Faciès sédimentaires et géométries 3D à haute résolution dans un bassin faiblement subsident : le cas du Bartonien du bassin de Paris

Sedimentary facies and high-resolution 3D geometry in a low subsiding basin : the case of the Bartonian of the Paris Basin

• Auteur / Autrice : Nicolas Marie
• Direction : François Guillocheau, Cécile Robin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et des planètes
• Date : Soutenance le 12/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Rennes (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie, Géosciences, Agronomie, Alimentation (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences (Rennes ; 2000-....)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuelle Vennin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernadette Tessier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Razin, Damien Huyghe

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bartonien

Paléogéographie

Stratigraphie séquentielle

Parisien, Bassin (France)

Sédimentologie

Mots clés libres

Sédimentologie

Stratigraphie Séquentielle

Paléogéographie

Bartonien

Bassin de Paris

Sedimentology

Sequence Stratigraphy

Paleogeography

Bartonian

Paris Basin

Résumé

Le Paléogène du Bassin de Paris est un cas extrêmement intéressant de système « Source-to-Sink » : les bassins versants amonts sont des plateaux étagés de faible altitude soumis à une intense altération chimique, évoluant à un système en dépôt faiblement subsident (200m en 35Ma) constitué de grands domaines palustro-lacustres et de domaines marins semi-ouverts, terrigènes ou carbonatés. L’intérêt porté à l’étude du Paléogène de bassin de Paris est associé à la définition d’un modèle géométrique en 3D de la zone d’étude du Référentiel Géologique de la France (RGF), porté par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), et qui vise à améliorer la compréhension du Cénozoïque du bassin de Paris. Par l’utilisation d’une méthode de travail basée sur les principes de la sédimentologie de faciès, de la stratigraphie séquentielle et d’une base de données diagraphique, ce projet de thèse vise à (1) caractériser l’évolution géométrique des dépôts du Bartonien en réponse à une déformation intraplaque en contexte géodynamique de faible subsidence et (2) caractériser l’évolution sédimentaire et paléogéographique du Bartonien du bassin de Paris pour proposer une évolution temporelle et spatiale de ce système sédimentaire. A travers l’étude des dépôts Bartonien, nous avons défini la présence d’une discontinuité majeure en « chenaux incisés » entre les dépôts carbonatés lacustres des « Marnes et Caillasses » et les dépôts terrigènes des Sables d’Auvers-Guépelle, associé à une transgression marine majeure, remplissage des « chenaux incisés ». La construction d’un modèle d’âge associé aux données biostratigraphiques ainsi qu’astrochronologique permet de replacer temporellement la continentalisation du bassin et l’incision pré-transgression bartonienne. Une étude approfondie des faciès bartoniens est présentée ainsi que leur répartition géographique au travers de neuf cartes paléogéographiques délimités par différents cycles stratigraphiques définis par l’étude d’affleurements et de corrélations diagraphiques. Ces nouvelles données sont majeures pour la réalisation d’un modèle géologique 3D et pour la compréhension des systèmes hydrogéologiques, l’exploitation des eaux souterraines, la géothermie ainsi que la géotechnique nécessaire à l’aménagement du territoire.

The Palaeogene of the Paris Basin is an extremely interesting case of a "Source-to-Sink" system: the upstream drainage basins are low-lying stepped plateaux subject to intense chemical alteration, evolving into a slightly subsident depositional system (200m in 35Ma) made up of large palustro-lacustrine domains and semi-open marine, terrigenous or carbonate domains. The interest in studying the Palaeogene of the Paris Basin is associated with the definition of a 3D geometric model of the study area of the Référentiel Géologique de la France (RGF), supported by the Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), and which aims to improve understanding of the Cenozoic of the Paris Basin. Using a working method based on the principles of facies sedimentology, sequence stratigraphy and a log database, this thesis project aims to (1) characterise the geometric evolution of Bartonian deposits in response to intraplate deformation in a geodynamic context of low subsidence and (2) characterise the sedimentary and palaeogeographic evolution of the Bartonian of the Paris Basin in order to propose a temporal spatial evolution of this sedimentary system. Through the study of Bartonian deposits, we have defined the presence of a major discontinuity in "incised channels" between the carbonate lacustrine deposits of the "Marnes et Caillasses" and the terrigenous deposits of the Sables d'Auvers-Guépelle, associated with a major marine transgression, filling the "incised channels". The construction of an age model, combined with biostratigraphic and astrochronological data, enables the continentalization of the basin and the pre-Bartonian transgression incision to be placed in a temporal perspective. An in-depth study of Bartonian facies is presented, together with their geographical distribution on nine palaeogeographic maps delineated by different stratigraphic cycles defined by the study of outcrops and log correlations. These new data are important for the production of a 3D geological model and for understanding hydrogeological systems, groundwater exploitation, geothermal energy and the geotechnical engineering required for land-use planning.