Thèse soutenue

Traceurs organiques dans les spéléothèmes : approche expérimentale et application au paléoenvironnement holocène du Massif des Bauges.

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Auteur / Autrice : Marine Quiers
Direction : Jean-Jacques DelannoyYves Perrette
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'univers, et de l'environnement
Date : Soutenance le 17/12/2015
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements, dynamiques et territoires de la montagne (Le Bourget du Lac, Savoie)
Jury : Président / Présidente : Dominique Schwartz
Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Naffrechoux
Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Genty, Stéphane Mounier

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette thèse a pour objectif de tester l’intérêt des spéléothèmes en tant qu’archive pédologique dans le but de reconstruire l’histoire des sols à haute-résolution durant la période Holocène. Il s’appuie sur une partie expérimentale visant à tester la robustesse des proxies organiques comme indicateurs des variations environnementales au cours du temps, et sur l'utilisation des indicateurs robustes pour reconstruire l'évolution de l'environnement dans les Bauges durant les 6000 dernières années.Le d13C de la matière organique (MO, indicateur de la dynamique de la MO dans les sols) et les lipides (indicateurs des contributions des différentes sources) ont été analysés en complément du d13C de la calcite. Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) ont également été utilisés comme molécule sonde pour comprendre le transfert des différentes molécules organiques, et comme indicateur des combustions passées, naturelles ou anthropiques. Une attention particulière a été portée à l’optimisation de la méthode analytique, afin que la résolution temporelle des analyses soit compatible avec les questions environnementales. Les résultats obtenus pour ces proxies ne sont pas exploitables et montrent un manque de robustesse attribué à des problèmes analytiques (d13CMO, lipides), au type d’alimentation des spéléothèmes (HAP) ou a des effets de site (d13C calcite).L’analyse de fluorescence UV en phase solide a été utilisée pour obtenir un enregistrement haute-résolution des variations semi-quantitatives et qualitatives de la MO. Un protocole a été développé pour quantifier l’intensité de fluorescence en phase solide (FPS). L'intensité de fluorescence en phase liquide d'extraits de MO des sols et des spéléothèmes ont été couplées par un modèle non linéaire à la FPS à haute résolution. Cette méthode a permis d’obtenir une chronique des flux de MO exportée depuis les sols sur une stalagmite test, provenant du Vercors (Grotte de Choranche) et couvrant les 400 dernières années.Un enregistrement composite de l’intensité de fluorescence et du d18O a été créé à partir de trois spéléothèmes du massif des Bauges (salle du Précieux, réseau Garde-Cavale) se recoupant sur les derniers 6000 ans, et a permis l’interprétation des variations du paléoenvironnement. Celles-ci montrent une réponse de l’environnement aux forçages climatiques, basculant vers un forçage anthropique au cours du temps.Cette étude démontre qu’il est possible d’obtenir un enregistrement haute-résolution de l’histoire des sols à l’échelle de la période Holocène par l’utilisation de la FPS. Le couplage avec des proxies organiques plus informatifs a cependant montré la limite de l’utilisation de ces derniers, due à leur manque de robustesse. La combinaison du signal de FPS avec le d18O des spéléothèmes a tout de même permis de réaliser une interprétation des variations environnementales durant l’Holocène. Celle-ci pourrait être améliorée en intégrant d’autres traceurs inorganiques (terres rares, éléments traces) qui n’ont pu être analysés durant cette thèse.