De l'estuaire à l'océan : expression des forçages locaux et globaux dans l'enregistrement sédimentaire de la dynamique de la Loire depuis l'Holocène Moyen

From estuary to ocean : expression of local and global forcing factors in the sedimentary records of the Loire River dynamics from the Middle Holocene

• Auteur / Autrice : Matthieu Durand
• Direction : Hélène Howa, Meryem Mojtahid, Grégoire Marie Maillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'atmosphère
• Date : Soutenance le 19/12/2017
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : 3 - LPGN-BIAF (Laboratoire d'études des bio-indicateurs actuels et fossiles) - Laboratoire des Bio-Indicateurs Actuels et Fossiles / BIAF
• Jury : Président / Présidente : Bernadette Tessier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Noël Proust, Aurélie Penaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Chaumillon, Annachiara Bartolini

Mots clés

Mots clés contrôlés

Foraminifères benthiques

Faciès (géologie)

Paléoclimatologie

Holocène

Transgression (géologie)

Gascogne, Golfe de

Loire, Estuaire de la (Loire-Atlantique)

Paléohydrologie

Mots clés libres

Aménagements humains

Niveau marin

Faciès sédimentaires

Loire estuary

Bay of Biscay

Human settlements

Paleohydrology

Sea level

Holocene climate

Sedimentary facies

Benthic foraminifera

Résumé

L’objectif de ce travail est de reconstituer les changements de la dynamique hydrosédimentaire de la Loire en fonction des variations climatiques globales et régionales depuis l’Holocène Moyen (~7 ka), dans un contexte de ralentissement et de stabilisation de la remontée du niveau marin. Le rôle des aménagements anthropiques de l’estuaire interne depuis le début du XXème siècle, a été également considéré. Dans cet objectif, les séquences sédimentaires étudiées ont été prélevées le long d’un continuum terre-mer entre l’estuaire interne de la Loire et la partie septentrionale du Golfe de Gascogne, en passant par les paléovallées incisées présentes à l’embouchure actuelle.L’emboitement des dimensions temporelle et spatiale fait l’unicité de ce travail de recherche à l’échelle de la Loire mais également sa complexité. Afin de déconvoluer les différents signaux enregistrés, nous avons entrepris une approche analytique combinant des données sédimentologiques, micro-paléontologiques (foraminifères benthiques) et géochimiques, le tout dans un cadre chronologique contraint par des datations 14Cet 210Pb/137Cs. Nos résultats montrent que le ralentissement de la montée des eaux a joué un rôle majeur dans le façonnement du paysage estuarien et par conséquence, dans la chenalisation du flux terrigène vers le large. Ce flux terrigène est également modulé à plus grande échelle par les forçages climatiques internes et externes (e.g., Oscillation Nord Atlantique, forçage solaire) affectant à la fois le bassin versant, l’occurrence des tempêtes au large ainsi que la circulation océanique de surface. Enfin, la partie la plus récente de nos archives sédimentaires estuariennes enregistre l’impact des aménagements humains qui ont profondément modifié la morphologie de l’estuaire interne depuis le début du XXème siècle.

The aim of this work is to reconstruct changes in the hydro-sedimentary dynamics of the Loire River according to global and regional climatic variations since the Middle Holocene (~ 7 ka), in a general context of slowing down of sea-level rise. The impact of the recent human settlements undertaken in the internal Loire estuary since the beginning of the 20th century is also considered. To achieve this objective, the studied sedimentary sequences were collected along a land-sea continuum from the internal estuary, to the incised paleovalleys off the present-day river mouth, until the northern part of the Bay of Biscay (South Brittany). The imbrication of both temporal and spatial dimensions makes the originality of this research on the scale of the Loire River, but also its complexity. In order to deconvolute the various recorded signals, we used a multiproxy approach combining sedimentological, micropaleontological (benthic foraminifera) and geochemical analyses, within a chronological framework constrained by 14C and 210Pb/137Cs dating. Our results show that the Middle to Late Holocene slowing down of sea-level rise plays a major role in shaping the estuarine landscape and in the channelization of the terrigenous flow towards the ocean. At the same time, this terrigenous flow is modulated on a larger scale by internal and external climatic forcing (e.g., North Atlantic Oscillation, solar forcing) controlling humidity over the Loire River catchment area, the occurrence of storms and ocean surface circulation. The most recent parts of our estuarine sedimentary sequences record the impact of human settlements since the beginning of the 20th century modifying significantly the morphology of the inner estuary and the location of the main river channel.