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Moussirou, Bérangé. Modélisation expérimentale de la dynamique long terme des reliefs en réponse aux forçages climatiques et tectoniques

Moussirou, Bérangé (2017). Modélisation expérimentale de la dynamique long terme des reliefs en réponse aux forçages climatiques et tectoniques.

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Résumé en francais

Les reliefs continentaux sont des interfaces dynamiques entre la lithosphère et l'atmosphère où interagissent une grande diversité de processus en lien avec la géodynamique interne et la géodynamique externe. Ils sont au cœur de la problématique des interactions entre le climat et la tectonique, dont une meilleure compréhension passe nécessairement par une meilleure appréhension des effets du climat et de ses variations sur la morphologie des reliefs et leur érosion. Nous présentons dans ce travail les résultats d'une étude expérimentale, en laboratoire, de la dynamique des reliefs, sous l'effet de forçages tectoniques (taux de surrection) et climatiques (taux de précipitations). A partir de l'élaboration d'une base de données conséquente d'expériences réalisées sous des conditions de surrection et de précipitations différentes, nous montrons que les hauteurs moyennes d'équilibre des reliefs, que leur temps de mise à l'équilibre et que leur morphologie déduite d'analyses de type pente-aire drainée sont des fonctions non- linéaires de la surrection, avec un effet des précipitations qui reste à préciser. Nous montrons que l'altitude moyenne d'équilibre des reliefs expérimentaux est contrôlée par le rapport entre taux de précipitation et de surrection (" water-to-rock ratio ") selon une loi non linéaire bien contrainte par plus de 80 données expérimentales. Le problème de la réponse des reliefs aux variations climatiques a été abordé en considérant l'effet d'une chute de pluviométrie sur un relief initialement à l'équilibre, en considérant différentes durées de chute, à taux de surrection constant. Nous montrons que plus la durée de chute de pluviométrie n'est importante, plus la réponse érosive (chute de vitesse d'érosion) est décalée dans le temps et amoindrie en amplitude. Ce résultat implique que sur les très longues échelles de temps (> quelques Ma), les variations climatiques n'ont probablement que très peu d'impact sur les vitesses d'érosion. Nous montrons également que cette réponse est contrôlée dans nos expériences par un seuil d'érosion. Nous avons également abordé l'impact de variations spatiales de précipitation sur la mobilité des réseaux de rivières et de crêtes. Nous montrons que de telles variations sont à l'origine d'une dissymétrie des vallées et d'une migration des réseaux de drainage qui peuvent aboutir à des captures entre bassins versants. Ces phénomènes observés dans les expériences sont tout à fait cohérents avec les caractéristiques géomorphologiques des vallées du piedmont nord-pyrénéen. Ces différents résultats mettent en évidence le rôle du climat, en l'occurrence les précipitations, sur la dynamique à long-terme des surfaces topographiques.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Bonnet, Stéphane
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Géosciences Environnement Toulouse (GET), UMR 5563
Mots-clés libres :Géomorphologie - Erosion - Modélisation - Climat - Uplift
Sujets :Sciences de la terre
Déposé le :04 May 2018 17:31