Le potentiel de la luminescence mono-grain des feldspaths pour révéler les apports et le transport des sédiments dans les systèmes fluviatiles

Soutenance de thèse de Louise Karman-Besson

La présentation est ouverte au public et se déroulera devant le jury suivant :

• Pr. Sumiko Tsukamoto – University of Tübingen – Rapportrice
• Pr. Jakob Wallinga – University of Wageningen – Rapporteur
• Pr. Philippe Steer – Université de Rennes – Rapporteur
• Dr. Kristen Cook – Université Grenoble Alpes – Examinatrice
• Pr. Frédéric Mouthereau – Université de Toulouse – Examinateur
• Pr. Stéphane Bonnet – Université de Toulouse – Directeur de thèse
• Dr. Anne Guyez – Université de Toulouse – Invitée
• Pr. Tony Reimann – University of Cologne – Invité

Résumé de la Thèse :

Les rivières jouent un rôle central dans le façonnement des paysages et le transport des sédiments depuis leur zone d’origine jusqu’aux océans. Ce transfert n’est ni simple ni continu, impliquant des phases répétées de transport et de dépôt lors des crues et de stockage temporaire dans les plaines alluviales. Ces étapes modulent la transmission des signaux environnementaux, comme ceux liés à la tectonique ou au climat, et prolongent le temps de transit des sédiments, ce qui complique l’interprétation des archives sédimentaires. Les outils permettant de quantifier ces processus restent insuffisants, limitant notre compréhension de la manière dont transport et stockage influencent la propagation des signaux sédimentaires. Cette thèse explore le potentiel de la luminescence, propriété photosensible des minéraux progressivement remise à zéro par l’exposition solaire lors du transport, comme traceur des processus d’apport et de transfert de sédiments. En combinant des jeux de données de terrain provenant de Nouvelle-Zélande et du Chili avec une modélisation stochastique du transport et du stockage, elle examine comment la luminescence des sédiments fluviatiles modernes enregistre l’équilibre entre apports sédimentaires, transport et efficacité du blanchiment. Les résultats montrent que les tendances de luminescence en aval ne s’expliquent pas uniquement par la distance de transport ou les gradients climatiques. Elles reflètent l’interaction entre le blanchiment, qui réduit le signal, et l’apport continu ou localisé de matériaux non blanchis. Lorsque le blanchiment domine, la luminescence décroît en aval, tandis que lorsque l’apport domine, les grains non blanchis renouvellent la charge sédimentaire, produisant une dose de luminescence moyenne stable ou croissante. La plupart des systèmes naturels se situent entre ces extrêmes, leur comportement étant modulé par le contexte géomorphologique et la variabilité du débit. Lors d’événements extrêmes, tels que inondations ou glissements de terrain, cet équilibre peut être perturbé. Les mesures de luminescence acquises avant et après une crue exceptionnelle au Chili montrent l’empreinte immédiate de nouveaux apports et leur propagation en aval, ainsi que la persistance des signatures plus anciennes. La luminescence capture ainsi non seulement les réponses instantanées aux forçages externes, mais aussi la mémoire des pulsations sédimentaires passées, offrant un enregistrement temporel intégré de la transmission, de l’amortissement et de la réactivation des signaux géomorphologiques dans les systèmes fluviatiles. Ces travaux établissent la luminescence comme un traceur quantitatif et sensible de la dynamique sédimentaire, capable de relier transport à l’échelle d’événements et évolution à long terme des paysages. En reliant l’évolution de la luminescence à l’équilibre entre apports, transport et blanchiment, ils fournissent un cadre conceptuel et de modélisation pour interpréter les signaux de luminescence et comprendre les processus gouvernant la propagation des signaux dans les systèmes source-to-sink.