aux caractéristiques physico-chimiques des types d'eaux testés (salinité et température notamment). On évalue ensuite les effets de ces eaux sur la production larvaire en 10 jours et sur l'ingestion en 4 jours par les copépodes d'une suspension de Phaeodactylum tricornutum. Nous observons ici, pour des lots de sédiments provenant de la région de Marseille, des réductions de la production de larves variant de 61 % (Les Embiez) à 90 % (Vaine). Le test "consommation d'algues", bien moins sensible aboutit pour les mêmes stations à des réductions de 19 % à 35 %. Le test "production larvaire" du fait de sa plus grande sensibilité doit être préféré au test "consommation d'algues".

RÉSUMÉ Le littoral de la région de Mingan (moyenne Côte-Nord du golfe du Saint-Laurent), se caractérise par un ensemble de cinq barres d'avant-côte parallèles se succédant depuis le littoral jusqu'à une profondeur de 12 m. Ces barres s'apparentent, selon la classification de Greenwood et Davidson-Arnott (1979), aux barres décrites par Evans (1940) et Hom-ma et Sonu (1962). Ce type de barres diffère des crêtes et sillons prélittoraux tels que définis par King et Williams (1949). La première barre du système de Mingan, qui fait l'objet de ce travail, représente un type particulier; elle est partiellement exondée à marée basse et soumis au déferlement des vagues à marée haute. L'étude comprend un échantillonnage des sédiments de surface, des prélèvements de carottes et des relevés topographiques. Le haut de plage est composé de sable fin à moyen bien trié et le bas de plage, de sable grossier et mal classé. Le creux est constitué de matériel très grossier et de sable fin provenant du transfert sédimentaire de la barre vers le creux. Les sédiments de la crête et des pentes marine et terrestre de la barre sont constitués de sable moyen, modérément à bien classé. Le sommet de la barre s'érode sur une épaisseur de 20 à 25 cm sous l'action des houles de tempête et une fraction de sédiments fins se dépose dans le creux. Par temps calme, la barre tend à reprendre son profil initial (avant tempête) sous l'action des courants de marée et de dérive littorale qui siègent dans le creux et qui transportent le sédiment parallèlement à la côte. Les épaisseurs de remaniement sont alors réduites (5 cm sur la crête et 15 cm au bas de la pente terrestre et sur la pente marine).

Les îles des archipels des Bermudes et des Bahamas sont caractérisées par l’alternance de dépôts carbonatés et de paléosols. L’origine de ces formations a été rapportée à l’accumulation puis à l’altération des poussières sahariennes. La minéralogie des paléosols des Bermudes est composée de carbonates, de minéraux argileux, de minéraux phosphatés et d’oxydes et hydroxydes de fer et d’aluminium. Le cortège argileux est composé de kaolinite, de chlorite et d’interstratifiés chlorite/vermiculite. Son analyse montre que le matériel à l’origine des paléosols provient de l’édifice volcanique sous jacent. L’apport volcanique est renforcé lors des périodes de bas niveau marin. Le matériel est soufflé sur l’île où il subit alors l’altération pédologique. Le taux d’accumulation du matériel volcanique était probablement supérieur au taux d’altération par pédogenèse. Le flux de particules atmosphériques d’origine saharienne demeure invisible. La minéralogie des paléosols d’Eleuthera (Bahamas) est dominée par les carbonates. Les formations récentes contiennent de la kutnahorite ; les formations anciennes contiennent de l’hydrotalcite. L’étude comparative des paléosols de San Salvador et d’Eleuthera montre que l’évolution des unités pédologiques est liée à leur capacité à lessiver leur contenu carbonaté. Ce facteur est contrôlé par la structure de la plate-forme sous-jacente ou par la nature du substratum. Le cortège argileux des paléosols et des forages marins des Bahamas présente une forte teneur en illite qui traduit l’importante des apports nord sahariens alors que sa teneur élevée en chlorite illustre l’existence d’une composante nord-américaine
Bermudan and Bahamian Quaternary deposits are characterized by the alternation of carbonates and paleosols. Up to now, atmospheric material, especially Saharan dust, was considered as the main component of the pedological formations. XRD analyses revealed that the mineralogical assemblage of the Bermuda paleosols predominantly includes carbonates, clay minerals (kaolinite, chlorite and chlorite/vermiculite), phosphates, aluminium and iron oxides/hydroxides. It is strikingly close to the mineralogy of the altered Bermuda volcanic seamount, but noticeably different from the mineralogy of Saharan dust. Moreover, volcanic lithoclasts are found in numerous paleosol profiles all over the archipelago, in all the recorded time intervals. We thus consider the volcanic seamount as the main source of non-carbonate minerals detected in the paleosols. The atmospheric dust reaching Bermuda all along the Quaternary period is probably diluted by the local flux of insoluble residues and remains undetectable by the XRD method. Carbonates dominate Bahamian paleosols mineralogical assemblage. Recent formations contain kutnahorite, older hydrotalcite. We carried out a comparative study on the evolution of the San Salvador and Eleuthera paleosols mineralogy. It is supported by the speciation model CHESS. It demonstrates that soil evolution is driven by the local platform physiography and by the substratum mineralogy. The clay assemblage from Bahamian paleosols and marine sediments is inherited from North African and probably from North American sources (Mississippi Valley Loess)

Le propos de cette thèse est d’étudier le rift de l’Atlantique sud au Congo, en se focalisant sur (1) la dynamique des reliefs amont du rift (les épaulements de rift), (2) l’architecture stratigraphique du remplissage sédimentaire et (3) le routage sédimentaire ante- à syn-rift. L’etude de terrain a permis de reconstituer la géométrie des paléovallées, le cadre sédimentaire et stratigraphique du remplissage sédimentaire et de discuter des implications géodynamiques de ces paleovalleys en termes de dynamique du rift et de contrôle des systèmes sédimentaires. Ces paléovallées ont été incisées dans le substratum précambrien du Mayombe par des rivières alluviales pendant la phase d'étirement du rifting et remplies par des sédiments d’âge Aptien moyen de la Formation de Chéla. Le remplissage sédimentaire de ces paléovallées consiste en des faciès gravitaires sousaquatiques interdigités dans les argiles lacustres riches en matière organique, recouvrant en discordante le socle Précambrien du Mayombe. Ces depôts s'organisent en une séquence transgressive, caractérisée par l’empilement des séquences élémentaires de type finning-up . L’analyse sédimentologique de carottes a permis de caractériser les environnements de dépôts des Formations de Pointe-Noire, Pointe-indienne et de Chéla, correspondant à la phase d’hyperextension (sag) de l’evolution du rift. La Formation de Pointe-Noire d’âge Barrémien moyen est constituée des faciès gravitaires de cônes sous-lacustres profonds à dominance argileux et riches en matière organique dans lesquels s’intercalent localement des faciès carbonatés de plate-forme peu profonde et gravitaires resédimentés du membre de Toca, accumulés au cours d'une importante transgression associée à un évènement anoxique général. La Formation de Pointe-indienne d’âge Barrémien supérieur à Aptien inferieur est caracterisée par variations latérales et verticales de faciès. Elle comprend des faciès gravitaires gréso-argileux (membre Mengo) de cônes sous-lacustres profonds, surmontés par des faciès mixtes silicoclastiques et carbonatés de rampe interne à moyenne dominée par des vagues de tempêtes (Membre des Argiles vertes) passant progressivement vers le haut à des faciès deltaïques de Tchibota. La formation de Chéla d’âge Aptien moyen se caractérise par des variations latérales et verticales de faciès. Elle comprend des faciès sous-aquatiques de delta alluvionnaire passant latéralement aux faciès gravitaires sous-lacustres, suivi par des faciès de baies mixtes lacustres -marine, surmontés par des faciès de sabkha (membre Vembo) recourvets par les evaorites de Loémé. Les facies de sebkha au sommet de la Formation de Chéla témoignent d’une incursion marine avant la mise en place des évaporites. Les corrélations stratigraphiques entre puits ont permis de subdiviser la succession sédimentaire de la phase d’hyper-extension (sag) en trois principales séquences de dépôt montrant respectivement des tendances rétrogradante, progradante et rétrogradante. La datation des zircons et apatites détritiques a permis de reconstituer le routage sédimentaire ante- à syn-rift et l’évolution de reliefs en amant du rift. Les résultats montrent des changements spatio-temporels de sources de sediments et deux régions de provenance de sédiments. Les sédiments ante-rift (Formation de Vandji) d’age Berriasien proviennent des sources lointaines, confirmant l’existence d’un système pre-rift – et donc d’un bassin antérieur au système rift du segment central de l’Atlantique sud, alimenté de l’ouest à sud-ouest par des sources angolaise et brésilienne. Les sédiments syn-rift (Formation de Djéno) d’age Barremien inférieur et Sag (Formation de chéla) d’age Aptien moyen proviennent des sources locales (massif du Mayombe), ce qui implique un changement majeur de sources et de reliefs entre les phases pre-rift et syn-rift et l’existance des reliefs en amont de la faille bordière pendant les phases d’étirement et d’hyper-extension du rift
The purpose of this thesis was to study the South Atlantic rift system in Congo by focusing on (1) the dynamic of the upstream paleoreliefs (rift shoulders), (2) the stratigraphic architecture and (3) sediment routing of the pre to syn-rift sedimentary infilling. Detailed field mapping allows to characterize the geometry of the incised valleys, sedimentary environments of thier sediment infilling and to discuss the geodynamic implications of these incised valleys in terms of rift dynamic and control of sedimentary systems. These incised valleys were cut through the Precambrian Mayombe basement by alluvial processes shaping pediments during the stretching period of the rift and filled with middle Aptian siliciclastic sediments of the Chéla formation. The sediment filling consists of flood-generated sublacustrine gravity flow deposits interbedded with organic-rich lacustrine shales, overlying unconformably the basement. These deposits are organized into an overall transgressive depositional sequence, characterized by stacked of elementary fining upward facies sequences. Detailled facies analysis of cores permits to determine the sedimentary environments of the Pointe-Noire, Pointe-Indienne and Chéla Formation, developed during the hyper-extended (sag) rift phase. The middle Barremian Pointe-Noire Formation consists of organic-rich shale-prone deep-lacustrine fan facies intertonguing locally with shallow-water platform carbonate facies and gravity-flow resedimented carbonate facies of the Toca Member that were deposited in an anoxic deep-lake. The Late Barremian–early Aptian Pointe-Indienne Formation is characterized by facies heterogeneity. This Formation consists of sand-rich sublacustrine-fan gravity facies of Mengo member overlain by storm influenced mixed siliciclastic-carbonate ramp facies (Argiles vertes Member) passing upward to deltaic facies of Tchibota member. The middle Aptian Chéla Formation represents a widespread transgressive unit, characterized by lateral and vertical changes in facies and a variety of depositional environnements. It is made up of interbedded coarse-grained alluvial bedload facies and sub-lacustrine gravity facies at the base, overlain by lacustrine-marine mixed bay facies passing upward to sabkha facies, which in turn are capped by evaporites of the Loémé Formation. The sebkha facies records the late middle Aptian marine transgression on the Congo basin prior to the deposition of Upper Aptian evaporites of Loémé Formation. Well-log stratigraphic correlations permit subdivision of the middle Barremian to middle Aptian syn-hyper-extended rift-related deposits into three major depositional sequences that display retrogradation, progradation, and retrogradation stacking pattern, respectively. Detrital zircon and apatite provenance analyses provide a better understanding of sediment routing systems of the pre to syn-rift infilling, and paleorelief and tectonic evolutions during the Early Cretaceous times. The results show changes in sediment provenances and two different source areas. The Berriasian-Valanginian Pre-rift sediments of the Vandji Formation were derived from multiple and relatively distant source areas, located either in the South America and southern of Africa plate, thus supporting the existence of large intracratonic basin prior to the rifting, fed by prominent large-scale drainage system. located toward the southwest. In contrast to the Pre-rift sediments, the Barremian syn-stretched rift sediments of the Djeno Formation and the Aptian syn- hyper-extended rift sediments of the Chela Formation were derived from adjacent Precambrian Mayombe belt that underwent phases of tectonic uplift during the rifting. Consequently, this implies an abrupt change in sediment provenance and relief between the pre-rift phase and the Syn-rift phase and indicate the persistence of local sources, i.e. from rift shoulders, from the stretching rift phase to the hyper-extended (sag) rift phase

Le système "source to sink" (S2S) Andes-Amazone-Marge équatoriale sud-américaine (AAMESA) qui s'étend sur environ 3 200 km et est situé au nord de la plate-forme sud-américaine, un des plus grands systèmes S2S au monde. Actuellement, le système AAMESA est contrôlé par les Andes d'un point de vue sédimentaire, car 95 % du flux annuel moyen de sédiments en suspension fournis par l'Amazone à l'océan Atlantique provient d'affluents andins. Malgré de récents progrès détaillant les influences des processus de construction et d'érosion des Andes sur l'origine et l'évolution et l'enregistrement sédimentaire du système S2S AAMESA à la fin du Crétacé-début du Paléocène en Amazonie occidentale et l'établissement du fleuve Amazone transcontinental à la fin du Miocène (Néogène) en Amazonie orientale, l'histoire géologique et en particulier configurations pré néogène et pliocène du système AAMESA restent à préciser. L'objectif principal de cette thèse est de proposer une une reconstruction paléogéographique du système Andes-Amazonie-Marge équatoriale au cours du Cénozoïque à partir de nouvelles données stratigraphiques, sédimentologiques et de provenance obtenues sur un des bassins constituant le système de bassin d'avant-pays rétroarc amazonien (Bassin de Huallaga, nord Pérou) et sur le bassin principal de la marge équatoriale amazonienne (Foz de Amazonas). Nous montrons que du Paléocène à l'Éocène inférieur (Danien - Yprésien) (66 - 43.5 Ma), un hiatus de dépôt s'est développé dans les bassins d'avant retroarc amazonien lié à un épisode de quiescence tectonique dans les Andes. Cette quiescence tectonique est contemporaine de la formation des surfaces latéritiques "sul-americano" en Amazonie centrale et aux faibles taux de sédimentation dans le bassin de Foz do Amazonas La reprise du soulèvement et de l'érosion des Andes péruviennes à l'Éocène moyen ou tardif (Lutétien - Bartonien) (43.5 - 37.6 Ma) a été enregistrée dans la sédimentation du bassin d'avant-pays retroarc amazonien par la présence de detritus provenant des arcs magmatiques de la Cordillère Occidentale et par une transgression au Bartonien marquée par la présence de dépôts tidaux sur des dépôts continentaux lacustres. Le début du soulèvement de la Cordillère Orientale est enregistré dans les sédiments du bassin d'avant-pays retroarc amazonien (bassin de Huallaga) il y a 30 Ma, au Rupélien. Du Rupélien au Miocène moyen, la Cordillère Orientale continue à se soulever, créant un relief topographique capable de jouer le rôle de barrière orographique aux flux atmosphérique en provenance de l'Océan Atlantique. Ce soulevèment continue peut avoir provoquer la présence de climats plus humides en Amazonie occidentale ce qui pourrait avoir favoriser la la formation de surfaces latéritiques en Amazonie centrale entre l'Oligocène et le Miocène inférieur, en relation avec la phase intense d'altération ayant eu lieue entre 30 et 18 Ma. Nos données de provenance enregistrent une nouvelle période d'exhumation de la Cordillère Orientale du Miocène supérieur à l'actuel. Cette période se marque dans l'enregistrement sédimentaire du bassin d'avant-pays retroarc amazonien par des detritus provenant exclusivement de la Cordillère Orientale.Cette période de réjuvenation du relief de la Cordillère orientale est liée à une période de propagation du prisme orogénique amazonien en direction du craton. Elle induit une réorganisation du réseau de drainage amazonien et constitue probablement un des moteurs de la transcontinentalisation de l'Amazone au miocène moyen-supérieur. Finalement, le système AAMESA n'existe en termes de "source-to-sink" (S2S) qu'à partir du Miocène supérieur, avec l'établissement transcontinental du fleuve Amazone. La période précédente est marquée par la domination de deux systèmes différents, représentés par le craton amazonien oriental et la région NE de l'Amérique du Sud (province de Borborema, craton de São Luis, ceinture de Gurupi)
The Andes-Amazon-South American Equatorial Margin (AAMESA) source-sedimentation system (S2S), which extends for around 3,200 km and is located north of the South American platform, is one of the largest S2S systems in the world. Currently, the AAMESA system is controlled by the Andes from a sedimentary point of view, as 95% of the average annual flow of suspended sediment supplied by the Amazon to the Atlantic Ocean comes from Andean tributaries. Despite scientific advances detailing the influences of Andean construction and erosion processes on the origin, evolution and sedimentary record of the S2S AAMESA system from the end of the Cretaceous to the beginning of the Paleocene in Western Amazonia and the establishment of the transcontinental Amazon River at the end of the Miocene (Neogene) in Eastern Amazonia, the geological history and, in particular, the pre-Neogene and Pliocene configurations of the AAMESA system have yet to be clarified. The main objective of this thesis is to propose a paleogeographic reconstruction of the Andes-Amazon-Equatorial Margin system during the Cenozoic, based on new stratigraphic, sedimentological and sedimentary provenance data obtained from one of the basins that make up the foreland basin system of the Amazonian backarc (Huallaga Basin, northern Peru) and the main basin of the Amazonian equatorial margin (Foz do Amazonas Basin). We show that, from the Paleocene to the Lower Eocene (Danian - Ypresian) (66 - 43.5 Ma), a depositional hiatus developed in the basins of the Amazonian backarc linked to an episode of tectonic quiescence in the Andes. This tectonic quiescence is contemporaneous with the formation of the "South American" laterite surfaces in Central Amazonia and the low sedimentation rates in the Foz do Amazonas Basin. The resumption of uplift and erosion of the Peruvian Andes in the middle to late Eocene (Lutetian - Bartonian) (43.5 - 37.6 Ma) was recorded in the sedimentation of the foreland basin of the Amazonian backarc by the presence of debris from the magmatic arcs of the Cordillera Occidental and by a Bartonian transgression marked by the presence of tidal deposits in continental lacustrine deposits. The beginning of the rise of the Eastern Cordillera is recorded in the sediments of the foreland basin of the Amazonian backarc (Huallaga Basin) 30 Ma ago, in the Rupelian. From the Rupelian to the Middle Miocene, the Eastern Cordillera continued to rise, creating a topographic relief capable of acting as an orographic barrier to atmospheric flows from the Atlantic Ocean. This continuous elevation may have led to the presence of wetter climates in western Amazonia, which could have favored the formation of laterite surfaces in central Amazonia between the Oligocene and the Lower Miocene, in relation to the intense phase of alteration that occurred between 30 and 18 Ma. Our provenance data record a new period of exhumation of the Cordillera Oriental from the Upper Miocene to the present day. This period of rejuvenation of the relief of the Eastern Cordillera is linked to a period of propagation of the Amazonian orogenic prism towards the craton. This led to a reorganization of the Amazon drainage network and is probably one of the driving forces behind the transcontinentalization of Amazonia in the Middle-Upper Miocene. Finally, the AAMESA system did not exist in "source-to-sink" (S2S) terms until the late Miocene, with the transcontinental establishment of the Amazon River. The preceding period was marked by the dominance of two different systems, represented by the Eastern Amazon craton and the NE region of South America (Borborema province, São Luís craton, Gurupi belt)

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

LE DEVELOPPEMENT DE METHODES ANALYTIQUES POUR LA MESURE DES ELEMENTS DU GROUPE DU PLATINE (PGE) PAR ICP-MS AVEC UN SYSTEME D'INTRODUCTION COUPLE A UNE MATRICE DE SEPARATION OU DE PRE-CONCENTRATION PERMETTANT D'AMELIORER LA SENSIBILITE DE L'INSTRUMENT A ETE M[SEAU POINT. LES METHODES ONT ETE UTILISEES POUR ANAL YSER DES SEDIMENTS PROVENANT DE LA LAGUNE DE VENISE AINS[ QUE SUR DES ECHANTILLONS DE GAZ D'ECHAPPEMENT DE VEHICULES A MOTEUR DIESEL. DE PLUS, DES M[CRO-COLONNES D'ALUMINE ONT ETE UT[LlSEES POUR LA PRECONCENTRATION DES METAUX DU GROUPE DU PLATINE DANS LES NE[GES ET GLACES DES REGIONS POLA[RES. LES RESULTATS OBTENUS SONT PROMETTEURS, IL RESTE CEPENDANT A OPT[M[SER LA METHODE. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE LA LAGUNE DE VEN[SE N'EST PAS CONTAMINEE DE MANIERE [MPORTANTE PAR LES EM[SS[ONS DE METAUX DU GROUPE DU PLATINE LIEES AU TRAFIC ROUTIER; [LS METTENT EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UNE AUTRE SOURCE DE PALLADIUM QUI CONTAMINERA[T LA LAGUNE. L'ANAL YSE DES ECHANTILLONS DE GAZ D'ECHAPPEMENT EMIS PAR DES VEHICULES DIESELS MONTRE QUE LES METAUX DU GROUPE DU PLATINE SONT ESSENTIELLEMENT EMIS SOUS FORME PARTICULA[RE, AVEC DES RAPPORTS D'ABONDANCE SIM[LAIRES A CEUX OBSERVES DANS LES SUBSTRATS DES CATALYSEURS UTILISES DANS LE POT D'ECHAPPEMENT. PAR A[LLEURS, NOUS AVONS MONTRE QUE LES F[LTRES A PART[CULES PLACES APRES LE CATALYSEUR CAPTENT UNE PARTIE [MPORT ANTE DE CES EM[SSIONS
THE DEVELOPMENT OF ANALYT[CAL METHODS FOR THE DETERM[NAT[ON OF THE PLATINUM GROUP ELEMENTS (PGE) BY [CP-MS WITH SENSITIVITY ENHANCING SAMPLE INTRODUCT[ON SYSTEMS COUPLED WITH MATR[X SEPARATION OR PRE¬CONCENTRAT[ON METHODS [S REPORTED. THE METHODS WERE USED TO ANALYSE SEDIMENTS FROM THE VENETIAN LAGOON AND SAMPLES TAKEN FROM THE EXHAUST OF A DIESEL POWERED VEHICLE. MOREOVER, ALUMINA M[CROCOLUMNS HAVE BEEN EMPLOYED FOR THE PRE-CONCENTRAT[ON OF THE PGE IN SNOW FROM GREENLAND; THIS METHOD [S PROMISING, BUT HAS TO BE FURTHER OPTIMISED. THE RESULTS OBTAINED DEMON STRATE THAT THE VENETIAN LAGOON [S NOT HEAV[LY AFFECTED BY PGE FROM ROAD TRAFF[C, BUT THAT A FURTHER SOURCE OF Pd SEEMS TO BE PRESENT THAT HAS CONTAMINATED THE LAGOON. RESULTS FOR DIESEL CAR EXHAUST SAMPLES SHOW THAT MOST OF THE PGE [S [N THE PART[CULATE PHASE AND HAS A COMPOSITION S[M[LAR TO TH AT OF THE CATALYST. MOREOVER, IT WAS FOUND THAT PARTICULATE FlLTERS FlTTED AFTER THE CAT AL YTIC CONVERTER BLOCK A SIGN[FICANT PART OF THESE EMISSIONS