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La luminescence du feldspath en mono-grain : un outil pour reconstruire les dynamiques d’évolution des paysages passés et actuels
13 juin 2022 @ 14h00 – 15h00 CEST
Soutenance de thèse de doctorat d’Anne Guyez.
devant le jury composé de :
| Stéphane BONNET | Professeur | Université Toulouse III – Paul Sabatier | Directeur de thèse | |||
| Edward RHODES | Professor | University of Sheffield | Rapporteur | |||
| Kerry GALLAGHER | Professeur des universités | Université de Rennes 1 | Rapporteur | |||
| Jakob WALLINGA | Professeur | University of Wageningen | CoDirecteur de thèse | |||
| Dominique CHARDON | Directeur de recherche | IRD / GET | Examinateur | |||
| Hélène TISSOUX | Ingénieure de recherche | BRGM | Examinateur | |||
| Pierre VALLA | Chargé de recherche | CNRS – ISTerre | Examinateur | |||
| Elisabeth CHAMBERLAIN | Assistant professor | University of Wageningen | Examinateur |
| Résumé de la thèse en français : |
| La luminescence est basée sur la mesure de l’énergie qu’un minéral accumule par piégeage de charge électronique dans son réseau cristallin pendant une période d’enfouissement et qui est remise à zéro lorsque ce dernier est exposé à la lumière ou à la chaleur. Cette propriété est à l’origine d’une méthode robuste pour la datation des dépôts quaternaires. Ces dernières années, de nouvelles applications sont apparues, en particulier pour le traçage et la quantification des processus de surface dans les domaines fluviaux, en réponse au besoin actuel de méthodes pour quantifier ces processus à de nouvelles échelles de temps. Ce travail s’inscrit dans la lignée de ces développements récents et apporte de nouvelles idées sur la manière d’utiliser la luminescence pour répondre à ces besoins. La luminescence pourrait devenir un outil pour comprendre la dynamique de l’érosion, de l’incision et du transport de particules à la surface de la Terre. Dans cette thèse, la mesure mono-grain du signal de luminescence émis lors de la stimulation infrarouge (IR) de grains de feldspath (pIRIR) provenant de sédiments anciens et modernes de rivières de Nouvelle-Zélande (NZ) a été exploitée. Dans une première partie, l’accent a été mis sur l’applicabilité de ce signal pour le traçage des processus de surface, avec une étude de cas testée sur la rivière Rangitikei, qui a révélé deux choses. Premièrement, que ce signal peut être utilisé pour étudier l’évolution des taux d’érosion et d’incision dans un bassin versant en déséquilibre et deuxièmement, que la luminescence peut être utilisée pour tracer les sources de grains et étudier les variations de la contribution de ces sources dans le temps et dans l’espace en fonction des processus de transport. En particulier dans cette rivière, une période de fort apport de grains avec une signature spécifique a été identifiée, correspondant au bedrock érodé. Ces forts apports sont liés à une forte instabilité des parois du canyon, correspondant au passage d’un knickpoint. Dans une seconde partie, les processus de transport ont été étudié par analyse de l’évolution de la distribution du signal de luminescence dans les sédiments actuels de deux rivières en tresses des plaines de Canterbury, les rivières Waimakariri et Rakaia. Le signal de luminescence montre des tendances longitudinales similaires dans les deux rivières qui sont supposées résulter d’une remise à zéro progressive du signal de luminescence due à la combinaison du transport et du stockage dans la plaine d’inondation. Pour tester cette hypothèse, un modèle statistique simple permettant de simuler l’évolution longitudinale du signal de luminescence d’une population de grains en fonction de ces processus a été développé. Des simulations ont permis d’estimer les longueurs de transport caractéristiques, les temps de stockage et les vitesses virtuelles moyennes des grains dans les deux rivières étudiées. Enfin, pour approfondir la relation entre la luminescence et l’érosion, le signal de luminescence de sédiments modernes provenant de bassins versants répartis de part et d’autre de la ligne de partage des eaux des Alpes du Sud de NZ a été analysé conjointement avec les taux d’érosion déduits des isotopes cosmogénique (10Be). Cette approche a permis de documenter une variation spatiale des taux d’érosion et de d’observer une corrélation positive entre les taux d’érosion 10Be et le signal de luminescence des dépôts fluviaux. La nature du lien entre la luminescence et les taux d’érosion des reliefs est discutée dans ce travail, elle mériterait d’être étudiée plus en détail dans le futur. Cette thèse explore, teste et applique de nouvelles façons d’utiliser et d’interpréter les données de luminescence en mono-grain et révèle son fort potentiel pour étudier les processus de surface de la Terre. Des travaux complémentaires pourraient conduire la luminescence à devenir un outil important et approprié pour quantifier les dynamiques d’érosion et de transport. |