# Modélisation de l'épaisseur sédimentaire totale en domaine océanique par apprentissage automatique à partir des forages DSDP/ODP/IODP

Samuel Etienne<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Sébastien Zaragosi<fnref n="2" />, Elodie Marchès<fnref n="1" />, Vincent Hanquiez<fnref n="2" />

Contact : [samuel.etienne@shom.fr](mailto:samuel.etienne@shom.fr)

La connaissance à l'échelle globale de l'épaisseur sédimentaire totale en domaine océanique est essentielle pour affiner les modèles de propagation acoustique en milieu marin et forme un axe important du projet de technologie défense AMETISTE du Shom. Elle présente également de multiples applications fondamentales en géosciences, par exemple dans l'élaboration des modèles crustaux utilisés pour l'inversion des données de tomographie ou encore pour la compréhension de la structure thermique de la lithosphère océanique.

Des compilations globales des épaisseurs sédimentaires totales sont disponibles dans la littérature, tel que le modèle CRUST1.0 à 1 degré (Laske et al., 2013) et plus récemment le modèle GLOBSED à 5 min d'arc (Straume et al., 2019). Ces grilles mondiales reposent principalement sur l'interpolation de données indirectes (sismique réfraction/réflexion, gravimétrie, magnétisme, etc.) inégalement réparties à l'échelle mondiale, ce qui entraîne des incertitudes, notamment dans les zones océaniques profondes où la couverture de données est faible.

De manière complémentaire à ces compilations, une approche de modélisation par apprentissage automatique a été initiée à partir d'un jeu de données d'entrainement regroupant 645 forages scientifiques ayant traversé l'intégralité de la couverture sédimentaire jusqu'à la croûte océanique, répartis dans tous les océans du monde. Cette base de données a été compilée durant ce projet à partir des rapports des campagnes des programmes internationaux DSDP (Deep Sea Drilling Project, legs 1-96, années 1967-1983), ODP (Ocean Drilling Project, legs 100 à 210, années 1984-2002) et IODP (International Ocean Drilling/Discovery Project, legs 301-405, années 2003-2024). L'objectif est de déterminer les corrélations entre l'épaisseur sédimentaire et des variables dont les valeurs sont connues de manière continue (variables dites 'prédictives'), afin d'estimer les épaisseurs loin des zones forées.

Trente-deux variables prédictives ont été rassemblées dans la bibliographie ou bien générées grâce aux outils d'analyse spatiale de GMT et d'ArcGIS. Ces variables se répartissent en deux grands groupes : celles liées aux apports sédimentaires (productivité de surface, charge sédimentaire en suspension, distance à la côte, distance aux grands fleuves, distance aux calottes du dernier maximum glaciaire, etc.) et celles associées au contexte géomorphologique et géodynamique (distances aux marges passives et actives, distances aux limites de plaques, âge, épaisseur et densité de la croûte, bathymétrie, pente, anomalies gravimétriques, etc.).

Après avoir testé plusieurs algorithmes, le modèle ExtraTree Regressor basé sur les arbres de décision a montré les meilleures performances avec une racine de l'erreur quadratique moyenne (RMSE) autour d'une centaine de mètres, et un très bon coefficient de corrélation entre les valeurs réelles et prédites (évaluation sur les données de test non vues par le modèle). En domaine de croûte océanique, ces résultats surpassent les compilations existantes, telles que GLOBSED, et offrent une meilleure résolution. Les principales zones d'accumulation sédimentaire, notamment à proximité des grands fleuves et des zones d'upwelling, sont bien modélisées, offrant une vision détaillée des épaisseurs sédimentaires à l'échelle mondiale. Les perspectives de ce travail, encore préliminaire, incluent l'amélioration du modèle en enrichissant la base de données d'entrainement ainsi que l'extension des prédictions aux marges continentales.

<footnote n="1">¹ Département de géologie marine, SHOM</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>
# High resolution analysis of Neoproterozoic microfossils from the Draken Formation, Spitsbergen

Alexandre Fadel<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Kevin Lepot<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Sylvain Bernard<fnref n="4" />, Ahmed Addad<fnref n="5" />, Armelle Riboulleau<fnref n="2" />, Andrew H. Knoll<fnref n="6" />

Contact: alexandre.fadel@univ-lille.fr

The Neoproterozoic Draken Formation, Spitsbergen, contains silicified clasts of peritidal microbial mats with highly diverse and well-preserved microfossil assemblages. These microbial mats are dominated by mat-building filaments associated with diverse benthic and/or allochthonous (possibly planktonic) microorganisms. This assemblage occurs at a turning point in the evolution of photosynthetic primary producers, before a major diversification of photosynthetic eukaryotes and the Neoproterozoic Oxygenation Event.

Due to their excellent preservation, Draken microfossils have the potential to provide new criteria for the phylogenetic interpretation of older microfossils. Moreover, the taxonomy of a number of these fossil microorganisms has remained difficult to constrain.

Here, we characterized the ultrastructure and composition of organic matter in various microfossils using a combination of scanning transmission electron microscopy (STEM), Raman spectroscopy and scanning transmission X-ray microscopy (STXM). Despite their poor molecular preservation revealed with these techniques, the microfossils preserve delicate ultrastructures, some of which cannot be distinguished under the optical microscope. We distinguish the nanoscale texture of sheaths and internal structures in fossil cyanobacteria, revealing different wall structures and/or membranes thickened by cell contents. The ultrastructure of large spheroidal fossils with ruptured wall, of uncertain affinity, has been investigated, revealing bilayered structure of unknown origin. Finally, in the problematic *Myxococcoides*, an unexpected wall texture has been documented and is best reconciled with a eukaryotic affinity. Overall, our nanoscale studies yield unprecedented insights into the taphonomy and taxonomy of this emblematic microfossil assemblage.

<footnote n="1">¹ FR 2638 Institut Chevreul, Université de Lille, Université d'Artois, Centrale Lille, CNRS, INRAE</footnote>

<footnote n="2">² UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ Institut Universitaire de France</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 7590 IMPMC, Université Paris-Sorbonne, CNRS, MNHN</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 8207 UMET, Université de Lille, CNRS, ENSCL, INRAE</footnote>

<footnote n="6">⁶ Department of Organismic and Evolutionary Biology, Harvard University (USA)</footnote>
# Note technique : Retour d'expérience de carottage avec du matériel léger en eaux peu profonde à l'aide d'une aiguille vibrante à béton

Bernard Fanget<fnref n="1" />, Julien Didier<fnref n="2" />, Raphaël Gallet<fnref n="1" />, Stéphane Jaillet<fnref n="1" />, Emmanuel Malet<fnref n="1" />, Gaël Monvoisin<fnref n="3" />, Édouard Régnier<fnref n="4" />

Contact : julien didier@univ-fcomte.fr

Dans le cadre de la première session des journées techniques du réseau de métier des Carotteurs Continental Français (13-16 novembre 2023), nous nous sommes associés avec le réseau de métier Milieux Souterrains et Karst pour tester un nouveau dispositif de carottage dans des conditions complexes. Deux objectifs ont été fixés pour ces journées : (1) l'utilisation de moyens de carottage légers, démontables et transportables permettant l'échantillonnage de sites jusqu'alors inaccessibles ; (2) de tester un mode de carottage par vibration pour des sédiments particulièrement compacts en eaux peu profonde.

Le laboratoire EDYTEM a développé une mini barge de voyage servant au carottage lacustre. L'ensemble du matériel de carottage peut être transporté dans 6 bagages de 23 kg (conditionnement hors format, admis en transport aérien).

Pour ces journées techniques ; nous avons utilisé un autre système de type nesje modifié pour tube de 90mm (aussi développé par EDYTEM) utilisant deux moutons de frappe d'environ 10 kg au total. Malheureusement, dans le cas des faibles tranches d'eau, le dispositif de carottage s'avère compliqué à utiliser (surtout avec des sédiments " coriaces " et nécessiterait des développements supplémentaires. Pour cette raison, nous avons testé une technique de carottage par vibration à l'aide d'une aiguille à béton louée (diamètre 40mm, longueur 315 mm, fréquence de vibration 12000 t/min, 2000W).

Le site pour les essais de carottage devait répondre à plusieurs contraintes. Les objectifs étaient de démontrer l'utilisation du matériel léger et transportable dans le lac souterrain des grottes de Choranche dans le Vercors. En effet, Si le matériel peut être utilisé dans une cavité karstique, il peut être déployé facilement. De plus, l'existence d'une pile sédimentaire identifiée dans ce lac avait fait l'objet de plusieurs investigations. C'est aussi un site qui s'inscrit dans une grotte touristique offrant les commodités d'accès, d'éclairages et d'électricité et qui, en outre, est clos la nuit permettant de laisser le matériel entre deux séances de travail. C'est aussi un site assez central dans le Sud-Est de la France, permettant de rassembler aisément les opérateurs. Nous avons testé onze configurations de ce matériel avec tube PVC de 63 et 90 mm et tube inox de 90 mm de diamètre. La tête de l'aiguille à béton a été mise en œuvre de façon verticale et horizontale pour tester l'effet des axes de vibrations. La meilleure performance a été l'obtention d'une carotte de 1,8m en 1min et 42 secondes avec un tube inox de 90 mm dans lequel il y a un piston et surmonté d'un poids de 95 kg (15 kg poids du nesjer et 80 kg d'un opérateur). Cette technique nous a permis d'atteindre le bedrock à 3,1 m (par l'utilisation supplémentaire d'un carottier Niederreiter 63 mm de 2 m). Toutefois, lorsque la position de l'aiguille et placée au sommet du tube (évitant tout risque de sécurité) a permis d'obtenir une carotte identique en 2 minutes et 15 secondes ; donc sans perte notable d'efficacité. Pour une utilisation pérenne de ce système, un futur développement mécanique doit être envisagé dans le cadre du réseau de métier CCF.

<footnote n="1">¹ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6249 Chrono-Environnement, Université de Franche-Comté, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 8212 LSCE, CNRS, CEA, Université de Versailles Saint-Quentin</footnote>
# Flamborough head's contourites: An insight into chalk deep-sea sedimentation

Ophélie Fay<fnref n="1" />, Éric Lasseur<fnref n="2" />

Contact : ophelie.fay@umons.ac.be

The outcrops of the Flamborough Head promontory in Yorkshire, UK, including sea cliffs and inland quarries, provide an exceptional view of the Upper Cretaceous sedimentation. These exposures reveal deep-sea chalks uplifted during the Tertiary inversion, which were belonging to the western part of the North Sea making them very good analogous to the North Sea chalk deposits. A detailed sedimentological study of the Turonian to Campanian sections, incorporating both macroscopic and microscopic observations, reveals well-preserved sedimentary features consistent with depositional processes in a deep marine environment. Among the identified facies, the bottom-current-related facies, or contourites, stand out. These depositional facies, due to the fine-grained nature of chalk, do not conform to the ideal contourite (siliciclastic) model at first sight but display evidence of the action of bottom current. Hundreds of meters thick in total of chalk are composed of thinly laminated beds with planar and undulating laminations, and current ripples. Large bed packages exhibit internal organization with compensation, suggesting deposition within larger contourite drifts, as seen on a larger scale in nearby offshore seismic profiles. In addition to contourites, the study identified turbidites and hemipelagites. Turbidites are characterized by massive beds with sharp bases, grading upward to finer, laminated deposits, and minimal bioturbation. Hemipelagites, on the other hand, are intensely bioturbated mudstones with sparse fauna, showing no evidence of current reworking. The frequent association of turbidites and contourites suggests that turbiditic deposits were likely reworked by bottom currents. The presence of contourites in the chalks of Flamborough Head provides a valuable analogue for the North Sea deposits, offering insights into the dynamics of chalk deposition along the paleo-slope influenced by bottom currents. The consistent identification of these contouritic facies in chalk across the Flamborough Head promontory, spanning the Turonian to Campanian, highlights periods of increased bottom current activity, with hemipelagite-dominated intervals in between. The site offers a unique combination of cliff exposure with differential weathering and a history of deep burial and compaction that highlight sedimentary features in an overall fine-grained sediment with low texture grain size variations. This enables the observation of contouritic facies, providing insights into sedimentary processes that are usually hardly observable in chalk from cores, although contourites geometries are widely reported through seismic data. This study not only provides a valuable analogue for North Sea Chalk deposits but also enhances our understanding of the paleogeography, slope processes, and bottom current dynamics within the Chalk.

<footnote n="1">¹ Department of Mining Engineering, University of Mons (Belgium)</footnote>

<footnote n="2">² BRGM, Orléans</footnote>
# Chalk marl seams: not quite what they seem...

Ophélie Fay<fnref n="1" />, Mateus Kroth<fnref n="2" />, Hannes Claes<fnref n="3" />, Andrew Farrant<fnref n="4" />, Sara Vandycke<fnref n="1" />, Mark Woods<fnref n="4" />

Contact: ophelie.fay@umons.ac.be

The origin of wispy marl-seams and nodular chalk has long been a subject of debate, with sedimentary versus diagenetic origins still being particularly contested. Through scanning electron microscope (SEM) observations of thin sections from a borehole in the Chalk from Southern England (UK), we gain new insights into the microtexture of nodular chalk (specifically the Lower Turonian Holywell Nodular Chalk and Upper Turonian – Coniacian Lewes Nodular Chalk formations) and marl-seams from the Turonian New Pit Chalk Formation. Our study conclusively establishes the diagenetic nature of these features.

In nodular chalk, microscale observations reveal evidence of pressure dissolution, including micro-stylolites and the concentration of insoluble material around the nodules. Surprisingly, the darker seams around the nodules are lower porosity zones, with bioclast concentration likely due to the preferential dissolution of the micritic matrix. Interestingly, marl-seams sometimes do not even contain "marl" or clay; instead, they are primarily related to the mechanical compaction of the micritic matrix, often associated with microscale shear fracturing. This finding challenges the traditional view that nodular chalk results solely from sedimentary and early diagenetic processes. Furthermore, it offers a new perspective on the thin, wispy so called "marl-seams", which are likely not of sedimentary origin, nor strict dissolution seams, but rather correspond to compaction bands.

The Holywell Nodular Chalk Formation includes the Plenus Marls member at its base, which corresponds to a global anoxic event. It is located above the Cenomanian Zig-Zag Chalk Formation, an argillaceous chalk unit. The base of the Lewes Nodular Chalk Formation includes a marl layer and hardgrounds. Notably, nodularity decreases upward within both formations.

Integrating our SEM microtextural observations with the geomechanical properties of chalk could offer a potential new understanding of chalk lithologies. The differential mechanical behaviour between various initial sediment accumulations might result in the creation of a distinctive zone at the interface, during compaction, potentially leading to the formation of nodular chalk. Two processes are considered: (1) Differential Fluid Flow Zone: The wavy features observed might be attributed to lateral fluid escape in chalk above an impermeable layer (marl or hardground). This phenomenon could occur during the initial stages of compaction and might be later overprinted by burial diagenesis. (2) Constraints Accommodation Interface: At the interface between argillaceous chalk and white chalk, differential accommodation of burial and tectonic stresses could occur, potentially concentrating deformation locally.

The differential mechanical behaviour of the sediment seems to play a crucial role in shaping chalk lithologies. These observations might have important implications for future correlations. Additionally, understanding *marl seams* is essential for delineating compartments in chalk reservoirs. Marl seam layers might act as mechanical interfaces within groundwater reservoirs and contribute to karst development. Therefore, knowing their formation processes is crucial for predicting their geographic and stratigraphic distribution. This study highlights the significance of microscale observations in addressing basin-scale geological challenges.

<footnote n="1">¹ Department of Mining Engineering, University of Mons (Belgium)</footnote>

<footnote n="2">² Faculty of Geosciences, Utrecht University (Netherlands)</footnote>

<footnote n="3">³ KULeuven (Belgium)</footnote>

<footnote n="4">⁴ British Geological Survey (UK)</footnote>
# Les molasses rouges oligocènes subalpines : évolution des reliefs et paléogéographie régionale

Serge Ferry, Philippe Sorrel<fnref n="1" />

Contact : [serge.ferry@yahoo.fr](mailto:serge.ferry@yahoo.fr)

Nous montrons que les molasses rouges sont en fait constituées de trois séquences sédimentaires séparées par des discordances. Les "brèches de base" constituent la première séquence. Elles ne sont pas liées aux molasses rouges proprement dites, contrairement à ce qui est couramment admis. Elles représentent un système torrentiel marginal local (Gapençais) d'un bassin d'avant-chaine rupélien terminal qui n'est autre que celui dit des marnes Brunes supérieures/Schistes à blocs, c'est à dire du bassin qui se forme au front de l'avancée de la nappe du Flysch à Helminthoïdes (nappe de l'Autapie). Les faciès marginaux marins méridionaux de ce bassin correspondent aux biostromes à polypiers de St-Lions (Barrême), suivis en continu jusqu'aux calcaires à milioles du synclinal de Taulanne, plus au sud. Ceux-ci représentent une brève inondation locale suivant la vidange forcée du bassin nummulitique (Grosjean et al. 2012). Ils sont immédiatement surmontés par la molasse rouge fluviatile locale.

La Molasse Rouge *auct.* est en fait constituée de deux séquences dites ici Molasse rouge 1 (MR1) et Molasse Rouge 2 (MR2). Les faciès sont totalement différents de l'une à l'autre, et incompatibles entre eux au plan sédimentologique. La MR1 chattienne est un système fluviatile méandriforme sablo-graveleux qui débouche des Alpes internes dans le couloir tectonique de Faucon-du Caire. Il reçoit un ou des affluents depuis le secteur d'Esclangon, via la vallée synclinale d'Esparron où le fluviatile méandriforme de base est rapidement surmonté par un vaste cône alluvial qui s'enracine à Esclangon. Plus à l'Est (bloc du Haut-Var), à l'Est de la faille de Rouaine, les dépôts de la MR1 sont discrets, représentés par des remplissages peu épais de rares petites vallées N-S. Les faciès latéraux davantage dominés limons de débordement s'étalent jusqu'au chevauchement de Digne qui forme la limite externe (donc transportée tectoniquement) de ce système fluviatile. Plus au nord (Dévoluy), ne sont déposés que des faciès fluviatiles marginaux peu épais. L'exutoire vers l'ouest de ce système fluviatile complexe transporté n'est pas connu. Les "conglomérats duranciens" *auct.*, qui débouchent sous le chevauchement de Digne dans la vallée du Vançon (St-Geniez-Sourribes) près Sisteron, sont de faciès différent et proviennent d'un bassin local aujourd'hui recouvert par le chevauchement.

La MR2, sans doute également d'âge encore chattien, représente un vaste cône alluvial paléo-durancien recouvrant la totalité du Gapençais. Le système débute par des conglomérats polygéniques bien roulés (i.e., le "Nagelfluh"), indiquant un large système faciologiquement analogue aux conglomérats de Valensole miocènes. Ce faciès est surmonté dans le couloir de Faucon-du Caire par des dépôts de cône alluvial sablo-graveleux plus proximal, sans doute local. Dans le Dévoluy, le cône caillouteux atteint plusieurs centaines de mètres d'épaisseur. Il passe progressivement à des faciès plus sableux en direction du Nord et semble contourner le massif du Pelvoux pour se diriger vers le domaine helvétique. Un exutoire secondaire possible serait situé au pied du chevauchement Ventoux-Lure (conglomérats de Montfroc *auct.*). Les deux séquences MR1 et MR2 représentent le comblement de reliefs évoluant sous contraintes tectoniques.

<footnote n="1">¹ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>
# Geochemistry of carbonate microbialites through time and space

Laurane Fogret<fnref n="1" />, Pierre Sansjofre<fnref n="1" />, Stefan Lalonde<fnref n="2" />

Contact : laurane.fogret@mnhn.fr

Microbialites are microbial sedimentary structures that constitute some of the oldest traces of life on Earth. By their deposition in a wide range of sedimentary environments and their presence throughout most of geological time, the sedimentological and geochemical signatures they preserve represent important paleoenvironmental archives for understanding Earth's biological and geochemical co-evolution. Here we present a large microbialite collection containing more than 1370 curated specimens, covering all continents except Antarctica and spanning more than

3.5 Ga of Earth history, that is accessible to the international scientific community for examination and sampling at the Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN) in Paris, France. After cataloguing and evaluating the samples for their lithology, biogenicity, and inferred depositional environments, we characterized the collection for selected geochemical parameters, notably carbonate stable carbon and oxygen isotope ratios, as well as major, trace, and rare earth element compositions. Finally, we explore the different geochemical proxies analyzed with regards to their utility for reconstructing evolving Earth surface environments and/or microbial metabolisms via comparison of geochemical data from the MNHN Microbialite Collection to a compilation of similar proxy data for carbonates worldwide. We demonstrate that certain temporal trends previously recognized in carbonates worldwide (e.g., with respect to variations in C and O stable isotope compositions and redox sensitive trace element enrichments) are well reflected in this collection. Our findings highlight the utility of the MNHN Microbialite Collection and microbialites more generally for reconstructing the conditions associated with habitable environments in deep time and for tracing the response of microbial communities to the geochemical evolution of Earth's surface.

<footnote n="1">¹ UMR 7590 IMPMC, Université Paris-Sorbonne, CNRS, MNHN</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>
# Analyse des dépôts contouritiques du Plateau de Demerara : résultats préliminaires de la mission DIADEM

Sacha Fontaine<fnref n="1" />, Kelly Fauquembergue<fnref n="2" />, Lies Loncke<fnref n="2" />, Paul Blin<fnref n="2" />, Maria-Angela Bassetti<fnref n="2" />, Marie-Claire Perello<fnref n="1" />, Louise Monnier<fnref n="1" />, Christophe Basile<fnref n="3" />

Contact : kelly.fauquembergue@univ-perp.fr

Basé sur des données sédimentologiques et topographiques prisent au cours de la mission océanographique DIADEM 2023, ce travail porte sur l'étude et la compréhension des variations du courant de la North Atlantic Deep Water (NADW) au niveau du Plateau marginal de Demerara, au large de la Guyane Française et du Surinam. Les données sédimentaires utilisées ont été prélevées dans des sédiments contouritiques observés et cartographiés par des études précédentes et qui semblent être dus à une veine d'eau de la NADW longeant le plateau ci-nommé et érodant le rebord continental plus en amont, créant ainsi des instabilités responsables d'événements gravitaires. Cette étude a pour but de montrer les variations quaternaires de la NADW sur le plateau et pour ce faire, différentes analyses ont été utilisées avec notamment de la spectrographie à Fluorescence X (XRF), de la granulométrie ou encore de la radiographie. Ces traitements ont permis la compréhension de l'influence des masses d'eau de la zone avec notamment des variations d'apports sédimentaires quaternaires entre périodes glaciaires/interglaciaires du fait (1) soit d'apports différents, (2) soit de changement de bathymétrie de circulations de ces courants. Via ces découvertes, le spectre des possibles s'ouvre quant à l'apport de la zone sur la question globale des paléocourants atlantiques.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5110 CEFREM, Université de Perpignan Via Domitia, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>
# Des dépôts sédimentaires à une reconstruction quantitative des paléosésismes : développement d'un paléosismomètre multi-lacs sur la faille de Xianshuihe (SE Tibet)

François Lemot<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Pierre Sabatier<fnref n="2" />, Marie-Luce Chevalier<fnref n="3" />, Anne-Lise Develle<fnref n="2" />, Ziqi Fang<fnref n="3" />, Patrick Rioual<fnref n="3" />, Li Haibing<fnref n="3" />, Anne Replumaz<fnref n="1" />

Les archives sédimentaires permettent de reconstruire la paléo-activité sismique, élément essentiel pour évaluer l'aléa sismique. Dans notre étude, nous nous focalisons sur la faille de Xianshuihe (SE Tibet), dont l'importante activité sismique est bien documentée sur les 300 dernières années. Nous avons réalisé des carottages dans trois petits lacs de montagne, espacés sur 30 km. Les remobilisations de sédiments provoquées par les paléo séismes ont été caractérisées grâce à une approche multi-méthode : granulométrie, analyse de la matière organique, géochimie et observations au MEB des sédiments. La datation par radioéléments à courte période (210Pb, 137Cs, 241Am) a permis de corréler ces dépôts avec les séismes historiques qui ont généré des intensités locales au-dessus de seuils spécifiques à chaque site. Pour aller au-delà de cette caractérisation multisite, nous présentons ici un code permettant d'estimer la probabilité de divers scénarios de rupture, à partir des observations paléosismologiques lacustres. Pour tous les scénarios de rupture possible sur les failles voisines, nous utilisons une équation de prédiction d'intensité pour calculer la probabilité de dépasser le seuil nécessaire au niveau de chaque site pour enregistrer le séisme. Nous obtenons ainsi les scénarios qui ont la plus grande probabilité de correspondre aux observations et de les comparer aux archives historiques. Nos résultats montrent qu'en combinant les archives issues de plusieurs sites, il est possible de contraindre la localisation et la magnitude des ruptures sismiques. Cependant, dans les contextes où l'intervalle de retour des séismes est court, comme pour la faille de Xianshuihe, établir la synchronicité des dépôts entre différents lacs se heurte aux limites des méthodes de datation pour les périodes plus anciennes. Cette approche, transposable à d'autres régions, permettrait de reconstituer le cycle sismique de façon quantitative et d'identifier les gaps sismiques susceptibles de générer des ruptures futures.

<footnote n="1">¹ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing (China)
Contact : mlchevalier@hotmail.com</footnote>
# Enregistrement sédimentaire à long terme de la faille de Xianshuihe (SE Tibet)

François Lemot<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Pierre Sabatier<fnref n="2" />, Anne Replumaz<fnref n="3" />, Marie-Luce Chevalier<fnref n="3" />, Frederic Bing<fnref n="3" />, Patrick Rioual<fnref n="3" />, Christian Crouzet<fnref n="1" />, Ziqi Fang<fnref n="3" />

Contact : mlchevalier@hotmail.com

Il est essentiel de connaître le comportement à long terme des failles pour évaluer le risque sismique dans une région donnée. Dans cette optique, des carottes sédimentaires ont été prélevées dans un petit lac de montagne, situé à proximité du système de faille de Xianshuihe (SE Tibet). La carotte la plus longue (3,5 m) couvre plus de 6 000 ans, d'après des datations au radiocarbone, validées par des corrélations paléomagnétiques. Au total, 64 dépôts évènementiels ont été identifiés grâce à une analyse multiméthode, incluant la tomographie aux rayons X (CT-scan), le scanner de carotte XRF, la granulométrie laser et la perte au feu. Ces couches correspondent à des remobilisations de sédiments de surface sur les pentes du delta durant les séismes. On retrouve notamment des dépôts liés aux tremblements de terre historiques affectant les segments de faille proches où l'intensité sismique locale a dépassé les valeurs de V à VI. Le taux de sédimentation, qui a fortement varié au cours de cette période, joue un rôle clé dans l'enregistrement des séismes, modifiant la sensibilité du lac à enregistrer les séismes au cours du temps. Avant 3,4 ka BP, le taux de sédimentation est faible, ne permettant que de rares dépôts de moindre épaisseur. À partir de cette période, probablement en lien avec des modifications environnementales (climat, activités humaines), le taux de sédimentation augmente, permettant un enregistrement plus détaillé de l'activité sismique, avec un temps de retour entre deux séismes d'environ 87 ans. Enfin, le dernier millénaire se caractérise par des taux de sédimentation élevés, proches de 1 mm/an, permettant d'enregistrer des séismes plus nombreux. Pour le seuil d'intensité de VI nous obtenons un temps de retour de 35 ans avec une récurrence irrégulière (CoV> 1). L'augmentation du taux de sédimentation permet pour de fortes intensités de remobiliser plus de matériel formant des dépôts plus épais que l'on retrouve quasi-périodiquement tous les 330 Å.60 ans.

<footnote n="1">¹ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing (China)</footnote>
# Traçage des sources carbonatées et dynamique sédimentaire en environnement côtier : application au large des côtes de Saint-Valéry-en-Caux (Seine Maritime)

Clément Frigola<fnref n="1" />, Gwendoline Gregoire<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Anne Murat<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Yann Méar<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Emmanuel Poizot<fnref n="1" />,<fnref n="2" />

Contact : clement.frigola@etu.unicaen.fr

La Seine-Maritime et le pays de Caux, connus pour leurs falaises crayeuses datant du Mésozoïque, font face à un problème préoccupant d'ensablement, particulièrement prononcé à l'est de Saint-Valéry-en-Caux (Peuziat et al., 2022). Cette partie du littoral normand correspond à une côte à falaise constituée essentiellement de craies du Crétacé en cours d'érosion. Les courants de marée peuvent atteindre des vitesses de 2m/s. Les houles de nord-ouest sont dominantes.

Pour mieux comprendre l'origine de cet ensablement, une zone atelier de 10 km2, allongée le long du littoral, par 10 à 20 m de profondeur, a fait l'objet d'une campagne de prélèvement en avril 2023 (CAUXySTA). Cent-quinze échantillons sédimentaires ont été prélevés par benne Sipek avec un espacement de 250 m. Dans un premier temps, des analyses géochimiques (spectrométrie de fluorescence X) ont été effectuées sur sédiment total. Les résultats obtenus dépendent de la variabilité granulométrique des échantillons, ce qui permet d'obtenir des informations précieuses sur les conditions énergétiques du milieu et par exemple, de mettre en évidence la limite d'action houle / marée. Pour contourner ces variabilités granulométriques et se concentrer sur les aspects sources et dynamique sédimentaire dans l'espace géographique, nous avons sélectionné 45 échantillons représentatifs. Ces échantillons ont été séparés en 20 fractions granulométriques de 4 mm à < 50 µm. Chacune des fractions a ensuite été analysée par spectrométrie de fluorescence X (Méthodologie ELSA, EElemental composition of Sediment frActions). Des cartes interpolées par krigeage ont été élaborées pour chaque élément et fraction granulométrique en suivant la méthodologie GSTA (Geostatistical Sediment Trend Analysis) développée par Poizot et al., 2006 et Poizot et Méar, 2010.

Cette approche vise deux objectifs principaux : (1) localiser les sources d'origine des différents types de grains présents dans les échantillons, et (2) identifier la dynamique des stocks sédimentaires carbonatés. Le rapport Sr/Ca, déjà utilisé dans le cadre de la thèse de Bastien Peuziat (2022), a été très efficace pour atteindre ces objectifs. Il est indéniable que l'apport des falaises de craie dans ce secteur d'étude est significatif. Concentrées dans les fractions de sables fins à moyens, les particules de craie semblent suivre l'orientation des pentes bathymétriques abruptes à l'ouest du port de Saint-Valéry-en-Caux. En revanche, à l'est, des débris coquilliers subactuels plus grossiers remontent à la côte. La méthodologie ELSA fournit de nombreuses informations sur la grande variété des grains constituant le sédiment et leur variabilité géographique. Elle permet d'élaborer divers scénarios décrivant l'historique des mouvements des différentes particules en particulier carbonatées, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives de recherche dans le domaine de la dynamique sédimentaire côtière.

<footnote n="1">¹ LUSAC, Université de Caen Normandie, site de Cherbourg, CNAM</footnote>

<footnote n="2">² Intechmer, CNAM</footnote>
# Analyses de provenance par spectroscopie moyen-infrarouge dans un karst multi-étages (Montmaurin) : une approche innovante pour l'étude des sédiments en contexte archéologique

Coraline Fuchs<fnref n="1" />, Damien Ertlen<fnref n="1" />, Jean-Luc Ponche<fnref n="1" />, Christian Perrenoud<fnref n="2" />, Amélie Vialet<fnref n="2" />, Gilles Rixhon<fnref n="1" />, Martine Trautmann<fnref n="3" />, Sylvain Benarioumlil<fnref n="3" />, Claire Rambeau<fnref n="1" />

Contact : coraline.fuchs@gmail.com

Le système karstique de Montmaurin s'est développé dans des calcaires du Paléocène situés dans le piémont pyrénéen. Renommé depuis la découverte en 1949 d'une mandibule humaine maintenant attribuée à *Homo heidelbergensis* dans une diaclase appelée " La Niche ", le site fait l'objet d'un programme de recherche depuis 2018 dans le but de préciser la chronostratigraphie de son remplissage sédimentaire. Il s'agit d'un système karstique multi-étages, dont les plus anciennes occupations humaines sont estimées, par comparaison avec la mandibule de Mauer, à 600 ka (Wagner G.A. et al., 2010). A proximité immédiate de La Niche, la reprise de fouilles depuis 2020 dans la séquence sédimentaire épaisse de 7 mètres de la grotte de Coupe-Gorge a mis au jour plusieurs restes humains, une faune abondante et des pièces d'industrie lithique. Des cavités situées immédiatement au-dessus de La Niche et de Coupe-Gorge ont également livré des témoignages d'occupations par des carnivores et des groupes humains. Localement, des restes de remplissages et de planchers stalagmitiques suspendus témoignent de vidanges sédimentaires. Ainsi, la possibilité de mouvements latéraux et verticaux post-déposition des sédiments dans les cavités complique la compréhension des contextes sédimentaires et environnementaux.

Afin de retracer l'histoire sédimentaire du réseau karstique, cette étude mobilise la spectroscopie moyen-infrarouge, une approche précédemment utilisée en milieu fluvial pour déterminer la provenance de sédiments. Cette approche est ici testée pour la première fois en contexte karstique. Sept sources potentielles pour les sédiments remplissant les grottes ont été identifiées et prélevées dans le bassin versant, aboutissant à la création d'un référentiel de 311 échantillons. A ceci s'ajoutent une centaine de sédiments tests ainsi que des mélanges artificiellement créés à partir d'échantillons de source connue, en proportions variables (20%, 40%, 60%, 80%). Ces mélanges permettent de mieux comprendre le fonctionnement des attributions d'échantillons d'origine inconnue à l'une ou l'autre source par des analyses discriminantes, et à les nuancer. Les résultats sur les sédiments prélevés dans plusieurs grottes du réseau karstique révèlent des disparités dans l'origine du remplissage d'une cavité à l'autre, impliquant différents processus tels que des dépôts latéraux par des rivières ou des soutirages verticaux depuis la surface. La majorité des résultats suggère un mélange de différentes sources pour les sédiments, impliquant vraisemblablement plusieurs processus de remplissage.

## Référence

Wagner, G.A., Krbetschek, M., Degering, D., Bahain, J.-J., Shao, Q., Falgueres, C., Voinchet, P., Dolo, J.-M., Garcia, T., Rightmire, G.P., 2010. Radiometric dating of the type-site for *Homo heidelbergensis* at Mauer, Germany. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 19726–19730.

<footnote n="1">¹ UMR 7362 LIVE, Université de Strasbourg, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 7194 HNHP, Université de Perpignan Via Domitia, CNRS, MNHN</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 7063 ITES, Université de Strasbourg, CNRS</footnote>
# Un banc mécanique d'ouverture de carotte disponible à la reproduction en open source

Raphaël Gallet<fnref n="1" />, Fabien Arnaud<fnref n="1" />

Contact : fabien.arnaud@univ-savoie.fr

Avec l'amélioration des techniques de caractérisation, de nouvelles problématiques et l'envie d'aller plus loin, l'analyse de la carotte sédimentaire nécessite de la rigueur et de la propreté, notamment au moment de l'ouverture. Pour relever ce défi, nous avions besoin de développer un outil d'ouverture qui devait être i) conçu au maximum avec des pièces du commerce et ii) manuel pour s'affranchir des problèmes de prévention des risques professionnels, de visite périodique qui auraient été obligatoires avec une version électrique, pneumatique ou hydraulique. Cet outil devait être simple et robuste pour une utilisation sans contrainte. Le banc d'ouverture de carotte devait aussi relever un défi en termes de géométrie : i) pouvoir ouvrir des carottes de sédiments de 63mm et de 90mm de diamètre, ii) garantir la planéité des surfaces de chaque ½ section, en prévision de l'utilisation d'un outil d'analyses sur banc. L'ouverture ne devait pas contaminer latéralement et longitudinalement l'échantillon. Après de multiples essais, notamment en ce qui concerne les lames d'ouverture, ou encore la géométrie et le mode d'entrainement du chariot de découpe, nous sommes parvenus à une proposition de prototype qui est en fonction au laboratoire EDYTEM depuis 2 années et a permis d'ouvrir plusieurs dizaines de mètres de carottes. Dans cette communication, nous présentons le prototype dans son état actuel, en insistant sur les organes fonctionnels qui ont été les plus problématiques à concevoir. Nous proposons également des liens pour se procurer la documentation nécessaire à la reproduction de ce prototype.

<footnote n="1">¹ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>
# Variabilité des dynamiques fluviales depuis le Tardiglaciaire du bassin de la Somme : mise en place et évolution d'un système de tourbière alluviale alcaline

Chloé Garcia<fnref n="1" />, Boris Brasseur<fnref n="1" />, Jérémy Bacon<fnref n="2" />, Ségolène Saulnier Copard<fnref n="3" />, Fatima Mokadem<fnref n="3" />, Agnès Gauthier<fnref n="3" />, Lou-Anne Mathieu<fnref n="3" />, Dierk Michaelis<fnref n="4" />, Pierre Antoine⁶

Contact : garcia.chloe@u-picardie.fr

Le bassin de la Somme abrite un des plus vastes systèmes de tourbières alluviales alcalines d'Europe du Nord-Ouest. Ses séquences tourbeuses tardiglaciaires et holocènes pouvant atteindre 8 m d'épaisseur, possèdent un potentiel remarquable pour la reconstruction des paléoenvironnements. Les investigations de terrain, menées depuis 2021, basées sur la réalisation de deux transects stratigraphiques haute résolution (700 à 1100 m, 60 sondages chacun), couplées à la caractérisation pédosédimentaires et géochimiques des unités stratigraphiques, l'identification de pollens et macrorestes végétaux, et 50 datations radiocarbones permettent de proposer un schéma d'évolution du fond de vallée particulièrement robuste et détaillé. Complétée par la synthèse des données associés aux différents programmes de fouilles archéologiques depuis les années 1990, cette approche met en évidence la variabilité de la réponse des systèmes fluviatiles et tourbeux aux modifications environnementales d'origine climatiques et anthropiques.

A la suite de l'incision maximale de la vallée dans son substrat crayeux réalisée au début du dernier glaciaire, le fond de vallée est colmaté par une nappe de graviers (système de chenaux en tresse), dont l'épaisseur est plus importante à l'aval des principales confluences. Elle est couverte de limons calcaires à granules de craie de la fin du Pléniglaciaire, produit de la gélifraction. Un enrichissement en matière organique et une granulométrie plus fine sont enregistrés lors des oscillations du Bølling puis de l'Allerød. Cette évolution se marque localement par la formation de tourbe dans les chenaux abandonnés en haute vallée et dans l'affluent de la Selle. Dans la haute vallée, la péjoration climatique du Dryas récent se traduit par la mise en place d'un large chenal méandriforme avec bourrelet de débordement et colmatage limoneux carbonaté, alors qu'un système à plusieurs chenaux pourrait encore être en place en moyenne vallée. A la transition avec l'Holocène, après une phase d'incision, la dynamique de la Somme se réduit avec le développement de la végétation (évapotranspiration), et la stabilisation des versant par la formation de sols. Avec la réduction des débits, la formation de tourbe s'initie au fond du chenal du Dryas récent. Dans un environnement forestier et des conditions climatiques stables, les tourbières alluviales se développent, colmatant progressivement l'ensemble du fond de vallée jusqu'au milieu de l'Holocène. Les occupations Mésolithiques ont un impact très localisé et limité aux bordures de tourbière. Des tufs calcaires se forment dans la moyenne vallée de la Somme et certains affluents (Selle) dans des contextes multiples (chenal, confluence, barrages) et sur une large période du Mésolithique à l'Âge du bronze.

A partir du Néolithique, les dynamiques fluviales sont variables. Le développement de l'agriculture (6 000 BP) modifie les écoulements des plateaux vers les fonds de vallée (défrichage) avec une charge détritique importante (érosion des sols). En haute vallée, des chenaux plus dynamiques à colmatage limoneux se mettent en place, érodant une partie de la tourbe. Une baisse des niveaux de nappe est induite et provoque un arrêt de l'accumulation de la tourbe. A l'Âge du fer, suite à une hausse du niveau de la nappe dont l'origine pourrait être anthropique, l'accumulation de tourbe reprend avec une charge détritique, avant d'être couverte d'alluvions limoneuses organiques au Moyen-Age. En moyenne vallée, une partie des colluvions limoneuses est capturée dans les vallons adjacents, l'autre dans des chenaux à remplissages limoneux et/ou tufacés. Les tourbes les plus récentes conservées datent de la fin du Néolithique, seul le tuf calcaire fluviatile dont le sommet est attribué à l'Âge du fer est conservé. L'usage plus intensif de cette partie du bassin et l'exploitation de la tourbe comme combustible ont fortement impacté sa conservation et fait baisser le niveau de la nappe alluviale.

<footnote n="1">¹ UMR 7058 EDYSAN, Université de Picardie Jules Verne, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5023 LEHNA, ENTPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8591 LGP, Université Panthéon-Sorbonne, UPEC, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ Institut für Botanik und Landschaftökologie, Universität Greifswald (Allemagne)</footnote>
# The earthquake record of the middle strand of the North Anatolian Fault from the sediments of Lake Iznik (NW Türkiye)

Renaldo Gastineau<fnref n="1" />, Edward Duarte<fnref n="1" />, Pierre Sabatier<fnref n="1" />, Flavio Anselmetti<fnref n="2" />, Stefano Fabbri<fnref n="2" />, Serkan Gündüz<fnref n="3" />, Mustafa Şahin<fnref n="3" />, Julia de Sigoyer<fnref n="4" />

Contact : renaldo.gastineau@univ-savoie.fr

Lake Iznik is a tectonic lake bordered by the middle strand of the North Anatolian Fault (MNAF), ca. 40 km south of its main strand. In the past, its seismic activity has been discussed due to its quietness during the instrumental period (the last 150 years). Recent geophysical investigations, including multibeam bathymetric and 3.5 kHz seismic data surveys, have identified two active faults in Lake Iznik. Through coring campaigns, 14 short- (< 4 m) and three long- (max. 15 m) sediment cores were collected from both sides of the E-W Iznik Fault (IF), which runs close to Iznik city. Sedimentological and geochemical analyses indicate that over the last ca. 5 kyr BP, at least five earthquakes along the IF have occurred, which are dated back to 121 CE, 1065 CE, 538 BCE, 1755 BCE, and 2809 BCE, with the last two earthquakes coinciding with historically documented destructive earthquakes in the city. Our results suggest a constant activity through time and a possible return period of ca. 970 ± 235 yr. Paleoshorelines have been identified in a dense seismic grid surrounding IF, enabling estimation of a mean long-term horizontal slip rate of 2,1 ± 0,4 mm/yr. These new findings are significant to understand the contribution of this IF segment to the main fault system, which crosses densely populated areas and should be integrated into seismic hazard assessments.

<footnote n="1">¹ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² Oeschger Centre for Climate Change Research, University of Bern (Switzerland)</footnote>

<footnote n="3">³ Bursa Uludağ Üniversitesi (Turkey)</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>
# Human-initiated autocyclic delta failures

Renaldo Gastineau<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Stéphanie Girardclos<fnref n="3" />, Katrina Kremer<fnref n="1" />, Flavio Anselmetti<fnref n="1" />

Contact : renaldo.gastineau@univ-savoie.fr

River regulations have resulted in changes in the hydrology and particle budgets of fluvial systems. Many rivers have been significantly modified since the 19th century to control flood hazards, to gain land from swamp areas for agricultural purposes, and to stabilize river- and lake- levels to facilitate navigation. These dramatic changes of the river courses have impacted the sediment budgets and grain-size dissemination along the rivers as well as the sediment distribution at the delta mouths in the downstream lakes, which could lead to slope instabilities. Deposits of such catastrophic lacustrine mass movements caused by delta collapses have been for instance observed in Lake Brienz, where relatively thick (0.5 to 1.3 m) and voluminous (> 1 million m3) megaturbidites are stacked in the deep basin witnessing these processes. This study uses sediment cores and seismic data to reconstruct the megaturbidites' history in Lake Brienz. Data reveal that mass-movement deposits, originating from the Aare Delta, one of the two main inflows, have mean ages of 1853, 1905, 1942, and 1996 CE and that they were unprecedented in, at least, half a millennium. The fact that the numbers of floods and earthquakes have not changed radically over this time period implies that human impact is the most likely explanation for these failure events. Therefore, the recurrent delta collapses are attributed to the focused sediment accumulation at the front of the channelized inflow in the proximal delta region, caused by the modification of the Aare River through its straightening and channelization during the late 19th century. These findings indicate that river regulation can affect delta sedimentation, leading to autocyclic delta collapses. Those collapses, in turn, can potentially generate tsunami waves, representing an additional natural hazard for shoreline communities.

<footnote n="1">¹ Oeschger Centre for Climate Change Research, University of Bern (Switzerland)</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ Earth and Environmental Sciences, University of Geneva (Switzerland)</footnote>
# Retour d'expérience de la plateforme de voyage EDYTEM – carottage avec des profondeurs d'eau allant de 0,5 à 200 m

Renaldo Gastineau<fnref n="1" />, Pierre Sabatier<fnref n="1" />, Lydie Dussol<fnref n="2" />, Boris Vannière<fnref n="3" />,<fnref n="4" />,<fnref n="5" />,<fnref n="6" />, Michael Styllas<fnref n="1" />,<fnref n="7" />, Patrick Schläfi<fnref n="5" />,<fnref n="6" />, Willy Tinner<fnref n="5" />,<fnref n="6" />, Raphaël Gallet<fnref n="1" />, Emmanuel Malet<fnref n="1" />, Bernard Fanget<fnref n="1" />, Fabien Arnaud<fnref n="1" />

Contact : renaldo.gastineau@univ-savoie.fr

Cette présentation met en lumière les défis surmontés grâce à l'utilisation de la plateforme légère (130 kg) de carottage conçue au laboratoire EDYTEM, tout en abordant les limitations rencontrées sur le terrain. Cette plateforme en aluminium, montée sur deux rafts, est équipée d'un carottier Nesje permettant d'échantillonner des carottes de 6 à 8 mètres de long. Nous commencerons par le lac de Lachua, au Guatemala, où notre équipe internationale a extrait plus de 3 mètres de sédiments dans un lac d'une profondeur d'environ 200 mètres, situé dans une zone difficile d'accès. Ensuite, nous évoquerons l'utilisation de cette même plateforme en Grèce, où elle a été utilisée dans des environnements variés afin de prélever des carottes de 6 mètres, depuis des lagunes peu profondes (50 cm d'eau), jusqu'à des lacs d'altitude (2350 m) avec des profondeurs d'eau allant de 50 cm à 5 mètres. Nous aborderons enfin les ajustements techniques réalisés pour relever ces défis, tels que l'utilisation d'un treuil électrique ou l'acquisition de nouvelles cordes statiques.

<footnote n="1">¹ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² UMR 7264 CEPAM, Université Côte d'Azur, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 6249 Chrono-Environnement, Université de Franche-Comté, CNRS</footnote>

<footnote n="4">⁴ UAR 3124 MSHE, Université de Franche-Comté, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ Institute of Plant Sciences, University of Bern (Switzerland)</footnote>

<footnote n="6">⁶ Oeschger Centre for Climate Change Research, University of Bern (Switzerland)</footnote>

<footnote n="7">⁷ UMR 7154 IPGP, Université Paris-Cité, CNRS, CNES</footnote>
# Les deltas aptiens de plate-forme de l'île de Wight
(Royaume-Uni) : crues et marées-dominées, sans
influences de vagues

Panagiotis Giannenas<fnref n="1" />, Cécile Robin<fnref n="1" />, François Guillocheau<fnref n="1" />,
Benjamin Greselle<fnref n="2" />

Contact : [panagiotis-athanasios.giannenas@univ-rennes.fr](mailto:panagiotis-athanasios.giannenas@univ-rennes.fr)

L'Aptien est une période-clé de l'histoire de la Terre : 1) C'est une inondation marine majeure d'origine eustatique (Aptien basal) ; 2) C'est une déformation intraplaque contemporaine de la fermeture de la Téthys (Aptien ter- minal) ; 3) C'est deux évènements anoxiques (OAE 1a et 1b).

Pour comprendre l'importance de ces trois facteurs sur la sédimentation marine de plates-formes, nous avons repris l'étude d'affleurements classiques de l'Aptien, les sédiments de des " Lower Greensands " de l'île de Wight, sur trois coupes. La première étape, objet de cette présentation, fut d'établir un modèle de faciès précis de ces sédiments.

Trois grandes associations de faciès, ainsi que les éléments architecturaux associés (grâce à un relevé des falaises par drone) ont été caractérisés, correspondant chacun à trois systèmes sédimentaires différents. Ils s'enchainent en une tendance progradante de deuxième ordre :

Offshore inférieur.- Il s'agit d'argiles homolithiques riches en ammonites, déposées en domaine marin sous la limite d'action des vagues de tempêtes. L'absence de dépôts de crues, de glissements et d'injectites suggère qu'il ne s'agit pas de prodelta. L'OAE 1a, caractérisées géochimiquement dans l'île de Wight, ne se traduit pas des faciès anaérobies riches en matières organiques, ni même par des faciès disaérobies (terriers pyritisés).

Delta dominé par les crues.- Deux ensembles de faciès ont été définis : (a) Rampe de front de delta et barres d'embouchure. Ce sont des sables fins à grossiers riches en débris végétaux, le plus souvent bioturbés (association *Cruziana* à *Skolithos*) et à faunes marines benthiques. Ils présentent à l'échelle de plusieurs centaines de mètres des biseaux stratigraphiques frontaux (" downlaps ") : Il s'agit donc de clinoformes. Selon la granulométrie et le rapport sable/argile, trois domaines ont été identifiés. Le plus sableux et le plus grossier présente des évidences de litages obliques composés et des litages d'écoulements supercritiques (pseudo-HCS), caractéristiques de barres d'embouchure. (b) Baies interdistributaires. Il s'agit d'argiles silteuses à dépôts de crues, montrant une forte baisse de la biodiversité tant des faunes benthiques que des traces fossiles.

Delta dominé par la marée.- Deux ensembles de faciès ont été définis : (a) Barres d'estuaire interne. Ce sont des sables moyens à grossiers organisés en litages obliques composés constitués de mégarides tidales dépourvues de faunes benthiques et à rares terriers verticaux. (b) Baies semi-fermées. Il s'agit d'argiles silteuses plus ou moins bioturbées (associations monospécifiques à oligospécifiques) et de faciès hétérolithiques d'argiles et de sables à rides de courants s'écoulant vers l'est, soit vers le continent. En l'absence de critères de marées, ces faciès hétérolithiques sont interprétés comme des dépôts de surcote de tempêtes (*storm washover fans* distaux) dans un domaine semi-fermé en amont d'une barrière.

Le fait marquant est l'absence de delta dominé par les vagues, comme le prédit l'évolution du rapport Accommodation/Sédimentation durant un cycle stratigraphique : Le paroxysme de progradation est marqué par un delta dominé par les crues, la progradation-aggradation par un delta dominé par les vagues et l'aggradation-rétrogradation par un delta dominé par les marées. Les simulations climatiques réalisés par Neftex/Halliburton, et notamment les paléo-régimes de pression, indiquent que les vents venaient de l'ouest soit du domaine continental que constituait la Cornouaille britannique (Cornubia) et qui alimentait les deltas de l'île de Wight. La course du vent (*fetch*) nécessaire à la formation de vagues était insuffisante pour générer de la houle et donc un delta dominé par les vagues.

<footnote n="1">¹ UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Halliburton Landmark/Neftex Insights (UK)</footnote>
# Quantification des sources fluviales et marines à l'origine de la mise en place de la Langue de Barbarie (LDB – Sénégal) à partir d'une approche de géochimie sédimentaire émergente : ELSA

Gwendoline Grégoire<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Anne Murat<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Thierry Garlan<fnref n="3" />, Pierre Shute<fnref n="3" />, Carla Labarthe<fnref n="3" />, Régis Gallon<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Clément Frigola<fnref n="1" />, Yann Méar<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Timothé Nivet<fnref n="2" />, Maëlle Le Moal<fnref n="2" />

Contact : gwendoline.gregoire@lecnam.net

La Langue de Barbarie (LDB), située au large de la ville de Saint-Louis-du-Sénégal, est l'une des flèches sableuses les plus mobiles au monde (1,5 m de croissance/jour) (Garlan et al. 2023). Pour comprendre sa construction, il est crucial de définir l'origine (continentale ou marine) des sédiments et d'en localiser les sources. Une méthodologie émergente (Elemental composition of Sediment frActions - ELSA) basée sur l'analyse géochimique élémentaire de chaque classe de grains de sédiments a été appliquée. Pour chaque fraction granulométrique, différents marqueurs géochimiques ont été utilisés et ont permis de définir des end-members : Zr/Ti pour les fractions fines (100-160 µm microns) riches en minéraux lourds, Si/Zr pour les fractions moyennes (200-315 µm) dominées par le quartz, et Ca pour les fractions grossières (400-630 µm) qui caractérise les apports de coquilles marines. A partir des end-members, il est possible de calculer les proportions des sources continentales et marines pour les sédiments de chacune des stations d'échantillonnage (7 sur la LDB et 5 dites de " référence " localisées dans le fleuve Sénégal, les déserts et littoraux proximaux). Notre étude propose une séquence de construction et d'évolution de la flèche en trois phases. (1) La phase initiale (construction de la pointe) est dominée par les apports fluviaux. (2) La deuxième est le résultat de l'action conjointe du fleuve et de l'amplification des apports marins et de la dérive littorale. (3) La dernière et troisième phase (maturation) est largement dominée par la dérive littorale liée à des houles obliques fréquentes et fortes.

## Référence

Garlan, T., Bergsma, E., Gregoire, G., Taveneau, A., Sadio, M., Sy, B., Murat, A., Krieche, R. and Almar, R., 2023. characteristics of the origin and dynamics of sediments of a sand-spit with an exceptional dynamics: Langue de Barbarie (Saint-Louis Senegal). In Coastal Sediments 2023: The Proceedings of the Coastal Sediments 2023: 978-994.

<footnote n="1">¹ EA 4253 LUSAC, Université Caen Normandie, site de Cherbourg</footnote>

<footnote n="2">² Intechmer, CNAM</footnote>

<footnote n="3">³ Département de géologie marine, SHOM</footnote>
# Characterization of volcanic degassing in a lacustrine system from integrated temporal record of carbonate isotopic signals and C cycle modeling

Robin Havas<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Karim Benzerara<fnref n="3" />, Rosaluz Tavera<fnref n="4" />, Vladimir Bettencourt<fnref n="4" />, Elodie Muller<fnref n="5" />, Didier Jézéquel<fnref n="6" />, Christophe Thomazo<fnref n="7" />,<fnref n="1" />

Contact: robin.havas@u-bordeaux.fr

Carbonated sediments and their geochemical record represent among the most widely used archives for paleoenvironmental reconstructions. Continental carbonates, and in particular their signatures in C and O isotopes, have been studied to reconstruct both long-lasting trends (e.g., basin's evaporation, paleotemperatures) and dramatic events (e.g. flooding, volcanic eruptions). Notably, the influence of volcanic activity (as volcanic degassing into continental waters such as lakes and aquifers) can be targeted using specific signals of C stable or radioactive isotopes. However, such signatures can be obscured by other environmental processes and detailed modeling may be required to quantify them. Here, we generated a dynamic box model reconstructing the dissolved inorganic C (DIC) and water O isotope compositions (d13C and d18O) in a maar crater lake from Mexico (Alchichica) over the last 60 years, and in which events of volcanic degassing have been empirically reported, but debated. We constrain our model results using the d13C and d18O values of carbonates from a sediment core sampled at the center of Lake Alchichica. Considering the different sources and sinks of C and O to the lake (and their respective isotope signatures), and climatic parameter variations (e.g., temperature, precipitation, evaporation) over the studied period, we demonstrate that a volcanic source of inorganic carbon degassing into the lake is necessary to match the current DIC isotope composition and its concentration in the lake. This integrated modeling approach allows constraining the C and hydrological cycle of the lake in detail, and unveils an ongoing volcanic degassing process, whereas the discrete measurement of 14C and 13C signatures, and more generally of chemical variables like pH, cannot allow for a definitive conclusion. The model explains well both C and O isotopic temporal variations within the lake sedimentary carbonate record. Applied to ancient sediments, it may prove useful for the recognition and characterization of paleoevents, for example in reconstructing the dynamic and timing of return to normal after a volcanic event.

<footnote n="1">¹ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 7590 IMPMC, Université Paris-Sorbonne, CNRS, MNHN</footnote>

<footnote n="4">⁴ Departamento de Ecología y Recursos Naturales, Universidad Nacional Autónoma de México (Mexico)</footnote>

<footnote n="5">⁵ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>

<footnote n="6">⁶ UMR 7154 IPGP, Université Paris-Cité, CNRS, CNES</footnote>

<footnote n="7">⁷ Institut Universitaire de France</footnote>
# Untangling the primary biotic and abiotic drivers of modern microbialite formation using oxygen, inorganic and organic carbon isotope signals

Robin Havas<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Christophe Thomazo<fnref n="3" />,<fnref n="1" />, Jeanne Caumartin<fnref n="4" />,<fnref n="5" />, Miguel Iniesto<fnref n="5" />, Hugo Bert<fnref n="6" />, Didier Jézéquel<fnref n="7" />, Rosaluz Tavera<fnref n="8" />, David Moreira<fnref n="5" />, Bettencourt Vladimmir<fnref n="8" />, Purifcacion Lopez-Garcia<fnref n="5" />, Karim Benzerara<fnref n="4" />

Contact: robin.havas@u-bordeaux.fr

Microbialites are organo-sedimentary structures formed throughout most of Earth history, over a wide range of geological contexts, and under a multitude of environmental conditions affecting their composition. The carbon and oxygen isotope records have been used as a widespread tool for paleoenvironmental and paleoecological reconstructions. However, the multiplicity of factors that influence microbialites formation is not always properly distinguished in their isotopic record, in both ancient and modern settings. It is therefore crucial to refine our understanding of the processes controlling microbialites isotopic signal. Here, we analyzed the carbon and oxygen isotope compositions from bulk and micro-drilled carbonates as well as bulk organic carbon isotope compositions in microbialites from four Mexican volcanic crater lakes of increasing alkalinity. The survey of four lakes allows comparing microbialite formation processes and their geochemical record within distinct physico-chemical contexts. The geochemical analyses were performed in parallel to petrographic and mineralogical characterization and interpreted in light of known microbial community composition for microbialites of the same lakes. Combining these data, we show that the potential for isotopic biosignature preservation in the microbialite carbonates primarily depends on physico-chemical conditions. Carbon isotope biosignatures pointing to autotrophy-dominated carbonatogenesis are preserved in the lowest alkalinity lakes. By contrast, higher alkalinity lakes, where microbialites are more massive, favor carbonate precipitation in isotopic equilibrium with the lake water, with secondary influence of heterotrophic organic carbon degradation. From these results, we suggest that microbialite carbonate C isotope records can be interpreted as the balance between the microbialite net primary productivity and the amount of precipitation that relates to physico-chemical forcing. The signals of microbialite oxygen isotope compositions highlight a lack of understanding in the oxygen isotope records of relatively rare carbonate phases such as hydromagnesite, but we show that these signals are primarily influenced by the basins' hydrology. Bulk organic carbon isotopic signatures are consistent with a photosynthesis-dominated primary production but only allow for a first-order description of the microbial community. Overall, both carbon and oxygen isotopic signals may record a mixture of different local/global and biotic/abiotic phenomena, making microbialites intricate archives of their growth environment, which should thus be interpreted with caution and in the light of their surrounding sediments.

<footnote n="1">¹ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ Institut Universitaire de France</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 7590 IMPMC, Université Paris-Sorbonne, CNRS, MNHN</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 8079 ESE, Université Paris-Saclay, AgroParisTech</footnote>

<footnote n="6">⁶ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>

<footnote n="7">⁷ UMR 7154 IPGP, Université Paris-Cité, CNRS, CNES</footnote>

<footnote n="8">⁸ Departamento de Ecología y Recursos Naturales, Universidad Nacional Autónoma de México (Mexico)</footnote>
# The effect of scattered facies distribution on apparent stratigraphic disorder in low gradient paralic systems

Victor Hême de Lacotte<fnref n="1" />, Stuart Clarke<fnref n="1" />, Briony Bowler<fnref n="1" />, Chester Davies<fnref n="1" />, Douglas Sprinkel<fnref n="2" />

Contact: v.j.p.heme.de.lacotte@keele.ac.uk

Modern tidal flat environments show complex morphodynamic characteristics driven by a large spectrum of autogenic controls. Future predictions of global sea-level rise led to active research focusing on the sedimentary response of low-gradient systems to larger-scale allogenic forcing but our comprehension of their expression in the rock record is challenged by the strong autogenic overprint potential of such systems. Understanding plan-view geomorphological complexities inherent to the erratic nature of tidal flats is crucial to discriminate preserved allocyclic patterns from autogenic noise in their equivalent stratigraphic successions.

The mixed carbonate-siliciclastic tidal succession of the middle Jurassic Carmel Formation (San Rafael Group) exposed in southeastern Utah, USA is associated with a low-gradient shallow marine to sabkha sedimentary system deposited along the shore of the Sundance Sea, a restricted epicontinental seaway flooding the Idaho-Utah Trough in a N-S trend and bordered by the contemporaneous aeolian deposits of the Page Sandstone. Modern tidal sediments of the Adair Bay, Mexico are inspected to document spatial distribution complexities of systems analogous to the preserved strata of the Carmel Formation.

Deposits of the Carmel formation are characterised by high facies diversity (cf. Poster 1) arranged in an apparent stratigraphic disorder which is thought to be governed by a combination of autogenic processes controlling the spatial distribution of sediments at a high-resolution. Cartography of the corresponding facies associations of Adair Bay based on satellite imagery highlights a scattered and disconnected distribution of coexisting sedimentary facies within tidal system tract belts due to the near null depositional slope characteristic of such paralic systems. Similarly to tidal resonance stratigraphic overprint, high resolution facies scattering on low gradient slope coastal environments should be accounted for when interpreting preserved strata of such kind. Linking the stratigraphic record of tidal flats to plan-view sedimentary processes can help predicting the sedimentary response of their modern equivalents to base-level changes in vulnerable urbanised coastal plains.

<footnote n="1">¹ Keele University (UK)</footnote>

<footnote n="2">² Utah Geological Survey (USA)</footnote>
# Facies diversity of a mixed carbonate-siliciclastic arid tidal flat: insights from the middle Jurassic Carmel Formation, Utah, USA

Victor Hême de Lacotte<fnref n="1" />, Stuart Clarke<fnref n="1" />, Briony Bowler<fnref n="1" />, Chester Davies<fnref n="1" />, Douglas Sprinkel<fnref n="2" />

Contact: v.j.p.heme.de.lacotte@keele.ac.uk

Ancient aeolian deposits are considered as potential 'deep saline aquifer' targets for Carbon sequestration. In such scenarios, reservoir sealing relies upon the stratigraphical and sedimentological relationships between aeolian sediments and those deposited by the surrounding contemporaneous systems. By documenting the record of marginal tidal environments bordering coastal aeolian systems, this work aims to investigate the facies diversity, depositional processes and inherited stratigraphical heterogeneities for lateral aeolian reservoir seals. Ultimately, this work will produce a generalised model for mixed carbonate-siliciclastic arid tidal flat environments. This study is the result of extensive fieldwork focusing on the facies distribution and the stratigraphical arrangement of a middle Jurassic shallow marine succession outcropping along the Colorado Plateau, USA. Regional-scale sedimentary logging has been conducted through the tidally-dominated units of the Carmel Formation (San Rafael Group) deposited during a full transgression-regression sequence of a restricted epicontinental seaway incursion - Sundance Sea - along the Utah-Idaho Trough structural low. Detailed facies analysis of 25 sections enabled basin-scale correlations across several hundred kilometres and identification of key sedimentary architectures for arid tidal flats.

Results show sedimentary signatures of intricate coastal driving forces with variable relative influences of swell and tide as well as the coexistence of locally produced carbonate grains and externally sourced siliciclastic material. Subtidal deposits include bioclastic-rich oolitic tidal bars, wave-dominated shoreface to foreshore transitions and tidal channel fills. Intertidal deposits comprise a mixture of purely siliciclastic and mixed carbonate-siliciclastic heterolithic flats bordered by microbial mats in the upper intertidal zone. Evaporitic sabkha units and regularly flooded aeolian dunes are observed in the supratidal zone. Although two shallowing upward parasequences are observed on a regional scale, correlating facies associations between sections remain challenging due to strong autogenic signal overprints (cf. Poster 2). The work illustrates the importance of considering complex facies heterogeneities at aeolian margins for evaluating stratigraphical sealing of deep saline aquifer targets for CO2 sequestration.

<footnote n="1">¹ Keele University (UK)</footnote>

<footnote n="2">² Utah Geological Survey (USA)</footnote>
# Les amibes à thèque : témoins des changements environnementaux de l'Holocène

Marina Hennion<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Nathalie Fagel<fnref n="1" />, Mona Court-Picon<fnref n="2" />

Contact : mhennion@uliege.be

L'Holocène, qui débute il y a environ 11 700 ans cal BP, a été marqué par plusieurs événements climatiques majeurs (e.g. 8,2 ka, 4,2 ka), ainsi que par une influence croissante des activités humaines sur les écosystèmes. Il est essentiel de caractériser ces changements environnementaux aux échelles locale, régionale et globale afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents qui les gouvernent.

Le projet ANTHROPEAT repose sur l'étude d'une séquence sédimentaire provenant de la tourbière du Grand Passage, située sur le Plateau des Tailles (Houffalize, Ardennes belges). Grâce à leurs conditions spécifiques (humidité, acidité) et à leur forte accumulation d'éléments organiques, les tourbières assurent une excellente conservation des marqueurs environnementaux, constituant ainsi des archives inestimables pour les reconstitutions des environnements et climats passés.

Parmi ces marqueurs terrestres, les amibes à thèque (eucaryotes unicellulaires) voient la répartition de leurs communautés régie par les conditions environnementales dans lesquelles elles évoluent. Dans le cadre du projet, les communautés d'amibes à thèque ont été analysées à la fois dans les échantillons de surface à des fins de calibration et dans les séiments tourbeux anciens couvrant environ 8 000 ans d'histoire. L'étude des amibes à thèque, encore peu développée dans l'ouest de l'Europe et quasi inexistante en Belgique, viendra enrichir et préciser localement les reconstitutions paléo-environnementales principalement basées sur les données palynologiques. Les premiers résultats montrent une diversité des amibes à thèque selon les substrats échantillonnés et en fonction de la profondeur, et donc de l'âge, de la séquence sédimentaire, reflétant ainsi une évolution spatio-temporelle des communautés. Ces changements peuvent résulter de fluctuations environnementales, tant locales que globales, induites par la variabilité climatique à l'échelle de l'Holocène et/ou par les activités humaines. Ces données seront comparées aux autres marqueurs paléo-environnementaux étudiés dans la tourbière (pollen et spores, diatomées, sédimentologie, géochimie) afin d'aboutir à une modélisation des paysages. L'objectif final du projet est de produire une image à haute résolution temporelle de l'évolution des milieux, des variations climatiques et de l'impact de l'activité humaine en Belgique au cours de l'Holocène.

<footnote n="1">¹ UR Géologie, Université de Liège</footnote>

<footnote n="2">² Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique</footnote>
# Systèmes hydrographiques d'environnements anthropiques. Etude des eaux de surface autour de trois terrils issus de l'exploitation du charbon dans le département du Nord (France)

Annette Hofmann<fnref n="1" />, Emily Lloret<fnref n="2" />, Franck Bourdelle<fnref n="3" />, Yensinga Bafounga<fnref n="2" />, Jérôme Dibongui Di-Djiembi<fnref n="1" />

Contact : annette.hofmann@univ-lille.fr

Le paysage du nord de la France est marqué par la présence de 225 terrils miniers (initialement 330), petites montagnes constituées de roches stériles concassées, entreposées lors de l'exploitation du charbon dans le " bassin minier " entre 1720 et 1990. Des millions de m3 de schistes d'âge carbonifère, provenant de galeries jusque 1200 m de profondeur, ont été stockés à l'air libre au contact de l'atmosphère et de la biosphère. Montagnes brutes et instables, elles ont pour partie servi de matière première de granulat dans la construction. Bien que certains terrils aient été exploités – leur matériau servant alors de matière première dans la construction (granulat, sous-couche routière, brique) – nombre d'entre-eux ont été préservés, voire protégés, et sont à la base du développement d'écosystèmes nouveaux et uniques dans la région. La plupart bénéficient actuellement d'une forme de protection du milieu, notamment via un classement au patrimoine mondial de l'Unesco depuis 2012.

Ces écosystèmes nouveaux s'accompagnent de systèmes hydrographiques nouveaux. En effet, les terrils – avec leur matériau instable à granulométrie hétérogène engendrant porosité – ont généré des systèmes hydriques spécifiques, surimposés à ceux qui existaient préalablement en surface et en sous-sol. Sur la base d'analyses chimiques des eaux de mares, d'étangs ou de lacs situés en pied de terril, nous distinguons différentes masses d'eau et esquissons la circulation des eaux pour une sélection de trois terrils du département du Nord (terrils d'Ostricourt, de Sabatier Nord à Raismes et de Ledoux-Lavoir à Condé-sur-l'Escaut), situés sur des substratums géologiques différents et soumis à différents modes de gestion du paysage.

Les paramètres physicochimiques des eaux et des analyses élémentaires de métaux permettent de distinguer les eaux de pluie captées et accumulées au sein du relief nouveau, les eaux d'infiltration, percolant au travers du terril et ressurgissant à sa base, les eaux de ruissellement ainsi que les eaux mixtes, recevant des eaux traitées humaines. A partir de ces résultats, nous présenterons une ébauche de carte chimique des eaux de surface autour des trois terrils sélectionnés.

<footnote n="1">¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">² ULR 4515 LGCgE, Université de Lille, Junia, IMT Nord Europe, Université d'Artois</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire Géosciences et Environnement, Cergy Paris Université</footnote>
# Etude préliminaire d'un système turbiditique sableux sur la marge du Tavignano, Corse.

Lucie Hognon¹, Thierry Mulder¹, Elodie Marchès², Gwenaël Jouet³, Hervé Gillet¹, Thibault Cavailhes¹

¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS

² Département de géologie marine, SHOM

³ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER

Contact : lucie.hognon@hotmail.fr

Les liens entre les caractéristiques physiques et les propriétés acoustiques (porosité, rugosité, densité, vitesse d'atténuation des ondes) dans les sédiments sous-marins sont encore peu étudiés à ce jour, surtout sous le fond marin. Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet AMETISTE (Approche Multidisciplinaire de l'Étude de l'Impact du Sous-sol par Transfert d'Échelle) et présente les travaux menés à partir de données collectées lors de la mission océanographique AMETISTE2022 du SHOM sur la marge est-Corse. L'objectif principal est d'améliorer la caractérisation et la modélisation géo-acoustique des sédiments marins à grande profondeur (plusieurs centaines de m) sur la pente continentale et dans le bassin, en intégrant les architectures sédimentaires et leur évolution spatio-temporelle. Les premiers résultats présentent une interprétation préliminaire des données bathymétriques et sismiques. La marge est-corse constitue une zone d'intérêt particulier par la présence d'édifices sédimentaires de nature et de taille variables, notamment des systèmes turbiditiques profonds à différents stades de maturité. Certains ont déjà fait l'objet d'études, en particulier sur la marge du Golo (Gervais, 2002). Les données sont focalisées sur la marge du Tavignano située plus au sud. Les cartes bathymétriques préliminaires révèlent la présence de plusieurs systèmes d'incision orientés Ouest-Est. Parmi eux, les quatre plus longs (20 et 30 km) sont des canyons. Du Nord au Sud on trouve les canyons San Giuliano, Bravona, Aleria et Tavignano. Deux systèmes moins longs (3 et 6 km) correspondent à des ravines. En outre, les cartes mettent en évidence une zone de glissement située au nord ainsi qu'une autre située au sud de notre zone d'étude ainsi que de nombreuses pockmarks de tailles très variées, situées à proximité de ces glissements et sur les bords des chenaux et des paléo-chenaux. En complément des cartes de morpho-bathymétrie, les données de réflectivité acoustique permettront de détailler la nature des dépôts et des figures sédimentaires au sein de ces grands systèmes. Les 11 carottes sédimentaires (de 13 à 32 m) prélevées fourniront des informations à haute résolution sur l'impact des variations lithologiques sur les propriétés physiques des sédiments et, par conséquent, sur leurs propriétés géo-acoustiques afin de calibrer les modèles. L'analyse stratigraphique de ces carottes permettra de caler la partie supérieure des profils sismiques et d'évaluer les variations dans les apports sédimentaires au cours du Quaternaire. Parallèlement, l'analyse préliminaire des 23 profils sismiques (identification des discontinuités et des unités sismiques) a permis d'élaborer une première interprétation des géométries. Différentes phases d'érosion et de remplissage des chenaux ont été observées. Les chenaux les plus récents apparaissent moins larges que les anciens systèmes enfouis. La position des paléo-chenaux et des chenaux suggèrent des migrations au cours du temps. Des terrasses et des levées emboîtées sont également visibles dans la partie supérieure de leurs flancs. Des clinoformes témoignent de périodes avec une alimentation latérale. Une étude approfondie de ces profils permettra, par la suite, de préciser la stratigraphie sismique de la région, et d'élaborer des cartes isochrones et isopaques. Enfin, des analyses de vitesses seront effectuées à l'aide du programme *vel_analysis*, afin de quantifier les vitesses de propagation des ondes dans les différentes unités sédimentaires. Les résultats obtenus permettront d'examiner le comportement des ondes dans des environnements turbiditiques profonds, offrant ainsi une meilleure compréhension de leur propagation à travers les différents éléments architecturaux du système (chenal, levée, lobe...). Ces résultats seront intégrés dans les modèles de propagation acoustique du SHOM afin d'en améliorer les prévisions. Les résultats contribueront également à améliorer notre compréhension des systèmes sédimentaires de la marge du Tavignano, en particulier leur architecture, leur formation, leur évolution (spatiale et temporelle), et la nature des sédiments.
# Impact of seasonal variation in oxygen concentration in the water column on surface sediment biogeochemistry and fluxes at the water-sediment interface in small eutrophicated Mediterranean lagoons

Louison Huchet<fnref n="1" />, Julie Regis<fnref n="1" />, Capucine Camin<fnref n="2" />, Isabelle Techer<fnref n="1" />, Sylvain Rigaud<fnref n="1" />

Contact : louison.huchet@unimes.fr

Mediterranean lagoons, like many coastal, productive aquatic ecosystems, are increasingly affected by deoxygenation events, resulting in extreme seasonal fluctuations in oxygen concentrations. Oxygen, as a key variable in numerous biogeochemical cycles and in the dynamics of biotic communities, plays a crucial role in sediment biogeochemistry, particularly influencing processes at the water-sediment interface and related chemical transfers. However, the impacts of oxygen variations on nutrients and contaminants fluxes at the water-sediment interface are still poorly understood, limiting our understanding of the role of sediment in the chemical and ecological degradation of these ecosystems.

This study focuses on two Mediterranean lagoons, the Prévost and Bolmon lagoons, which are severely degraded by eutrophication according to the Water Framework Directive. These lagoons exhibit distinct characteristics (trophic regime, salinity, hydrodynamics) leading to different temporal and amplitude oxygen variations. In order to better understand the potential contribution of sediment to nutrient and chemical inputs to the water column, we investigated the biogeochemical functioning of the benthic compartment on a seasonal basis. For each sampling campaign, we measured vertical profiles of key chemical components in the dissolved (i.e., oxygen, nutrients, metals) and particulate (total and reducible fraction, total organic C and N) phases at the sediment-water interface. This allowed us to characterize seasonal variations in the dominant biogeochemical reactions in surface sediment and the intensity and direction of diffusive fluxes. These results will provide insights into the influence of seasonal oxygen dynamics in the water column on the zonation of biogeochemical processes and the associated diffusive fluxes at the water-sediment interface, and will provide a first estimate of the role of sediment as a non-point source of nutrients and selected trace elements for these coastal ecosystems.

<footnote n="1">1 EA 7352 CHROME, Université de Nîmes</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5566 LEGOS, Université Paul Sabatier Toulouse 3, CNRS, IRD, CNES</footnote>
# Distribution de composés organiques dans le continuum eau/sédiment d'interface de l'étang de la Beulie (SNO Observil, Loiret, France)

Amélie Humbrecht<fnref n="1" />, Anaëlle Simonneau<fnref n="1" />, Thomas Thiebault<fnref n="2" />, Claude Lemilbeau<fnref n="1" />, Nicolas Freslon<fnref n="1" />, Vincent Milesi<fnref n="1" />, Gauthier Bernier-Turpin<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Gildas Ratié<fnref n="4" />, Lydie Le Forestier<fnref n="1" />

Contact : amelie.humbrecht@cnrs-orleans.fr

La matière organique (MO) est largement étudiée pour sa capacité à complexer des contaminants organiques. Cette complexation est régie par le type de contaminants mais aussi par l'origine, la qualité et le degré de dégradation de la MO dépendant des conditions physico-chimiques du milieu (pH, température, potentiel d'oxydo-réduction). L'évolution diagenétique de la MO accumulée dans les zones de rétention telles qu'un étang peut ainsi jouer sur son aptitude à complexer les contaminants, contrôlant leur mobilité. Le carbone organique (CO) est transporté par les cours d'eau sous trois principales formes (dissoute, colloïdale, particulière). Actuellement, identifier la phase organique porteuse des contaminants et sa réactivité durant la diagénèse précoce reste un verrou majeur pour évaluer le transfert des contaminants et la réversibilité des processus de complexation.

Le bassin versant de l'Égoutier (Semoy, Loiret, France) est drainé par l'étang de la Beulie où s'accumulent des sédiments depuis 250 ans. Situé en aval de deux stations d'épuration, ces sédiments enregistrent des contaminations en produits pharmaceutiques (PP) (Ledieu et al., 2021), de façon hétérogène à l'échelle spatiale de l'étang (Humbrecht et al., in prep). L'objectif du présent travail est donc de discuter la granulochimie des PP dans le continuum eau/sédiment à l'échelle du bassin et d'évaluer la réversibilité du piégeage de PP.

Trois zones (Z1, Z2 et Z3) ont été délimitées d'amont en aval de l'étang comme étant représentatives de modes de dépôt sédimentaire et de concentrations en PP différents. Des prélèvements d'eau et de sédiments d'interface y ont été réalisés en septembre 2023. Les sédiments ont été tamisés à l'eau ultra-pure afin de les subdiviser en 5 fractions granulométriques. Le CO dissous (COD) a été mesuré par TOC-L et le CO total (COT) par Pyrolyse Rock-Eval. Les PP ont été quantifiés par LC-MS. Les teneurs en COD dans les 3 eaux d'interface sont homogènes à l'échelle de l'étang (~8, 2mg.l⁻<fnref n="1" />), tout comme la teneur en COT particulière (11,5±0,4%). Malgré cette homogénéité apparente, les analyses de COT par fraction granulométrique montrent qu'en partie amont, située dans le delta, la teneur en COT atteint 17% dans la fraction grossière (x supérieur à 1000µm ; contre 2% dans le reste de l'étang), tandis que 91% de ce COT sont concentrés dans la fraction inférieure à 63µm (fraction fine) en parties médiane et aval de l'étang. Les PP sont également répartis de façon homogène dans la colonne d'eau à l'échelle de l'étang, les PP neutres ayant cependant des concentrations plus importantes ((tramadol)~42ng.l⁻<fnref n="1" />; (oxazépam)~880ng.l⁻<fnref n="1" />). Par ailleurs, les résultats obtenus pour Z1 montrent que les PP cationiques sont essentiellement concentrés dans la fraction fine ((tramadol), fraction totale=8 ng.g⁻<fnref n="1" /> ; fraction fine=45 ng.g⁻<fnref n="1" />) tandis que les PP neutres s'avèrent plus concentrés dans la fraction totale ((oxazépam), fraction totale=130 ng.g⁻<fnref n="1" /> VS fraction fine=80ng.g⁻<fnref n="1" />).

Le degré d'oxydation moyen du carbone de la MO, calculé à partir de sa composition chimique (LaRowe and Van Cappellen, 2011), diminue d'amont en aval de l'étang, en cohérence avec les données physico-chimiques de la colonne d'eau qui montrent une diminution abrupte de l'oxygène dissous à l'approche de l'interface eau/sédiment en Z2 et Z3. Ces résultats sont compatibles avec un contrôle thermodynamique par les conditions d'oxydoréduction de la préservation de la matière organique, comme mis en évidence dans des plaines d'inondations (Boye et al., 2017). L'ensemble des résultats obtenus suggèrent une affinité plus importante des PP cationiques pour les fractions granulométriques " fines ", constituées de MO plutôt réduite, tandis que l'adsorption des PP neutres est moins dépendante de la granulométrie mais se fait préférentiellement sur la MO oxydée. Bien que le rôle des groupes fonctionnels de la MO reste à déterminer, ces résultats suggèrent que sa préservation sélective en fonction des conditions physico-chimiques du milieu pourrait jouer un rôle sur le piégeage des contaminants et sa réversibilité dans les environnements de surface.

## Références

Ledieu et al., (2021). Chemosphere, 279, 130385.

LaRowe & Van Cappellen, (2011). Geochimica et Cosmochimica Acta, 75 (8), 2030-2042.

Boye et al., (2017). Nature Geoscience, 10 (6), 415-419. Humbrecht et al., (in prep). To be submitted in Chemosphere.

<footnote n="1">¹ UMR 7327 ISTO, Université d'Orléans, CNRS, BRGM</footnote>

<footnote n="2">² UMR 7619 METIS, Université Paris-Sorbonne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="3">³ LEESU, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne, École des Ponts ParisTech</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 6112 LPG, Le Mans Université, Nantes Université, Université d'Angers, CNRS</footnote>
# Révision du potentiel géothermique profond en France : mise en place d'un workflow novateur pour l'exploration

Benoît Issautier¹, Aurélien Bordenave¹, Laurent Beccaletto¹, Alexandre Stopin¹, Virginie Hamm¹

¹ BRGM, Orléans

Contact : b.issautier@brgm.fr

L'évaluation du potentiel d'un réservoir géothermique est aujourd'hui cruciale dans les phases exploratoires nationales, afin de limiter les risques et d'aider les pouvoirs publics à orienter les décisions de développement des filières. Bien que les approches d'évaluation des capacités réservoirs soient bien maîtrisées à l'échelle 'champs', elles restent incertaines à l'échelle des bassins. Cette incertitude provient de l'inadéquation entre les données disponibles, leur distribution spatiale et les prédictions associées. Pour répondre aux besoins des décideurs, notamment dans des zones étendues et peu documentées, il est essentiel de développer de nouvelles méthodologies permettant de prédire la favorabilité des réservoirs tout en réduisant les incertitudes. Ces méthodes pourront ainsi identifier les zones optimales pour la géothermie, quantifier les résultats et minimiser les risques pour les investisseurs.

Mandaté par la Direction Générale de l'Énergie et du Climat (DGEC), le BRGM a entrepris une réévaluation du potentiel géothermique des bassins sédimentaires français en s'appuyant sur des données historiques. Ce programme se base sur l'utilisation des données sismiques et des puits existants, ainsi que sur le retraitement de nouvelles lignes sismiques, incluant une analyse quantitative pour certaines d'entre elles (Beccaletto et al., 2024). La première phase de ce vaste programme a consisté à développer une preuve de concept. Le BRGM a ainsi proposé une nouvelle méthodologie exploratoire, à partir de données anciennes, disparates et inégalement réparties à l'échelle d'un département, afin de caractériser les capacités de trois réservoirs cibles destinés à la géothermie profonde.

Le workflow développé comporte plusieurs étapes : (i) analyser, créer et synthétiser des modèles de faciès par réservoirs à partir des puits existants (diographies et carottes), (ii) reconstituer la structure et la géométrie des réservoirs, (iii) identifier les structures pouvant créer de la porosité, et (iv) intégrer ces informations dans des cartes prédictives de favorabilité des réservoirs.

Les profils sismiques retraités permettent de déterminer la structure des réservoirs et de proposer un modèle structural révisé pour chaque réservoir cible. La présence de failles et de plis est alors interprétée comme un facteur clé pour la génération de porosité fissurale, susceptible de créer ou d'améliorer le potentiel de réservoir en fonction des faciès impactés.

L'analyse des données de puits, corrélée par stratigraphie séquentielle, permet de retracer l'évolution des environnements de dépôt et de spatialiser les faciès réservoirs. Des simulations stochastiques, basées sur ces données, sont ensuite réalisées pour chaque réservoir. Le traitement statistique de ces simulations permet de quantifier l'incertitude liée à la probabilité de rencontrer des corps réservoirs à différents points du bassin.

Enfin, le couplage des modèles numériques avec la révision du schéma structural permet de mieux définir le potentiel réservoir, notamment autour des zones de failles où la fracturation peut engendrer une porosité significative, même dans des lithologies compactes. L'intégration des profils sismiques traités quantitativement complète cette approche, en permettant d'identifier et de dimensionner les corps poreux potentiels.

Le développement de ce workflow permet donc de réexaminer un jeu de données historiques en proposant une approche intégrée et quantifiée pour évaluer la favorabilité des réservoirs géothermiques profonds. Cette méthodologie pourra également être adaptée à d'autres besoins d'exploration, comme le stockage géologique du CO2, par exemple.
# Influence de l'héritage tectono-thermique du rifting Pyrénéeo-Aquitain (Crétacé inférieur) sur la distribution de la déformation et la subsidence dans le bassin flexural Aquitain au cours de la phase Pyrénéenne (Crétacé supérieur)

Benoît Issautier¹, Paul Angrand², Nicolas Saspiturry³, Eric Lasseur¹, Cécile Robin⁴, Simon Andrieu⁵

¹ BRGM, Orléans

² TLS-Geothermics

³ UMR 5243 Géosciences Montpellier, Université de Montpellier, CNRS

⁴ UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS

⁵ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS

Contact : paul.angrand@gmail.com

Le Crétacé constitue une période cruciale de réorganisation paléogéographique en Europe de l'Ouest. Au Crétacé inférieur, l'ouverture du Golfe de Gascogne, résultant de la propagation vers le nord de l'expansion de l'Atlantique, provoque un amincissement crustal d'intensité variable dans la région future Pyrénéeo-Aquitain. Ce processus d'extension varie depuis un léger stade amincissement à la formation de marges hyper-étirées, engendrant ainsi un ensemble de bassins rifts de maturité variable à mesure que l'on s'éloigne de la principale zone d'ouverture (c'est-à-dire le golfe de Gascogne et la zone nord-pyrénéenne). Le rifting se termine au Cénomanien moyen, suivi d'une courte phase de relaxation.

Dès le Coniacien-Santonien, des indices d'un changement dans le régime tectonique et géodynamique apparaissent tant sur les marges européennes et ibériques que dans le bassin aquitain. Les marges commencent à se soulever, tandis que le bassin subit une subsidence importante. La longueur d'onde de cette déformation, supérieure à 100 km, suggère un mécanisme de flambage lithosphérique, possiblement lié à une inversion de la cinématique des plaques européennes et africaines. La convergence entre l'Europe et l'Ibérie se produit dès le Campanien, dans un contexte de lithosphère thermiquement et mécaniquement déséquilibrée.

Ce projet repose sur l'intégration de corrélations de forages par stratigraphie séquentielle et l'interprétation de profils de sismique réflexion. Cette démarche a permis de construire des cartes isopaques par séquences de dépôt : (i) Cénomanien-Turonien, (ii) Coniacien-Santonien et (iii) Campanien-Maastrichtien. Ces cartes ont servi de base à l'élaboration de cartes de subsidence tectonique, permettant ainsi de caractériser la distribution de la déformation et de la subsidence et de discuter des modalités d'inversion d'une lithosphère chaude.

L'étude révèle que la distribution (i) des épaisseurs de sédiments durant la compression et (ii) de la subsidence tectonique à travers le temps et l'espace indiquent une forte segmentation du bassin d'avant-pays aquitain, influencée par des structures héritées de la phase de rifting. En effet, le proto bassin d'avant pays Coniacien-Santonien puis le bassin d'avant-pays sensu stricto (Campano-Maastrichtien) présentent une subsidence tectonique très hétérogène, atteignant des niveaux maximaux près de l'ancienne zone de necking au sud du bassin, avant de diminuer rapidement vers la marge européenne. La géométrie de ces deux "bassins", ainsi que les transitions latérales de faciès, témoignent d'une géométrie étroite et raide, typique d'un système compressif "chaud". Cela indique un fort contrôle de la thermicité héritée sur l'élasticité de la lithosphère, et par conséquent, sur la distribution de la subsidence tectonique durant les débuts de l'inversion qui interviennent moins de 10Ma après la fin du rifting.

De plus, les zones de transfert qui ont accommodé l'extension durant le Crétacé inférieur semblent délimiter les aires de subsidence tectonique plus faibles vers l'ouest. Ces zones pourraient avoir joué un rôle fondamental dans la propagation de la déformation compressive d'est en ouest.
# Calibration géochronologique du Carbonifère de Lorraine à l'aide des niveaux de cendre

Alain Izart<fnref n="1" />, Stan Opluštil<fnref n="2" />, Raymond Michels<fnref n="1" />, Sebastian Voigt<fnref n="3" />,
Jocelyn Barbarand<fnref n="4" />, Thomas Blaise <fnref n="4" />, Jiří Laurin <fnref n="5" />, Mark Schmitz <fnref n="6" />,
Salim Allouti <fnref n="2" />, Romain Hemelsdaël <fnref n="2" />

Contact : jocelyn.barbarand@universite-paris-saclay.fr

Les niveaux volcaniques sont des marqueurs précieux dans les séries sédimentaires pour les dater de manière absolue et pour réaliser des corrélations entre bassins. La reconnaissance de ces niveaux peut s'avérer complexe. Nous étudions l'exemple du bassin Carbonifère Lorrain qui est l'extension du bassin de la Sarre dans lesquels plusieurs niveaux ont été reconnus historiquement. La caractérisation de ces niveaux par la minéralogie du cortège argileux, par la morphologie des cristaux de zircon, par leur datation U-Pb par LA-ICPMS et TIMS et par géochimie sur roche totale montre que la reconnaissance de ces niveaux de cendres n'est pas immédiate. En effet parmi la dizaine de niveaux volcaniques étudiés, nommés dans ces bassins tonsteins, parfaitement identifiés dans les travaux antérieurs (Bouroz 1967, 1970 pour la Lorraine et Güthorl, 1967 pour la Sarre), le contenu en argile est très variable avec la présence d'illite, de kaolinite, de smectite, de chlorite et d'interstratifiés Il-Sm. Tous ces niveaux n'ont pas livré des zircons mais la plupart présente des cristaux de zircons dans la fraction 50-100 µm qui montrent des morphologies très variables depuis des formes en baguette caractéristiques de zircon volcanique jusqu'à des grains relativement émoussés. La datation de ces cristaux confirme ces indications avec des âges souvent plus anciens que le Carbonifère ; des âges hérités sont identifiés avec des pics principaux à l'Ordovicien et au Mésoprotérozoïque. Pour quatre de ces niveaux (T3, T6, T10 et T00), l'origine volcanique a été démontrée par l'ensemble des approches. Ces nouvelles datations permettent de mieux contraindre la durée (~2 Ma) de la discordance comprise entre le Westphalien et le Stéphanien et matérialisée par l'existence d'un conglomérat (le conglomérat de Holz), de conforter la stratigraphie bolsovienne (Westphalien C) et asturienne (Westphalien D) des flores présentes dans le bassin et de proposer des corrélations stratigraphiques avec d'autres bassins du même âge en Europe (bassins tchèques, bassin de la Ruhr, bassins de Saint-Etienne et Autun et bassins espagnols).

<footnote n="1">¹ UMR 7359 Géoressources, Université de Lorraine, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Institute of Geology and Palaeontology, Charles University, Prague (Czech Republic)</footnote>

<footnote n="3">³ Urweltmuseum GEOSKOP, Thallichtenberg (Allemagne)</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ Institute of Geophysics, Academy of Sciences, Prague (Czech Republic)</footnote>

<footnote n="6">⁶ Isotope Geology Laboratory, Boise State University (USA)</footnote>
# Identification des microplastiques dans les sédiments par spectroscopique infrarouge

Kévin Jacq¹,², Pierre Sabatier¹, Maxime Debret³, Dorian Sellier², Tanguy Wallet¹,², David Gateuille¹, Antoine Heude², Yves Perrette¹

¹ UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD

² Envisol SA, La Tour du Pin

³ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS

Contact : k.jacq@envisol.fr

La pollution plastique représente un défi croissant pour l'environnement à l'échelle globale. Ce problème omniprésent affecte tous les pays et environnements, les déchets étant principalement générés à terre avant d'être transportés le long du continuum terre-mer. Cette pollution peut donc être stockée tout au long de ce déplacement dans les sédiments fluviatiles, lacustres puis marins.

Nos travaux se sont basés sur l'utilisation de plusieurs capteurs spectroscopiques pour l'identification et la quantification des microplastiques (inférieurs à 1 mm) dans des échantillons de sédiments du lac du Bourget dopés en microplastiques avec les 6 principales familles de plastiques. Les capteurs utilisés permettent l'analyse des absorptions dans le proche infrarouge (capteur portable Malvern ASD Labspec, imageur hyperspectral Specim SCS SWIR), le moyen infrarouge (capteur portable Remscan-Agilent Exoscan) et en fluorescence induite par laser (prototype portable Luciol, ANR LabCom SpecSolE).

La spectroscopie proche infrarouge montre un potentiel prometteur pour identifier et quantifier les microplastiques dans les sédiments humides et secs. En effet, les absorptions spécifiques permettent de distinguer les familles de plastiques, avec deux zones discriminantes : 1600-1800 nm et 2100-2380 nm, où des régressions linéaires simples ont montré des corrélations élevées (r > 0,95) entre les absorptions et les concentrations de plastiques. Cependant, la composition de la matrice, comme la présence de carbonates, influence la précision des prévisions. Les approches par imagerie hyperspectrale proche infrarouge (IHS-SWIR) se révèlent également très prometteuses pour la caractérisation des microplastiques, réduisant les limites de détection tout en permettant une meilleure évaluation des particules en termes de nombre, de taille et de distribution. L'imagerie hyperspectrale montre donc des capacités intéressantes pour l'analyse des microplastiques directement dans les carottes sédimentaires polluées sans échantillonnages et prétraitements (séchages, tamisages). Le même type de méthodologie est en cours de développement sur les sols.

Des méthodes complémentaires, comme l'analyse par fluorescence (Luciol) et le moyen infrarouge (Remscan), offrent des alternatives pour identifier les microplastiques, y compris les plastiques noirs. Les pics de fluorescence spécifiques au PET et au PS, ainsi que les signatures C-H détectées par Remscan, permettent d'étendre les capacités de détection.

Cette présentation propose de partager des avancées méthodologiques et des résultats récents pour mieux comprendre et quantifier la présence de microplastiques dans l'environnement, tout en soulignant l'importance d'adapter les méthodes aux spécificités des matrices étudiées.
# Comprendre l'organisation spatiale et temporelle de calcaires lacustres à partir d'observations multi-échelles et multi-méthodes

Thibaut Jamey<fnref n="1" />, Gautier Laurent<fnref n="1" />, Céline Mallet<fnref n="1" />, Eglantine Husson<fnref n="2" />, Simon Andrieu<fnref n="2" />

Contact : gautier.laurent@univ-orleans.fr

A l'interface entre l'atmosphère et l'aquifère, la zone non saturée régule les flux et les interactions fluides-roches selon ses propriétés géologiques et physiques. La compréhension du comportement d'infiltration des fluides, des échanges avec le substrat, du devenir d'éventuels polluants, et plus généralement de l'organisation 3D du système requiert une description multi-échelles des hétérogénéités géologiques.

L'Observatoire de la Zone Non Saturée (O-ZNS) situé à 40 km d'Orléans offre une quantité et une variété remarquable de données et permet une observation détaillée de la zone vadose située dans la formation du Bassin Parisien des Calcaires de Beauce. Ces calcaires fortement hétérogènes se sont formés durant l'Aquitanien (20-23 Ma) dans des environnements de lacs continentaux sous un climat subtropical. Les faciès sédimentaires et diagénétiques qui en résultent sont très diversifiés avec une forte influence pédogénétique et varient rapidement horizontalement comme verticalement.

Dans un rayon de 30 m<fnref n="2" /> sur le site de l'observatoire, 9 forages (dont 8 carottés) de 20 à 25 m de profondeur ont été réalisés, et des diagraphies et mesures géophysiques y ont été acquises. Un puits de 4 m de diamètre et 20 m de profondeur disposant de plateformes d'instrumentation tous les 2,5 m a également été construit et permet de profiter d'une grande quantité d'échantillons.

L'objectif de cette contribution est de présenter une méthode et l'interprétation en résultant de l'organisation spatiale des hétérogénéités. Une approche sous différentes échelles est proposée : (1) l'observation de lames minces pour préciser la nature des éléments et des épisodes diagénétiques, (2) la description géologique des carottes pour identifier les faciès sédimentaires, (3) le scan 3D d'échantillons et du puits pour établir des corrélations entre les forages et enfin (4) la reconnaissance de structures macroscopiques pour caractériser le réseau karstique et les fracturations.

Ces étapes d'étude ont permis d'identifier 15 faciès sédimentaires, de déterminer leur environnement de dépôt et les processus associés, et d'établir des corrélations sédimentaires, diagénétiques et structurales pour la construction d'un modèle numérique 3D.

Associées à des mesures pétrophysiques et au monitoring en direct du site grâce à des capteurs in-situ, ces données serviront dans un objectif plus global de construction d'un jumeau numérique capable de prédire et de suivre précisément le comportement physico-chimique de la zone vadose.

<footnote n="1">¹ UMR 7327 ISTO, Université d'Orléans, CNRS, BRGM</footnote>

<footnote n="2">² BRGM, Orléans</footnote>
# Toward the identification of a continental uplift in the NW African continent during the Late Cretaceous: A Source to Sink approach

Philémon Juvany¹

¹ UMR 6118 Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS

Seismic stratigraphic analysis of the equatorial Atlantic margins of Africa, focusing on three profiles (Sierra Leone-Liberia, Ivory Coast, and Bénin), reveals that after a period of sedimentary aggradation along the margin during the Albian to Late Santonian (113.2 to 83.7 Ma), a forced regression occurred. This regression, identified as the Lowstand System Tract, followed a well-defined unconformity (SB). This progradational trend indicates a relative sea-level fall of more than 200 meters during the Campanian (83.7 to 72.2 Ma). Despite the Campanian being in a period of long-term eustatic highstand, the observed local base-level fall suggests tectonic influences. Additionally, the sedimentary hiatus from the Santonian along the Sierra Leone–Liberia margin segment points to uplift and erosion during this time. This work integrates various approaches and existing regional studies, including thermo-chronology, provenance, and geomorphology from the NW African continent (source area), as well as seismic stratigraphic analysis and sediment volume estimation from the basin (sink). Notably, the Campanian progradation along the equatorial margin is found to be synchronous with uplift in both the coastal region and the craton landward. This continental uplift and its resulting forced progradational trend correspond with increased sedimentation rates along the margins. The phenomenon may be related to a broader global uplift of the African continent, potentially linked to the well-documented South African uplift.
# Evolution quaternaire de la plateforme orientale mixte silicoclastique/carbonatée de la Nouvelle-Calédonie

Léa Kerouédan<fnref n="1" />, Stéphan Jorry<fnref n="1" />, Pascal Le Roy<fnref n="1" />, Gwenaël Jouet<fnref n="1" />, Estelle Leroux<fnref n="1" />

Contact : lea.kerouedan@partenaire-exterieur.ifremer.fr

Les plateformes mixtes silicoclastiques/carbonatées sont des systèmes sédimentaires complexes, particulièrement sensibles aux variations eustatiques mais aussi aux fluctuations climatiques, tectoniques et anthropiques au cours du Quaternaire supérieur. Les réponses des systèmes mixtes à ces différents facteurs de forçage sont très variables et pour le moment encore peu documentées. L'île de Grande-Terre en Nouvelle-Calédonie (NC) est un des plus vastes ensemble lagonaire du monde et son remplissage mixte en fait un parfait cas d'étude. En particulier, la marge Est de la Grande-Terre, relativement méconnue à ce jour, permet d'investiguer les changements majeurs de sédimentation dans le lagon depuis la fin du Pléistocène.

Lors de la campagne MARGEST (2022) à bord du N/O l'Alis, de nouvelles données bathymétriques et sismiques ont été acquises dans le lagon SE de NC, complétées par une série de carottages Kullenberg. L'ensemble des acquisitions s'est particulièrement concentré sur les zones au large du Cap Bayes et de l'embouchure de la Thio et cette étude porte sur les données de sismique réflexion monotrace. Des échantillons de matériel carbonaté, prélevés au sein des carottes sédimentaires et datés au radiocarbone ont permis la datation de surfaces remarquables et donc un calage stratigraphique du remplissage du lagon.

Le lagon Sud-Est est ainsi marqué par la préservation d'au moins deux séquences stratigraphiques corrélables aux deux derniers cycles glacio-eustatiques. L'interprétation des données de sismiques montre une dernière séquence de remplissage (trois cortèges) depuis le Dernier Maximum Glaciaire (DMG), lorsque le niveau marin était 120 m plus bas que l'actuel. La limite inférieure de séquence, incisée et très érosive est ainsi associée à une surface régionale continue sur tout le lagon. La surface régionale susjacente est ravinante et à la base d'un prisme sédimentaire dans la zone médiane du lagon de la Thio. Ce prisme dont le toit est daté à 11.7 ka cal BP, s'est mis en place durant la période de stagnation du niveau marin au Younger Dryas. La dernière surface majeure, en position légèrement plus proximale, vient draper les morphologies plus anciennes et marque la base de prismes deltaïques côtiers déposés en contexte de haut niveau marin. Le lagon présente donc une ségrégation spatiale de la sédimentation avec notamment des apports terrigènes particulièrement préservés dans les parties internes du lagon, et plus importants au niveau de la Thio comparé à Cap Bayes. Les deux systèmes montrent aussi, dans leur zone médiane, un large platier récifal, qui s'est développé au cours de la dernière remontée du niveau marin, bordé par un important réseau d'incisions ouvert sur la pente externe où un prisme remarquable repose sur l'ancienne plateforme Mio-Pliocène (Tournadour et al., 2021). Les incisions réactivées lors du DMG sont remplies à la fois par des apports clastiques et carbonatés accompagnant la remise en eau de la plateforme et constituent un marqueur stratigraphique majeur de l'évolution de ce système mixte.

<footnote n="1">¹ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>
# Understanding extreme hydro-sedimentary processes: the Alex Storm deposits in the Roya Valley and its implication on stratigraphic interpretation

Raphaël Kerverdo<fnref n="1" />, Sara Lafuerza<fnref n="1" />, Christian Gorini<fnref n="1" />, Eric Fouache<fnref n="2" />, Jean-Loup Rubino<fnref n="1" />

Contact : raphael.kerverdo@sorbonne-universite.fr

This study examines the sedimentary deposits resulting from the extreme hydro-sedimentary event associated with the Alex Storm, which occurred on October 2, 2020, in the Roya Valley. Over the course of 15 hours, hundreds of thousands of cubic meters of sediment were mobilized and deposited throughout the Roya river network. Four catchments of the Roya river (Dente, Consciente, Riou Seccou, Caïros), which have remained largely unmodified by valley reconstruction, were selected for this study. Each catchment presents distinct lithological and morphometric characteristics, allowing us to analyse the different flow processes and associated deposits during the storm. The results underscore the critical role of slope, lithology, channel confinement, and sediment input in generating different flow types, including debris flows, hyperconcentrated flows, and bedload transport.

The Melton index drainage area, slope and the topographic roughness were compared with field observations (i.e. facies and stratigraphic analyses) of sedimentary records linked to the Alex storm. We observe that factors beyond morphometric parameters, such as the type of mobilized lithology, contribute to the observed variability. In particular, glacial deposits, colluvium, or marls in catchment areas, can supply large amounts of sediment and introduce enough fine material (clay and silt) to transform turbulent flow (debris floods) into a laminar one (debris flows). This phenomenon is less commonly observed in catchment areas with carbonate bedrocks that exhibit similar morphometric characteristics.

Additionally, flow rheology appears to change rapidly as sediment is incorporated through bank erosion, upstream gully purging, or landslides, while the channel confinement also varies. Although the rivers investigated are distinct, their sedimentary records from the Alex storm cannot be interpreted as representing separate, discrete sedimentary episodes. The ability of such large-scale events to generate a wide range of flow types raises important questions about how we interpret similar deposits from past events.

<footnote n="1">¹ UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 8185 ENEC, Université Paris-Sorbonne, CNRS</footnote>
# Evolution stratigraphique tardi-Pléistocène du lagon au large de la rivière de la Thio (marge Est de Nouvelle-Calédonie)

Léa Kerouédan<fnref n="1" />, Pascal Le Roy<fnref n="1" />, Stephan Jorry<fnref n="1" />, Gwenaël Jouet<fnref n="1" />, Estelle Leroux<fnref n="1" />, Agathe Ignacio<fnref n="1" />

Contact : pascal.leroy@univ-brest.fr

Les plateformes mixtes silicoclastiques/carbonatées sont des systèmes sédimentaires complexes, particulièrement sensibles aux variations eustatiques mais aussi aux fluctuations climatiques, tectoniques et anthropiques au cours du Quaternaire supérieur. Les réponses des systèmes mixtes à ces différents facteurs de forçage sont très variables et pour le moment encore peu documentées. En particulier, sur la marge Est de la Grande-Terre, relativement méconnue à ce jour, la zone au large de l'embouchure de la Thio permet d'investiguer les changements majeurs de sédimentation quaternaire dans le lagon en réponse aux différents facteurs de forçage.

Les données sismiques et bathymétriques ont été acquises au large de la Thio durant la campagne à la mer MARGEST (2022), à bord du N/O l'Alis. Cette campagne a également permis la réalisation de carottages Kullenberg. Les carottes sédimentaires, prélevées de la zone proximale jusqu'à la barrière externe du lagon, ont été datées par radiocarbone, permettant le calage stratigraphique du remplissage du lagon. Des analyses XRF quantitatives et qualitatives ainsi que des mesures DRX ont été réalisées sur ces mêmes carottes.

Les données bathymétriques du lagon oriental au large de la Thio montrent un récif en position médiane, encadré par deux dépressions se rejoignant pour former une passe au niveau du récif barrière. Les résultats des données sismiques permettent de mettre en évidence la préservation d'au moins deux séquences stratigraphiques corrélables aux deux derniers cycles glacio-eustatiques avec une dernière séquence de remplissage entière (trois cortèges) depuis le Dernier Maximum Glaciaire. Durant la dernière transgression marine, un large prisme sédimentaire s'est mis en place en position médiane au sein du lagon, à environ 6 km du trait de côte, au toit de dépôts d'origine terrigène. La datation à 11,7 ka cal BP au toit du prisme permet d'associer son dépôt à la période de stagnation du niveau marin durant le Younger Dryas. La présence d'un récif en position médiane dans le lagon a probablement participé au partitionnement de la sédimentation avec des évolutions différentes dans les deux dépressions. La partie proximale du lagon montre de forts apports terrigènes provenant de la Thio à partir de 3,5 ka cal BP, qui pourraient traduire l'influence de facteurs climatiques (phénomènes ENSO) et/ou anthropiques (arrivées des premiers mélanésiens). A une échelle de temps plus courte, au XXème siècle, le remplissage du lagon est caractérisé par une augmentation des taux de sédimentation corrélable au développement de l'industrie nickélifère sur Grande-Terre.

<footnote n="1">¹ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>
# Résultats préliminaires de la dynamique du trait de Côte à Mohammed Media - Maroc : Approche diachronique par Imageries Satellitaires

Afaf Khomsi<fnref n="1" />, <fnref n="2" />, Mohammed Karim Benhachemi<fnref n="2" />, Abdessalam Ouallali<fnref n="2" />, Nadia Sénéchal<fnref n="1" />

Contact : afaf.khomsi@u-bordeaux.fr

La ligne de côte est une zone dynamique située entre la mer et la terre, soumise à de nombreux processus naturels. Les côtes sont des environnements en évolution permanente qui subissent des transformations continues au fil du temps en raison de phénomènes naturels tels que l'érosion, l'altération et la sédimentation. Pour une gestion efficace de ces régions, l'acquisition d'informations actuelles et précises concernant les caractéristiques de la côte est essentielle. Cette étude porte sur l'analyse diachronique des changements de la ligne de côte dans la région de Mohammed Media, située sur la côte atlantique marocaine et couvrant un littoral de 47 km. La zone se caractérise par une alternance de plages sableuses et rocheuses, ainsi que par des morphologies variées, incluant des plages de poche, des plages linéaires, des falaises et des dunes. L'analyse couvre une période de 30 ans, de 1994 à 2024. Le régime des marées y est semi-diurne, avec un marnage moyen de 2,2 m, pouvant atteindre 3,5 m et descendant jusqu'à 0,9 m. Les plages ouvertes et linéaires, comme celles de Sablettes ou Monica, présentent généralement des pentes douces, typiquement entre 3 et 5 %, tandis que les plages de poche affichent une pente plus marquée. La diversité morphologique de la région justifie ainsi le choix des plages étudiées. La méthodologie suivie repose sur l'utilisation d'imageries satellites Landsat, qui offrent une couverture temporelle et spatiale adéquate pour le suivi des littoraux. L'analyse sera réalisée en intégrant des techniques d'apprentissage automatique, notamment un algorithme de classification par Support vector machine (SVM), reconnu pour sa capacité à traiter des ensembles de données complexes avec une grande précision, ainsi qu'un algorithme de détection de contours par passage à zéro pour extraire avec précision la ligne de côte, facilitant ainsi l'identification des variations littorales au fil du temps. Pour garantir une gestion efficace des données et une rapidité d'analyse, l'ensemble du traitement sera réalisé sur la plateforme Cloud Google Earth Engine. Cet environnement permet de traiter de grandes quantités de données et d'accéder à des outils géospatiaux avancés pour visualiser et analyser les changements côtiers. Les changements de la ligne de côte seront analysés par le Digital Shoreline Analysis System (DSAS v.5), une extension développée pour ArcGIS, permettant de calculer des métriques essentielles telles que le taux de point final (EPR), le taux de régression linéaire (LRR) et le mouvement net de la ligne de côte (NSM). Ces mesures fourniront des indications précises sur les tendances d'érosion et d'accrétion dans différentes parties de la zone d'étude. Les résultats attendus devraient révéler des zones sensibles à l'érosion ainsi que des zones bénéficiant d'accrétion, ce qui est crucial pour comprendre la dynamique côtière de la région. Bien que les résultats ne soient pas encore finalisés, cette étude vise à apporter des informations précises et pertinentes sur l'évolution de la ligne de côte dans cette région vulnérable. Dans une seconde étape, l'analyse de l'environnement géologique, morphologique, sédimentaire et hydrodynamique de la zone permettra d'expliquer ces variabilités inter-sites.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² LGPE, FSTM, Université Hassan II, Casablanca (Maroc)</footnote>
# New insights on volcano-sedimentary deposits and geochronology in the Limagnes (Massif Central) during the Eocene-Miocene

Guillaume Lawnizack<fnref n="1" />, Pierre Pellenard<fnref n="1" />, Emmanuelle Vennin<fnref n="1" />, Valérie Bosse<fnref n="2" />, Nicolas Olivier<fnref n="2" />, Eric Lasseur<fnref n="3" />, Emmanuelle Pucéat<fnref n="1" />

Contact : Guillaume_Lawnizack@etu.u-bourgogne.fr

The continuous lacustrine deposits of the Limagne Basin (Massif Central, France), late Eocene (?) to Miocene in age, provide valuable information about two major climatic events (Eocene/Oligocene and Oligocene/Miocene transitions). The lake infill chronostratigraphy is poorly constrained and the impact of contemporaneous volcanism is not yet clearly taken into account. The Limagne Basin was successively filled by clastic deposits, evaporites, and also lacustrine carbonates, sometimes with microbial activity. Although some of the volcanic deposits have been studied, the spatio-temporal distribution of volcanic activity in the basin requires further investigation. These successive eruptions may have had a major impact on the mineralogy and geochemistry of the lake, thus driving microbial activity, which was particularly well developed during the Oligocene and Miocene periods. Detailed field investigations provide new descriptions and petrographic, mineralogical, and geochemical analyses of volcanic deposits interbedded with lacustrine carbonates. The Cournon section delivers new data on the relationship between volcanism, lacustrine sedimentation, and microbial activity. The presence of volcanic grains weathered into analcime, anatase, and natrolite, mixed with lacustrine sediments suggests phreatomagmatic events. Volcanic episodes during the Eocene-Miocene interval may have had a significant impact on the palaeolake biology and chemistry of the Limagne Basin. Ongoing U/Pb (LA-ICP-MS) analyses of zircons from volcanic and volcano-sedimentary deposits will calibrate the temporal framework of Limagne volcanism. In situ Rb/Sr analyses of authigenic illite recorded in the lacustrine deposits will constrain the temporal framework of the infilling of the Limagne Basin.

<footnote n="1">¹ UMR 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne, CNRS, EPHE</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6524 LMV, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, Université Clermont Auvergne, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ BRGM, Orléans</footnote>
# Influence of foreland basin structural inheritance and syntectonic sedimentation on fold-and-thrust belt kinematic evolution in southwest Taiwan

Fang-Yi Lee<fnref n="1" />, Fabien Graveleau<fnref n="1" />, Maryline Le Béon<fnref n="2" />, Erwan Pathier<fnref n="3" />, Nolwen Venisse<fnref n="1" />,<fnref n="4" />

Contact : fangyii.lee@gmail.com

Southwest Taiwan is an active orogen ideal for studying mountain belt growth processes. The ANR SW-TAIWAN project aims at deepening our understanding of the deformation mechanisms that control the short-term and long-term growth of geological structures, in relationship with foreland basin structural and stratigraphic inheritances, and surface processes (erosion and sedimentation). The Taiwan orogen has developed from north to south as a result of the oblique collision between the Philippine Sea plate and the Eurasian continental margin. The early formation of northern Taiwan has led to the creation of a mature accretionary wedge and foreland basin system that provided syntectonic deposits to the younger southern orogen. In addition, the rheological properties of sedimentary rocks in the foreland basin, such as the viscous Gutingken Formation, and structural inheritance, such as continental margin basement high (i.e. Peikang High) or normal faults (i.e., Yichu fault), have played a crucial role in controlling mountain deformation front position (salient and recess), propagation dynamics (Taiwan southern escape), fault activity, etc.

In this work, we used experimental sandbox modeling to investigate the long-term deformation processes in southwest Taiwan in response to variations in basement rheology and surface processes. We used a 60x90 cm box filled with glass microbeads (70-110 mm in grain size) and dry sand (D50 ~ 200 mm). Models underwent frontal convergence and were stopped at 39 cm total shortening. We used high-resolution digital cameras to monitor the morphotectonic evolution of models and the kinematical evolution of structures. We measured topography of models using a high-resolution fringe projection device, and we analyzed the 3-D geometry of structures using final cross-sections.

In our experimental protocol, we first tested the effect of structural inheritance on wedge growth by introducing a strong and/or a weak feature. For that, we used a high friction (HF) zone (made of sand over a plate covered with sand paper) to represent the indentation of a rigid continental passive margin. We also used a linear viscous stripe (made of PDMS silicone; viscosity h ~ 2x104 Pa.s) to represent normal faults weakness along the passive margin. We finally tested the effect of syntectonic erosion and sedimentation by removing material in the onshore northern wedge, and depositing syntectonic layers ahead the southern offshore wedge, respectively.

Our results show that:

* the HF zone produces a steeper and shorter northern accretionary wedge than the wedge in the southern low friction area, leading to a sigmoid shape of the thrust system;

* the silicone weakness along the southern border of the HF zone passive margin makes the thrust belt to propagate efficiently along this border, further strengthening the sigmoid shape of the thrust system and favoring the southwestward surface displacement;

* erosion in the north leads to a shorter accretionary wedge and amplifies the sigmoid shape of the thrust system;

* syntectonic sedimentation lubricates the interface between the thrust sheets, leading to long thrust sheets.

In conclusion, our set of experiments are consistent with previous studies that attribute to the Peikang High a major role in the sigmoid shape of the western Taiwan fold-and-thrust belt. However, we demonstrate that adding the effects of wedge erosion to the north and syntectonic sedimentation to the south, together with structural inheritance (fault weakening) along the Eurasian margin, increases the salient and recess geometry of the accretionary wedge. This suggests that the morphology and surface motion of southwest Taiwan can result from the interplay of several parameters: continental margin indentation, inversion tectonics of normal faults, heterogeneous syntectonic sedimentation and erosion.

<footnote n="1">1 UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="2">2 Graduate Institute of Applied Geology, National Central University, Taoyuan (Taiwan)</footnote>

<footnote n="3">3 UMR 5275 ISTERRE, Université Grenoble-Alpes, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="4">4 Dipartimento di Geoscienze, Universita di Padova (Italy)</footnote>
# OSL dating as a valuable tool for understanding rapid environmental changes in hypertidal estuaries: A case study from the West coast of France

Thibaud Lortie<fnref n="1" />, Jan-Pieter Buylaert<fnref n="2" />, Natalia Taratunina<fnref n="2" />, Mikkel Fruergaard<fnref n="3" />, Bernadette Tessier<fnref n="1" />, Laurent Dezileau<fnref n="1" />, Meryem Mojtahid<fnref n="4" />, Matthieu Durand<fnref n="4" />, Raphael Bourillot<fnref n="5" />, Frédérique Eynaud<fnref n="5" />

Contact : thibaud.lortie@unicaen.fr

The last centuries are marked by the Little Ice Age, followed by a global warming period when entering the industrial era, enhanced over the last 50 years due to increased human activities, resulting in an acceleration of sea level rise and a multiplication of extreme events (floods, storms). Global climatic change, coupled with the ongoing urban development of coastal areas, had major impacts on morphosedimentary behaviour of estuarine systems. To precisely track changes due to this climate evolution within sediment archives, a reliable and accurate geochronological framework is crucial. In high energy coastal settings, such as macroto hypertidal estuaries, hydrodynamic conditions can sometimes render ¹⁴C dating method ineffective due to shell reworking. ²¹⁰Pb and ¹³⁷Cs are usually reliable but only cover a reduced time frame. In such instances, Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating could offer a valuable alternative. Here we present results of a nationwide study of the main tide-dominated estuaries on the west coasts of France. The aim is to compare their morphosedimentary trajectory over the last centuries and thus assess the impact of climate changes and human activities. Sediment cores were taken in the Somme, Orne (English Channel), Loire and Gironde (Atlantic) estuaries to monitor environmental changes through a multi-proxy analysis. To establish an accurate geochronological frame of the cored successions, standard multi-grain quartz SAR OSL dating has been used and compared to ¹⁴C dating on recovered shell material and plant debris. Three to five OSL samples per core were collected. The quartz OSL signal is very bright and dominated by a fast component, making it suitable for SAR De measurements. The completeness of the bleaching process was checked by comparing the quartz OSL ages with K-rich feldspar plIRI50,180 ages. Quartz OSL signals appear to be sufficiently bleached for the Somme, Orne and Loire rivers, but we cannot be fully confident for the Gironde samples (here IR50 ages are few hundred years older than quartz OSL ages). Nevertheless, the top recently buried sediment in the Gironde estuary was dated with quartz to 67.4±7 years, strongly suggesting that quartz OSL signal was sufficiently bleached at deposition. Our OSL ages are consistent with topo- and bathymetric map analysis, and provide a geochronological framework that underlines a rapid infilling, with rates for example up to 6 cm/year in the Loire estuary. Conversely, ¹⁴C measurements often provide older ages than OSL values and are not always in stratigraphic order for all the estuaries. Discrepancies sometimes exceed several hundred years, which highlights the limitation of ¹⁴C ages to date estuarine sediment successions (Olsen et al. 2017). These encouraging results should enable a more ambitious campaign using OSL dating to quantify in greater detail the rapid evolution of estuarine environments in response to global change.

## Reference

Olsen, Jesper, Philippa Ascough, Bryan Lougheed, et Peter Rasmussen. 2017. "Radiocarbon Dating in Estuarine Environments". 141-70. https://doi.org/10.1007/978-94-024-0990-1_7

<footnote n="1">¹ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² Department of Physics, Technical University of Denmark, Roskilde (Denmark)</footnote>

<footnote n="3">³ Department of Geosciences, Copenhagen University (Denmark)</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 6112 LPG, Université d'Angers, Nantes Université, Le Mans Université, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>
# Reconstitution des environnements de dépôt dans l'anse du Cul-de-Loup (Normandie, France) de l'âge du Fer (2750 BP) jusqu'à l'actuel

Benjamin Le Lorec<fnref n="1" />, Gwendoline Gregoire<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Anne Murat<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Régis Gallon<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Yann Méar<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Emmanuel Poizot<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Bernadette Tessier<fnref n="3" />, Laurent Dezileau<fnref n="3" />, Lucille Furgerot<fnref n="3" />, Yohann Propawski<fnref n="3" />, Emilie Lagniel<fnref n="3" />

Contact : gwendoline Gregoire@lecnam.net

L'anse du Cul-de-Loup (ACL), à l'extrémité nord-est du Cotentin (Manche), est une petite baie (3,5 km<fnref n="2" />) semi-ouverte au sud, en direction de la baie de Seine. Ce domaine intertidal, soumis à un régime de marée macrotidal (1 à 7 m), est caractérisé par un schorre végétalisé dans sa partie NE et une slikke sablo-vaseuse en son centre. Le trait de côte a été très tôt fortement artificialisé avec l'édification au XVIIème siècle de la digue de la Hougue à l'est, qui protège le site des houles dominantes (NO). Les houles sont toutefois pénétrantes lorsqu'elles sont orientées ESE (30% de l'année). L'ACL est un secteur d'intérêt socio-économique (ostréiculture, pisciculture, pêche à pied) et écologique (ZNIEFF 1 et 2, Natura 2000). Depuis plusieurs années l'anse est soumise à d'importantes modifications hydro-sédimentaires, qui se traduisent par un envasement en fond de baie et une érosion du trait de côte (destruction des ouvrages anthropiques, création de microfalaises érosives ou recul de cordons). Le projet PROTEC (D'une alerte DCE à un Projet de Territoire : Anse du Cul-de-Loup, CMAN-Intechmer/AESN) vise à comprendre les évolutions futures de la baie en reconstituant le cadre chronostratigraphique de son évolution passée. En parallèle, il s'inscrit dans l'étude holocène des systèmes côtiers de la Manche (Tessier et al. 2022). Au total, 11 carottes d'interfaces (< 1m) ont été échantillonnées dans les secteurs envasés du fond de baie et au sein de la microfalaise. En plus de photographies haute définition et de radiographies X, 177 échantillons (espacés de 5 cm) ont été prélevés pour des mesures de granulométrie laser, de géochimie élémentaire (spectrométrie de fluorescence X) et de Carbone Organique Total (spectrométrie IR). En parallèle, 11 datations 14C ont été réalisées. Cinq unités sédimentaires (U1, U2a, U2b, U3, U4) retracent l'histoire de l'ACL depuis l'âge du Fer (2650 BP). L'U3, caractérisée par une surface basale érosive surmontée d'un dépôt grossier, est présente dans la majorité des carottes et est associée à un changement hydro-sédimentaire brutal. Cet événement est interprété comme le résultat d'une forte anthropisation de la zone entre 1970 et 1980. U3 sépare ainsi, les situations " pré-évènementielle " (PRE), rassemblant les unités U1 et U2a.b, et " post-évènementielle " (POE) définie par l'unité U4. La situation PRE se définit par un environnement de type " fond de baie ", avec des unités sédimentaires caractérisées par une influence estuarienne ou continentale. En fond de baie, l'U2 (2650 BP) est interprétée comme une sédimentation de type schorre tandis qu'au centre, elle reflète un système plus hydrodynamique et chenalisé (1570 BP). Présente uniquement à l'est, U1 (datation OSL en cours) est marquée par une signature continentale stricte. La situation POE (U4) est caractérisée par une influence marine plus généralisée et un recul des conditions de dépôt de type " fond de baie " dans le secteur NE, en lien avec l'installation des concessions ostréicoles, l'accélération de la dérive littorale et l'augmentation du niveau marin.

<footnote n="1">¹ Intechmer, CNAM</footnote>

<footnote n="2">² LUSAC, Université de Caen Normandie, site de Cherbourg, CNAM</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 6143 M2C, Université Caen Normandie, Université Rouen Normandie, CNRS</footnote>
# Géologie de surface et sub-surface du plateau interne aquitain aux abords du canyon de Capbreton : Apport de la mission SEDYMAQ 4

Tristan Le Morvan<fnref n="1" />, Hervé Gillet<fnref n="1" />

Contact : [herve.gillet@u-bordeaux.fr](mailto:herve.gillet@u-bordeaux.fr)

La morphobathymétrie et la sédimentologie du plateau interne de la côte sud de l'Aquitaine aux abords du canyon de Capbreton ont été peu décrites jusqu'à présent. Cependant, la campagne océanographique SEDYMAQ 4, menée en 2018 (Gillet, 2018), a offert une occasion unique d'explorer le plateau interne aquitain.

Pendant la campagne SEDYMAQ 4, un ensemble de données complet a été acquis, incluant une grille régulière de données sismiques de réflexion par sparker couvrant le plateau interne nord adjacent au canyon de Capbreton. Ces données, couplées aux données bathymétriques SMF et aux images non jointives, ont permis une compréhension des caractéristiques géologiques de la région. L'interprétation de ces données a révélé des informations significatives sur les caractéristiques morpho-sédimentaires de la zone.

Parmi les découvertes notables, on trouve la cartographie de l'extension vers le nord des encroûtements de carbonates authigènes récemment découverts sur les bordures nord du canyon de Capbreton. Ces carbonates ont été identifiés jusqu'à 12 kilomètres au nord du canyon.

De plus, la cartographie révèle une dominance des structures sédimentaires de la zone d'étude par des sorted bedforms résultant du remaniement de la couverture sédimentaire superficielle par la dynamique des courants et localisées sur un replat topographique. La distribution de ces structures sédimentaire semble être étroitement liée à divers facteurs, notamment la profondeur et la pente héritées du substratum néogène qui semble aussi impacter la répartition de l'épaisseur de la couverture sédimentaire superficielle.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>
# Etude sédimentologique, diagénétique et pétrophysique d'un forage carotté du Bassin de Paris dans le cadre d'un projet de stockage de CO₂

Claire Le Romancer<fnref n="1" />, Aurélien Bordenave<fnref n="1" />, Serge Galaup<fnref n="2" />, Léa Pigot<fnref n="2" />

Contact : a.bordenave@brgm.fr

Le projet européen PilotSTRATEGY vise à développer le stockage de CO dans des aquifères salins profonds. Lancé en 2021, ce projet explore les sites pilotes potentiels en tenant compte des paramètres géologiques, techniques, économiques et sociétaux. Il s'intéresse principalement à trois régions, dont une située en France, dans la Brie Nangissienne. Dans cette région, l'étude se concentre sur les roches du Dogger du Bassin parisien, et plus particulièrement sur la Formation de l'Oolithe Blanche. Déposée durant le Bathonien dans un environnement de rampe oolithique, cette formation a longtemps été négligée en raison de l'absence d'hydrocarbures. Cependant, la récente découverte d'une carotte traversant la formation de l'Oolithe Blanche sur le potentiel site de stockage français offre l'opportunité d'approfondir la compréhension de ses propriétés réservoir afin d'optimiser les modèles de stockage de CO du projet.

Pour atteindre cet objectif, une étude sédimentologique détaillée a été réalisée sur la nouvelle carotte SEIF-1. Cette analyse a permis d'identifier les principaux faciès et environnements de dépôt, ainsi que de localiser les grandes surfaces et séquences associées. De plus, des analyses pétrophysiques ont été réalisées sur 25 échantillons de la carotte, fournissant diverses valeurs de porosité et de perméabilité. Des mesures de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) ont notamment été utilisées pour estimer la perméabilité à partir de relations issues de la littérature. Une analyse de la distribution des niveaux présentant les meilleures propriétés réservoir a également été conduite en tenant compte de divers paramètres tels que le faciès, l'environnement de dépôt, le type de porosité dominante, les éléments présents au sein de la roche, ou encore la présence d'une éventuelle surface MFS ou MRS à proximité des dépôts. L'ensemble de ces données a ensuite permis d'ajuster les lois k/Φ utilisées au sein des modèles de stockage de CO2 du projet. Plusieurs lois k/Φ ont ainsi été proposées pour la Formation de l'Oolithe Blanche en fonction de l'environnement de dépôt et de la cimentation des dépôts.

Les principaux résultats de l'étude révèlent que les faciès dominants au sein de la Formation de l'Oolithe Blanche présentent les meilleures propriétés du complexe réservoir, avec des porosités et des perméabilités atteignant respectivement jusqu'à 21,0 % et 637 mD. Ces caractéristiques font de l'Oolithe Blanche une formation propice au stockage de CO dans la zone d'étude. Par ailleurs, l'étude des lames minces et des données pétrophysiques souligne l'impact significatif de la diagenèse sur les propriétés réservoir des formations traversées par la carotte SEIF-1, conduisant ainsi à une réévaluation des intervalles réservoirs. Enfin, l'optimisation des lois k/Φ, plus optimistes pour la Formation de l'Oolithe Blanche, influence directement les modélisations dynamiques et l'analyse des risques associés au stockage de CO2 dans la zone d'étude.

L'étude de la carotte SEIF-1 confirme ainsi le potentiel de la Formation de l'Oolithe Blanche pour le stockage de CO et apporte des données nouvelles sur le Dogger. Ces résultats permettent de mieux appréhender les relations porosité/perméabilité pour ce réservoir, utiles dans l'exploration géothermique ou le stockage de CO2. Cependant, la répartition des niveaux réservoirs au sein de cette formation reste associée à d'importantes incertitudes, en particulier concernant les valeurs de perméabilité. Des travaux supplémentaires seront donc nécessaires, notamment pour étudier les relations entre les perméabilités mesurées et estimées présentées au sein de l'étude. Cela permettrait de réduire les incertitudes et d'établir des relations plus robustes pour prédire la perméabilité à partir de diagraphies RMN.

<footnote n="1">¹ BRGM, Orléans</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>
# Les rides bathymétriques du Cap Spartel (Maroc NW Atlantique) : une nouvelle découverte de rides carbonatées peu profondes ?

Pascal Le Roy<fnref n="1" />, Léna Virat<fnref n="1" />, Marcaurelio Franzetti<fnref n="1" />, Jacques Grall<fnref n="2" />, Alain Trentesaux<fnref n="3" />, Thierry Garlan<fnref n="4" />,<fnref n="1" />

Contact : pascal.leroy@univ-brest.fr

Les missions NOMADS et NOMADS09 ont permis de reconnaître la morphologie et l'architecture stratigraphiques de la plate-forme continentale atlantique NW Marocaine. Les premiers résultats issus des interprétations sismiques ont mis en évidence une succession de rides bathymétrique atteignant 7 km de long, 30m de hauteur et échelonnées entre 100 et 250 m au large du Cap Spartel aux abords du détroit de Gibraltar. Ces rides montrent un caractère asymétrique transverse en lien avec un écoulement vers le NE et ont été interprétées dans un premier temps comme des dunes sableuses atypiques. Si les analyses morpho-métriques semblent cohérentes avec la présence de grandes dunes sableuses, l'intégration récente des donnés bathymétriques et des prélèvements suggèrent plutôt la présence de rides carbonatées. Ces rides se positionnent sur une terrasse en rebord de plate-forme et en continuité latéral d'un drift contouritique présent entre 300 et 400 m au contact de la veine d'Eau Centrale Nord Est Atlantique (ENACW). Les interprétations sismiques montrent clairement le développement multigénérationnel des rides à partir de discordances marquant la base d'un ensemble de cinq séquences. Le comblement des dépressions inter-rides et leur enfouissement partiel suggèrent ainsi des processus de croissances et de déclins des rides similaires aux processus décrits pour les rides de coraux froids (Roberts et al., 2006 ; Wienberg and Titshack, 2017). De telles rides sont bien documentées depuis une vingtaine d'année le long de la pente continentale du Maroc Atlantique entre 500 et 1000m et formées d'assemblages de milliers de monticules carbonatées au sein de l'AMCP (Atlantic Coral Mound Province), (Hebbeln et al., 2019). Néanmoins, la présence de rides en position de plate-forme n'a pas encore été relevée dans ces latitudes tempérées. Le caractère peu profond des rides du cap Spartel implique leur quasi émersion durant le Dernier Maximum Glaciaire et reste difficile à considérer pour le développement des espèces communes de coraux froids répertoriées sur la marge atlantique marocaine. En outre, les échantillonnages sédimentaires réalisés qui restent très partiels ne montrent pas d'évidence de coraux froids. Ils montrent en revanche l'accumulation importante de rhodolites et bryozoaires associés à une faune peu profonde et tempérée qui conforte la nature carbonatée des rides et leur caractère composite mais dont la composition précise reste encore à préciser.

## Références

* Hebbeln D., Bender M., Gaide S., Titschack J., Vandorpe T., Van Rooij D., Wintersteller P., Wienberg C. 2019. Thousands of cold-water coral mounds along the Moroccan Atlantic continental margin: distribution and morphometry. Mar Geol. 411, 51–61

* Roberts, J.M., Wheeler, A.J., Freiwald, A., 2006. Reefs of the deep: The biology and geology of cold-water coral ecosystems. Science. 312, 543–547.

* Wienberg, C., Titschack, J., 2017. Framework-Forming Scleractinian Cold-Water Corals Through Space and Time : A Late Quaternary North Atlantic Perspective, in: Rossi, S., Bramanti, L., Gori, A., Orejas Saco del Valle, C. (Eds.), Marine Animal Forests: The Ecology of Benthic Biodiversity Hotspots. Springer International Publishing, Cham, pp. 699-732.

<footnote n="1">¹ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>

<footnote n="2">² UMR 6539 LEMAR, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER, IRD</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="4">⁴ Département de géologie marine, SHOM</footnote>
# Hétérogénéités sédimentaires de la Basse Plaine de la Garonne et impact pour la mise en œuvre du modèle hydrogéologique de recharge artificielle de la nappe alluviale (projet RAMAGE)

Sophie Leleu<fnref n="1" />, Pierre Weill⁴, Pascal Bertran<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Nazeer Asmaël<fnref n="2" />,<fnref n="5" />, Michel Franceschi<fnref n="2" />,<fnref n="1" />, Alain Dupuy<fnref n="5" />

Contact : sophie.leleu@bordeaux-inp.fr

La Garonne est un fleuve sinueux, encaissé dans une large vallée, plus grande plaine alluviale occupée et cultivée de France. Elle transporte essentiellement une charge de fond grossière, jusqu'à la zone d'influence des marées en aval, à partir de laquelle la charge, la dynamique et la géomorphologie changent fortement. La vallée de la Garonne est le résultat d'une histoire quaternaire polyphasée, marquée par 6 niveaux de terrasse bien documentés (Huschsmann, 1975; Christophoul et al., 2014 ; Bourbon et al., 2019). L'architecture des nappes alluviales, en revanche, est relativement méconnue (Carozza et al., 2013, Bertran et al., in press). Pourtant, la nappe alluviale de la Garonne est en forte connexion hydraulique avec le fleuve et soutient son débit d'étiage. La caractérisation des hétérogénéités sédimentaires est donc essentielle pour mieux quantifier et modéliser les flux d'eau à l'interface nappe-rivière.

Le projet RAMAGE (Recharge Artificielle et Maintien Alluvial de la Garonne à l'Étiage) en collaboration avec le SMEAG (Syndicat Mixte d'Études et d'Aménagement de la Garonne) a pour objectif de tester l'alimentation accélérée de la nappe alluviale peu profonde en utilisant l'eau du canal latéral de la Garonne en périodes de hautes eaux avec plusieurs secteurs potentiels d'infiltration (plaine alluviale actuelle et terrasse la plus récente) entre Agen et Marmande. Cette eau souterraine stockée est susceptible de soutenir naturellement l'étiage de la Garonne de manière diffuse et tempérée (14-15 °C), constituant un moyen efficace de lutter contre le réchauffement des eaux du fleuve. En effet, le réchauffement climatique impacte fortement la température de l'eau, mettant en danger la survie et la pérennité des écosystèmes fluviaux (Rapport Agence de l'eau Adour-Garonne). Sur le site de Brax (47), une alimentation accélérée a déjà été réalisée via des bassins d'infiltration, ainsi qu'un modèle numérique des écoulements. L'effet des hétérogénéités sédimentaires des dépôts alluviaux est bien visible dans cette zone, ces dernières étant essentiellement créées par les dépôts de l'ancien système méandriforme.

L'objectif de cette étude est de caractériser et spatialiser les hétérogénéités sédimentaires de la plaine alluviale de la Garonne. L'analyse de données satellitaires (MNT RGE Alti® à 5 m), de cartes anciennes, des sondages géologiques (BSS BRGM et carrières de granulats), de coupes géologiques et géophysiques (géoradar 200 MHz) a permis de cartographier et dater un certain nombre des barres de méandres et de paléo-chenaux mis en place dans les dépôts récents (< 35 ka) et superficiels (3-4 premiers mètres) de la plaine (Bertran et al., in press). Un logiciel de modélisation de réservoirs méandriformes (Flumy - Mines ParisTech) est utilisé pour construire un premier modèle géologique 3D de la plaine alluviale de la Garonne, nourri des données de terrain pour la partie superficielle, et se basant sur des scénarios probables des caractéristiques morpho-sédimentaires du fleuve pour le remplissage le plus profond et non-cartographiable, soit jusqu'au toit de la molasse formant le substratum (situé à 8-10 m sous la surface). Le modèle de répartition de faciès sédimentaire ainsi créé, une fois traduit en conductivité hydraulique, pourra servir d'entrée pour une modélisation hydrogéologique plus précise des échanges entre la Garonne et sa nappe alluviale.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5199 PACEA, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ INRAP Nouvelle-Aquitaine</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ BRGM Nouvelle-Aquitaine</footnote>
# The Late Pleistocene - Holocene meandering lower Garonne River, southwest France: architecture of the valley fill and chronology, comparison with other European rivers

Sophie Leleu<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Pascal Bertran<fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Eric Andrieux<fnref n="4" />, Zoe Sicard-Delage<fnref n="5" />, Rachid Ouchaou<fnref n="6" />, Pierre Weill<fnref n="7" />, Jean-Yves Reynaud<fnref n="6" />

Contact : sophie.leleu@bordeaux-inp.fr

The study of the lower Garonne between 170 and 200 km upstream of its current mouth reveals a complex evolution of the valley during the Last Glacial and the Holocene. The architecture and chronology of Late Pleistocene to Holocene alluvial deposits in the lower Garonne have been studied in details based on data (boreholes, trenches, ground-penetrating radar, numerical dating) collected in quarries and during archaeological surveys (Bertran et al., Geomorphology, in press). The ages were obtained from sand beds (OSL) and plant debris (14C) from clay and peat at the base of abandoned channel fills. The preserved alluvial bodies, dated between ca. 38 ka and present, show that the river retained a meandering or anabranching pattern throughout this period, associated with the formation of lateral accretion packages and scroll bars in the convexity of meanders.

A narrow incision was identified along the Garonne Valley within the deepest alluvial deposits, and linked with an 'incised valley' described in the estuary. This valley incision occurred between ca. 26 and 18 ka and therefore can be interpreted to be in connection to the LGM low sea level. It reached up to 19 m in the study area, and occurred while the riverbed adjusted in response to the base level drop. The upstream propagation of the knickpoint to the study area probably required a delay of several millennia. The rapid sea level rise during deglaciation would then have caused the canyon to fill in, followed by the re-establishment of a "normal" river regime from 18 ka onwards when a new equilibrium was reached.

Since ca. 18 ka, the lateral migration of meanders widened the plain without any significant incision of the Oligocene marl bedrock. The Early-Middle Holocene was characterized by the development of highly sinuous meanders, while sinuosity decreased in a late phase including the Little Ice Age. The morphology of the Garonne floodplain during the Last Glacial remains difficult to assess in detail. While the presence of large lateral accretion packages in a sector dated ca. 18 ka attests to a meandering or anabranching pattern, no MIS 2 abandoned channel has been observed in cross-section in the study area. One channel, with its large radius of curvature, was active during the Lateglacial (early MIS 1) and was abandoned during the Allerød. Gravel beds on the MIS 2 and early MIS 1 point bars (MB3) at a higher elevation than on the Holocene MB2 suggests that flood discharges were higher during the earlier phase of floodplain evolution. Comparison with other lowland European rivers shows that the persistence of a meandering or anabranching pattern during MIS 2 is not an isolated case. The documented examples are associated with rivers typified by low valley slope, or situated in southern regions unaffected by permafrost and characterized by dense vegetation. The latter conditions would not have led to a drastic change in river discharge and bedload transport during the Last Glacial, as was the case for more northerly rivers where braiding seems to have been common.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² UMR 5199 PACEA, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="3">³ INRAP Nouvelle-Aquitaine</footnote>

<footnote n="4">⁴ Department of Archaeology, Durham University (UK)</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 6266 IDEES, Université de Caen Normandie, Université de Rouen Normandie, CNRS</footnote>

<footnote n="6">⁶ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD</footnote>

<footnote n="7">⁷ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>
# Investigations on the origin of carbonaceous matter of the ca. 3.48 Ga Dresser Formation (Western Australia) down to the nanoscale

Kevin Lepot¹,², Karim Benzerara³, Théo Bousseau¹, Sylvain Bernard³, Ahmed Addad⁴, Pascal Philippot⁵

¹ UMR 8187 LOG, Université de Lille, ULCO, CNRS, IRD

² Institut Universitaire de France

³ UMR 7590 IMPMC, Université Paris-Sorbonne, CNRS, MNHN

⁴ UMR 8207 UMET, Université de Lille, CNRS, ENSCL, INRAE

⁵ UMR 5243 Géosciences Montpellier, Université de Montpellier, CNRS

Contact : kevin.lepot@univ-lille.fr

The ca. 3.48 Ga Dresser Formation of the Pilbara Craton in Western Australia comprises a synsedimentary seafloor hydrothermal system. This formation displays pyritic and siliceous stromatolites, non-graphitic carbonaceous matter, and microscopic pyrites bearing S-isotope signatures that may be attributed to microbial sulfate reduction. These multiple potential traces of life make the Dresser Formation one of the oldest plausible microbial ecosystems on Earth (Lepot 2020). The seafloor hydrothermal system associated with mafic to ultramafic magmatism may also have provided a context that may have enabled abiotic organic matter formation (Rasmussen et al., 2023). This could have proceeded through serpentinization reactions (which produce H₂ that in turn may reduce CO₂ into organic molecules) and/or hydrothermal decomposition of Fe-carbonate (siderite) into carbonaceous compounds.

Here, we aim at recovering constraints on the origin of the Dresser Formation carbonaceous matter with high-resolution petrographic and spectroscopic investigations, relying on spatially resolved Raman and X-ray absorption near-edge structure (XANES) investigations in combination with electron microscopy (SEM and STEM). We targeted stratiform carbonate-cherts lithologies and hydrothermal chert veins/dykes cutting across underlying metavolcanics.

Raman spectroscopy shows heterogeneities that suggest variations in the degree of structural order in the carbonaceous matter. Raman thermometry performed on carbonaceous matter using the Kouketsu et al. (2014) method argues for a range of peak temperatures between ca. 305 and 355 °C. In one chert sample, a bi-modal distribution of the Raman band parameter D1/GL (ca. 1350 cm⁻¹ to ca. 1600 cm⁻¹ band height ratio) suggests two possibly distinct types of carbonaceous matter. XANES spectra are characteristic of highly aromatic carbonaceous matter, and display a small, but conspicuous 1s-σ* exciton peak at ca. 291.7 eV that indicates conjugation of graphene sheets and relatively large in-plane crystallite sizes (Bernard et al., 2010). High-resolution STEM shows two types of atomic plane ordering, including a dominant nanofiber-like structure, and larger well-organized crystalline domains. These differences in organization observed at the atomic scale can explain the heterogeneities observed in Raman and XANES spectra.

In terms of texture, a population of carbonaceous matter grains, generally sub-micrometric and highly porous, occurs in ankerite crystals, often associated with pyrite nanocrystals. This texture is consistent with fluid-deposited carbonaceous matter, which may have originated from *in situ* or migrated bitumen, of biotic and/or abiotic origin. Coarser micrometric carbonaceous grains are also found in ankerite rhombohedra and in their surrounding chert matrix. These coarser carbonaceous grains display the highest structural order in HR-STEM, whereas the smaller, porous grains are of the nanofibrous-type. Common associations of carbonaceous matter and siderite microcrystals suggest the possible *in situ* production of carbonaceous matter in the various chert-carbonate beds through thermal decomposition of siderite.

## References

* Bernard, S., Beyssac, O., Benzerara, K., Findling, N., Tzvetkov, G., Brown, G.E., 2010. XANES, Raman and XRD study of anthracene-based cokes and saccharose-based chars submitted to high-temperature pyrolysis. *Carbon* N. Y. 48, 2506–2516.
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.03.024

* Kouketsu, Y., Mizukami, T., Mori, H., Endo, S., Aoya, M., Hara, H., Nakamura, D., Wallis, S., 2014. A new approach to develop the Raman carbonaceous material geothermometer for low-grade metamorphism using peak width. *Isl. Arc* 23, 33–50.
https://doi.org/10.1111/iar.12057

* Lepot, K., 2020. Signatures of early microbial life from the Archean (4 to 2.5 Ga) eon. *Earth-Science Rev.* 209, 103296.
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103296

* Rasmussen, B., Muhling, J.R., 2023. Organic carbon generation in 3.5-billion-year-old basalt-hosted seafloor hydrothermal vent systems. *Sci. Adv.* 9. https://doi.org/10.1126/sciadv.add7925
# Sediment provenance constraints on end-Ordovician glacial dynamics at the Gondwana margin (Crozon Peninsula, France)

Mathilde Levacher<fnref n="1" />, Germain Bayon<fnref n="1" />, Muriel Vidal<fnref n="1" />, Nathalie Babonneau<fnref n="1" />, Alfredo Loi<fnref n="2" />, Kwangchul Jang<fnref n="3" />

Contact: mathildelevacher@laposte.net

**Key words:** Ordovician, Gondwana, Hirnantian glaciation, Neodymium, δ13Corg

The Ordovician was a period of gradual cooling that culminated with the onset of the Hirnantian glaciation about 445 Ma ago, associated with the first global mass extinction or LOME for "Late Ordovician Mass Extinction" (Bond and Grasby, 2020).

To date, most proxy records for end-Ordovician environmental changes have focused on carbonaceous sedimentary sequences from the Laurentia and Baltica continents that were located in paleo sub-tropical regions. This study focuses on the paleoenvironmental reconstruction of the northern Gondwana margin, then located in high southern latitudes in close proximity to ice sheets. Bulk δ13Corg analyses conducted on shale samples collected from the Crozon Peninsula (Brittany, France) enabled us to revise the regional Upper Ordovician stratigraphy and to identify, for the first time, the main phase of the Hirnantian glaciation in studied outcrops.

The measurement of neodymium isotope ratios (εNd(i)) on the fine-grained detrital fraction of shale samples across the Upper Ordovician indicates a subtle change in sediment provenance at the onset of the Hirnantian glaciation. Much greater Nd isotopic variability is observed during the later stage of the Hirnantian isotope carbon (δ13C) excursion (HICE) in studied outcrops, with εNd(i) values varying drastically from -12.2 to -2.7. These results are interpreted as reflecting major drainage reorganization of glacial catchments following periods of successive glacial advances and retreats. In particular, we suggest that high εNd(i) values in studied samples could trace the export of fine-grained sediment from remote source areas, presumably delivered via massive meltwater pulses.

<footnote n="1">¹ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>

<footnote n="2">² Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari (Italy)</footnote>

<footnote n="3">³ Division of Glacial Environment Research, Korea Polar Research Institute (Korea)</footnote>
# Déchets plastiques dans les décharges littorales : comment les quantifier et comment les processus d'érosion jouent un rôle dans leur transport et dans la formation des microplastiques

Victor Lieunard<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Sébastien Rohais<fnref n="1" />, Julien Bailleul<fnref n="2" />

Contact : victor.lieunard@ifpen.fr

La hausse du niveau moyen de la mer ainsi que l'intensification des tempêtes provoquent une accélération de l'érosion du littoral. Dans ces zones vulnérables se trouvent de nombreux sites d'enfouissement historique. Un des exemples les plus symboliques en France est la décharge de Dollemard (Le Havre). Les falaises y sont fortement exposées, favorisant la remobilisation des séries sédimentaires, notamment de manière gravitaire, ainsi que le relargage des déchets présents dans la décharge. De telles décharges sont présentes partout en Europe. Certains des déchets qui y sont les plus courants sont les plastiques et les microplastiques (MP). Ils présentent un risque sanitaire majeur et sont encore peu surveillés dans ce compartiment environnemental. En effet, bien que de nombreuses recherches se concentrent sur le transport des plastiques et leur présence dans les milieux marins, peu prennent en considération les décharges littorales comme source de plastique et de MP. De plus, la similitude des processus de transport des sédiments et des plastiques n'est que très peu étudiée. Il en est de même pour les processus d'érosion des falaises littorales et de fragmentation des plastiques en MP. Afin de progresser sur ces sujets, des protocoles d'échantillonnage et d'analyses doivent être développés pour mesurer l'imprégnation en plastique dans les décharges. D'un côté, les macroplastiques peuvent être mesurés à partir d'une méthode OSPAR adaptée. Il s'agit d'un ramassage et d'un tri systématique de ces déchets sur une zone précise. Une telle méthode, répétée dans le temps, est capable d'apporter des informations sur le volume des déchets selon la période, leur nature et leur origine, en provenance de la décharge ou non. D'un autre côté, les MP nécessitent des méthodes d'analyses plus poussées afin d'être caractérisés. Bien qu'aucune méthode normée n'existe dans ce compartiment pour mesurer ces particules, la méthode Rock-Eval® (RE) a déjà prouvé son efficacité pour de telles analyses. En plus d'être rapide et de demander peu de prétraitement d'échantillon, cet appareil permet d'apporter des informations quant à la nature et à la concentration de MP dans un volume de sédiment. Ainsi, l'union de la méthode OSPAR et RE sur une décharge littorale est envisagée pour cartographier l'imprégnation des plastiques et de MP. Ces méthodes, associées à l'observation des mécanismes d'érosion et de transport des sédiments sur les pentes aideront à mieux comprendre les processus de formation des MP dans ces contextes. En somme, le développement et l'application de ces méthodes est capital pour suivre l'évolution de l'imprégnation en plastique dans l'environnement, et notamment dans les milieux côtiers et marins. Ainsi, le transport des plastiques par différents phénomènes naturels pourra être mieux compris et, par conséquent, mieux anticipé. Cela doit permettre également d'avoir une meilleure idée de la provenance des déchets plastiques retrouvés en bord de plage. Finalement, si les méthodes sont suffisamment robustes, elles permettront de tester l'efficacité des solutions de remédiation en lien avec les projets de réhabilitation des décharges littorales.

<footnote n="1">¹ IFPEN, Géoscience, Rueil-Malmaison</footnote>

<footnote n="2">² U2R 7511 B2R, UniLaSalle, Université Picardie Jules Verne</footnote>
# Les bassins cénozoïques du Cotentin (Normandie, France) : une plate-forme rocheuse à hauts fonds ouverte sur l'Atlantique et soumise aux déformations compressives " alpines "

Aurélia Londero<fnref n="1" />, Olivier Dugué <fnref n="1" />

Contact : aurelia.londero@etu.unicaen.fr

Plusieurs petits bassins sédimentaires cénozoïques sont isolés dans le Massif armoricain et en particulier dans le NW de la Normandie (Centre Cotentin), mais en partie recouverts par des marais holocènes. De nombreux forages de recherche hydrogéologique ont permis de reconstituer l'évolution sédimentaire de cette série sédimentaire cénozoïque (300 m) (1). Les six bassins d'extension kilométrique reconnus à terre, dans le Cotentin (Néhou, Orglandes-Picauville, Sainteny, Marchésieux, Sangsurière et Lessay) sont séparés par des terrains précambriens, paléozoïques ou mésozoïques. La dépression du centre-Cotentin est limitée au Nord et au Sud par des structures de direction varisque N 70-(2, 3) et des relais d'accidents d'orientation N 150-170-(4, 5) définissent ses bordures Ouest et Est. L'ouverture des bassins cénozoïques est expliquée par le rejeu de ces failles de direction N 150-170-décrites à travers tout le Massif armoricain. Les transgressions cénozoïques d'origine atlantique ont recouvert périodiquement sa bordure paléozoïque occidentale, déposant en arrière des épandages de sables et graviers calcaires (faluns) sous une dynamique tidale, à l'Éocène moyen, Miocène moyen et au Plio-Pléistocène.

Cette mosaïque de bassins cénozoïques, aujourd'hui séparés les uns des autres par des affleurements du socle armoricain, est interprétée comme le résultat d'un rejeu quaternaire des failles (6, 7). La comparaison de l'évolution sédimentaire paléogène dans les bassins de Néhou et d'Orglandes-Picauville suggère une morphologie déjà acquise lors des transgressions paléogènes. La série terrigène fini-paléogène (50 m) du Cotentin est intercalée entre les faluns éocènes et miocènes, correspondant à des formations marines (Argiles à Corbules) et lacustres (Marnes et calcaires à Bithinies, Argiles lacustres de Néhou) (10). L'analyse biostratigraphique des microfaunes benthiques ou des flores a confirmé leur attribution à l'intervalle Éocène supérieur- Oligocène (1, 9). À Néhou, situé à l'Ouest du bassin d'Orglandes-Picauville, la série terrigène fini-Paléogène se révèle plus sableuse et plus récente, se terminant par des argiles lacustres datées de l'Oligocène inférieur. Dans ces deux bassins, la déformation plicative des calcaires éocènes a favorisé un endoréisme des environnements paléogènes, et l'érosion au toit des calcaires éocènes. Au Bartonien, la transgression recouvre ces environnements continentaux à l'Est, et plus tardivement vers l'Ouest (bassin de Néhou), y déposant des sables quartzeux et coquilliers au Rupélien, dans un domaine lagunaire évoluant vers l'émersion. Des écueils rocheux ont séparé les deux bassins paléogènes du Cotentin et ont gêné les communications marines, expliquant les fréquents remaniements et variations latérales de faciès décrits.

La présence de hauts-fonds rocheux apparaît comme un trait paléogéographique permanent de la plate-forme paléogène du Cotentin, à la transition de l'Éocène et de l'Oligocène, jouant le rôle d'une barrière protectrice qui limite les communications marines à travers les bassins. Un tel dispositif d'îlots rocheux se retrouve à Saint-Sauveur-le-Vicomte (11), entre les bassins d'Orglandes-Picauville et de la Sangsurière ou à Périers, entre les bassins pléistocènes de Lessay et de Marchésieux (7). Ces îlots rocheux de la plate-forme du Cotentin sont aussi à l'image actuelle de celle du golfe normand-breton, peu profonde et encombrée par de nombreux écueils rocheux qui modifient la circulation des courants tidaux et contrôlent les accumulations de sables et graviers (8).

## Références

DUGUÉ O. et al. (2005). Bull. Inf. Géol. Bass. Paris, 42, 2, 6-68.

GRESSELIN F. (1990). Thèse de l'Université de Caen, 335 p.

VERNHET Y. et al. (1999). feuille Balleroy n° 118. BRGM.

DORÉ F. (1969). Thèse Doctorat État de l'université de Caen, 790 p.

PAREYN C. et ROYANT G. (1964). Bull. Soc. Linn. Normandie, 10e, V, 86-93.

PAREYN C. (1980). Bull. Soc. géol. Fr., 22, 695-701.

BAIZE S. (1998). Thèse de l'Université de Caen, Document BRGM 289 (1999), 366 p.

WALKER P. (2001). Thèse de l'Université de Caen, 289 p.

GUERNET C. et al. (2008). Bull. Inf. Géol. Bass. Paris, 45, 2, 5-11.

VIEILLARD E. et DOLLFUS G. (1875). Bull. Soc. linn. Normandie, 2, 9, 5-181.

ÉLHAÏ H. (1963). Thèse de l'Université de Bordeaux, 624 p.

<footnote n="1">¹ UMR 6143 M2C, Université Rouen Normandie, Université Caen Normandie, CNRS</footnote>
# Tidal strait depositional model revised

Sergio Longhitano<fnref n="1" />

Contact : sergio.longhitano@unibas.it

A revision of the depositional model for ancient and modern, tectonically-confined tidal straits is presented here. The model, built on an early foundational work published in 2013, is now based on 24 modern tidal straits with common bottom features and hydrodynamics, and 13 ancient case studies. The comparison between these well-documented case studies addresses several key advancements.

**Enhanced Bedform Diversity:** The revisited model includes a broader range of bedforms, emphasizing the interplay between dominant tidal flows and subordinate processes. This provides a more comprehensive understanding of sedimentary structures in tidal straits.

**Deflected Deltas:** The role of tidally-modulated, alongshore-directed circulation in shaping asymmetric delta fronts is considered, highlighting the influence of lateral tidal currents on sediment deposition patterns and geomorphological asymmetry.

**Genetic Relationships in Sedimentary Processes:** The model establishes a cause-effect relationship between shallow- and deep-water sedimentary processes, focusing on the genesis of sandy contourites. This highlights the interconnected nature of sediment transport and deposition from nearshore to deeper environments.

**Stratigraphic Constraints:** New stratigraphic criteria are proposed to recognize and differentiate ancient tidal straits in the rock record, improving the identification and interpretation of paleoenvironments and aiding geological reconstructions and resource exploration.

**Green-Energy Development:** Potential areas within modern tidal straits suitable for tidal and wave energy harnessing are evaluated, supporting sustainable energy initiatives by leveraging the unique hydrodynamic characteristics of tidal straits.

<footnote n="1">¹ Università degli Studi della Basilicata, Matera (Italy)</footnote>
# Caractérisation sédimentologique préalable aux implantations des futures zones EMR : apport des données haute résolution aux travaux de recherches

Loïc Moutoussamy<fnref n="1" />, Agathe Ignacio<fnref n="1" />, Marie Laurent<fnref n="1" />, Meril Merindol<fnref n="1" />, Edith Le Borgne<fnref n="1" />

Contact : loic.moutoussamy@shom.fr

Le développement des énergies marines renouvelables (EMR) requiert une connaissance précise de l'environnement pour le choix des sites, la réduction des risques et la phase d'opération. Dans ce cadre, le ministère de l'Environnement confie au Shom, depuis plusieurs années, la reconnaissance géologique des zones d'implantation et de raccordement des futurs parcs éoliens en mer, définies par la Programmation Pluriannuelle de l'Energie.

Le Shom a récemment fourni une description générale de l'état de la connaissance et des caractéristiques physiques des différentes façades maritimes, destinée à être incluse dans le dossier de maîtrise d'ouvrage pour la consultation du public organisée par l'Etat. Ensuite, des études plus approfondies sont menées sur des zones plus restreintes définies par l'Etat à l'issue du débat public. Il s'agit alors de dresser l'état de la connaissance existante, issue des bases de données du Shom ou de sources externes, sur des zones de quelques centaines de km². Des études bibliographiques sont également réalisées pour différents volets techniques en lien avec les divers domaines d'expertise du Shom : bathymétrie, sédimentologie, courants, marée, houle, hydrologie et objets anthropiques.

Une étude sédimentologique complète de la zone est ensuite effectuée, en réalisant un levé morpho-sédimentaire à l'aide de navires et vedettes hydrographiques opérés par le Shom, équipés de systèmes de mesures spécifiques. Le Groupe Hydrographique et Océanographique de l'Atlantique déploie principalement des sondeurs multifaisceaux et monofaisceau, ainsi que des sondeurs de sédiments. Un sonar latéral remorqué est utilisé pour la recherche d'obstructions de petite taille, et un magnétomètre remorqué pour détecter les gros objets métalliques, tels que les épaves. Des prélèvements sédimentaires sont réalisés à l'aide de bennes spécifiques pour déterminer la nature superficielle des fonds.

Les données collectées durant ces campagnes permettent, dans une dernière phase, d'élaborer le dossier d'environnement final, offrant une caractérisation complète de la zone d'étude. Cette caractérisation se traduit par la réalisation de produits tels que les modèles numériques de terrain, les cartes de nature des fonds, les analyses granulométriques, les cartes d'épaisseur sédimentaires, l'imagerie acoustique de la zone d'étude, l'étude statistique approfondie des états de mer, ou encore le rapport d'analyse des mesures de courants acquises. Il est important de souligner que ces données, acquises dans le cadre des travaux EMR, présentent une résolution élevée et un potentiel d'application bien au-delà des seuls projets EMR. Elles constituent une ressource précieuse pour la communauté scientifique, permettant de répondre à diverses problématiques de recherche dans des domaines variés. Ainsi, les acteurs du monde de la recherche sont invités à considérer ces données comme une opportunité de mener à bien des projets scientifiques régionaux de grande envergure. À ce jour, un certain nombre de zones de travail en Manche, Mer du Nord, Méditerranée ou sur la façade Atlantique ont déjà été couvertes ou sont en cours d'étude. Cela représente près de 4000 km² de surface explorée.

<footnote n="1">¹ Département de géologie marine, SHOM</footnote>
# Architecture stratigraphique d'un système deltaïque syn-tectonique riche en nummulites : de l'affleurement à l'image sismique (Delta du Sobrarbe, Eocène, Espagne)

<u>Toufic Mazloum</u><fnref n="1" />, <u>Carine Grélaud</u><fnref n="1" />,<fnref n="2" />, <u>Philippe Razin</u><fnref n="1" />,<fnref n="2" />

Contact : <toufic_mazloum@hotmail.com>

Notre étude porte sur l'analyse stratigraphique détaillée d'un affleurement présentant la partie sommitale du complexe deltaïque syn-tectonique du Sobrarbe (Eocène, Espagne), et de son image sismique. Ce système deltaïque s'est développé dans le bassin d'avant-pays sud-pyrénéen à partir du Lutétien moyen (~44 Ma) succédant à une plate-forme carbonatée d'âge Cuisien (~49 Ma), en réponse à la propagation des reliefs pyrénéens vers l'ouest - nord-ouest. L'objectif de cette étude est de caractériser la géométrie et la répartition des dépôts dans cette partie du complexe deltaïque du Sobrarbe, particulièrement riche en nummulites, d'interpréter les processus contrôlant l'architecture sédimentaire de ce système, et d'analyser son image sismique.

La méthode appliquée combine (1) l'interprétation d'un modèle photogrammétrique 3D de l'affleurement, (2) l'acquisition de données de terrain : cartographie, levé et corrélations de logs sédimentologiques, (3) la modélisation sismique synthétique du transect d'affleurement.

L'analyse du modèle photogrammétrique sur le logiciel VRGS a permis de pointer les limites de couches, de mesurer leur pendage et de générer dix logs présentant les épaisseurs des différentes unités. Sur le terrain, ces logs ont été analysés en détail (lithologie, granulométrie, contenu en fossiles), permettant d'identifier dix lithofaciès : un faciès d'unités calcaires (calcaires de Guara), six faciès deltaïques (incluant les faciès silteux profonds du prodelta, les faciès gréseux du front de delta et les alternances marno-gréseuses de la plaine deltaïque) et trois faciès remarquablement riches en nummulites. Un transect présentant l'architecture stratigraphique et la distribution des faciès a pu être construit en intégrant les résultats de l'étude photogrammétrique et de l'analyse de terrain.

L'établissement de l'architecture séquentielle et stratigraphique du système étudié a permis d'interpréter, au premier ordre, un système deltaïque aggradant et surtout progradant vers le nord-est, caractérisé par des clinoformes d'environ 60 m d'amplitude et 6° de pente. Cinq séquences de second ordre ont été identifiées, limitées par des surfaces d'incision (Maximum Regressive Surfaces). Chaque séquence débute par une surface d'érosion et/ou de glissement, affectant les grès de front-delta sous-jacents. Pendant la phase de transgression (S<A), des faciès très riches en nummulites se déposent au niveau de la rupture de pente, moulant la surface d'érosion. La phase de régression (S>A) est marquée par la progradation des faciès deltaïques gréseux classiques (moins riches en nummulites) jusqu'à atteindre un maximum de régression.

Dans ce système, les corps gréseux potentiellement réservoirs du front-delta sont de faible épaisseur, car érodés par les surfaces d'incision, et peuvent être localement déconnectés par les niveaux nummulitiques carbonatés transgressifs. Afin de savoir si ces surfaces et hétérogénéités peuvent être détectées ou non sur des images sismiques, et éventuellement trouver des indices pour les repérer, un modèle sismique synthétique a été réalisé à partir du transect d'affleurement. Bien que l'échelle verticale de l'affleurement limite la précision de son image sismique, l'analyse des modèles à différentes fréquences a permis de détecter des variations subtiles d'amplitude et de géométrie des réflexions sismiques pouvant aider à prédire la présence de niveaux nummulitiques et de surfaces d'incisions, apportant ainsi des clés pour mieux interpréter les données sismiques de réservoirs deltaïques analogues en subsurface.

<footnote n="1">¹ UMR 5805 EPOC, Université de Bordeaux, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² ENSEGID, Bordeaux INP, Université de Bordeaux</footnote>
# Sédimentologie et stratigraphie des minéralisations de plomb argentifère de Saint-Sébastien-d'Aigrefeuille, Gard, France

Geoffray Musial¹

¹ IMT-Mines Alès

Contact : geoffray.musial@mines-ales.fr

Les ressources minérales de la bordure sous-cévenole, entre autres le plomb, le zinc, le fer, l'or, le cuivre ou l'antimoine, mais aussi les ressources énergétiques comme le charbon ou l'asphalte, ont fait la renommée géologique de cette région à la croisée entre un socle cristallin ancien et un bassin sédimentaire polyphasé.

Les minéralisations plombifères de la région sont portées par une série détritique composée de conglomérats et grès arkosiques d'âge triasique, Anisien-Ladinien, mises en place dans une sédimentation de type cônes alluviaux et rivières en tresses. Ces dépôts détritiques grossiers passent vers l'aval à des argiles rouges. La présence de feldspath dans les sédiments grossiers reflète la proximité de la source et la composition du socle hercynien, granitique et métamorphique, qu'ils recouvrent en discordance. En certains points, le massif granitique est altéré, remplacé par un régolithe rouge, argileux et ferrugineux, remanié par la dynamique fluviatile, et témoignant d'un climat tropical humide qui a perduré sur plus de 50 millions d'années.

Les minéralisations métallifères de la bordure sous-cévenole sont décrites dans la littérature comme un exemple et une référence de minéralisations hydrothermales MVT (" Mississippi Valley Type "). Toutes les observations de terrain ne valident cependant pas ce modèle de minéralisation tardive. En effet, (1) la minéralisation plombifère est associée à une forte silicification uniquement portée par les arkoses triasiques ; (2) cette minéralisation n'est pas décrite dans les failles et notamment la faille des Cévennes ; (3) la géométrie de la minéralisation est purement stratiforme ; (4) les arkoses triasiques, hôtes de la minéralisation, ne semblent pas enregistrer de compaction significative.

Le modèle des minéralisations plombifères gardoises peut donc être rediscuté. L'importance de l'environnement de dépôt et d'un fond géochimique présent dans les roches altérées du socle a été jusqu'à présent sous-estimée. Une revue de la littérature montre qu'un modèle alternatif existe, avec une minéralisation d'origine pédologique. L'alternance de saisons humides (lessivantes) et de saisons sèches (confinantes) serait notamment à l'origine de l'hydrolyse du socle granitique et de la formation des cuirasses métallifères silicifiées.
# Linking onshore and offshore crustal features integrating seismic and borehole data in the Gamtoos and Pletmos basins

Manyano Makuzeni<fnref n="1" />, Daniel Aslanian<fnref n="1" />, Bastien Linol<fnref n="2" />, Marina Rabineau<fnref n="1" />, Maryline Moulin<fnref n="1" />, Estelle Leroux<fnref n="1" />, Philippe Schnurle<fnref n="1" />, Romain Pellen, Guillaume Baby<fnref n="3" />

Contact : manyano.makuzeni@ifremer.fr

The margin of the Southern Africa continent harbours the history about the fragmentation and separation of Gondwana in its basins. The integration of onshore and offshore geology is of primordial importance to understand the complete geological history and evolution of the southern African border. The margin is composed of four half-grabens rift basins which form the large Outeniqua Basin. The study focuses on the Gamtoos and Pletmos basins, where the sediment deposits on the onshore portion are generally unfossiliferous and therefore difficult to correlate with the offshore portion of the basin. In an attempt to do this, several datasets were integrated such as vintage 2-D seismic reflection data and borehole wells. This data, acquired by SOEKER in the 1970s was purchased from the Petroleum Agency of South Africa (PASA). The first results allow us to estimate for the first time a precise age calibration of onshore deposit. Furthermore, the delimitation in 5 second-order seismic sequences along the basins suggests a link between different basin filling dynamics and kinematic phases related to the opening of the Indian and Atlantic Oceans along the southern Africa margins.

<footnote n="1">¹ UMR 6538 Geo-Ocean, Université de Bretagne Occidentale, CNRS, IFREMER</footnote>

<footnote n="2">² AEON, Nelson Mandela University, Gqeberha (South Africa)</footnote>

<footnote n="3">³ King Abdullah University of Science and Technology (Saudi Arabia)</footnote>
# Prototype reproductible d'une mini-barge de voyage

Emmanuel Malet<fnref n="1" />, Bernard Fanget<fnref n="1" />, Raphaël Gallet<fnref n="1" />, Fabien Arnaud<fnref n="1" />

Contact : emmanuel.malet@univ-smb.fr

Depuis de nombreuses années le laboratoire EDYTEM effectue des carottages lacustres un peu partout sur la planète avec des outils plus ou moins adaptés à ces missions. En particulier, effectuer des carottes de plus de 3m dans des lacs profonds restait difficile avec du matériel léger, ce qui limitait les possibilités sur des terrains lointains et/ou difficiles d'accès. Dans cette contribution, nous présentons un nouveau dispositif développé spécifiquement pour ce besoin.

L'ensemble est relativement léger (130 kg) et peut être transporté dans 6 bagages de 23 kg respectant les règles du transport aérien (deux d'entre eux seulement sont hors format). Cette mini-barge est composée de deux canoës conçus et fabriqués en France pour cet usage par la société drômoise Mekong. Les flotteurs sont reliés à une structure en cadres d'aluminium. Cette mini-barge permet d'accueillir deux coffres servant de siège, un moteur électrique et un mât de carottage pivotant servant à faciliter la mise en œuvre du carottier et son extraction.

Des matelas servant de fond ont été rajoutés dans les bateaux comme réserve de flottaison dans le cas d'avaries d'une des embarcations. La mini-barge (dimensions totale 3,6x2,3m ; surface de travail 2,3x1,2 m ; réserve d'air totale 1530 kg) peut accueillir deux opérateurs et a une force d'extraction de 500 kg limitée par le treuil (testé à 800Kg en laboratoire). Lors de la conception, l'ensemble des contraintes mécaniques a été optimisé par la méthode des éléments finis associée à un plan d'expérience, les caractéristiques hydrostatiques et hydrodynamiques ont été calculées aussi bien dans le cas d'un usage normal que dans celui d'avaries. Elle a été mise en œuvre avec succès depuis 2021 dans de nombreuses missions avec un carottier de type Nesje (single-run) et le record actuel est de 8,2 m. L'ensemble des plans et fournitures nécessaires à la duplication de ce prototype est disponible sur demande. Il existe à ce jour 4 copies, à EDYTEM et à l'ISEM, mais d'autres laboratoires sont en train de s'équiper.

<footnote n="1">¹UMR 5204 EDYTEM, Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, IRD</footnote>
# Caractérisation et spatialisation des propriétés pétrophysiques des roches du Paléogène du bassin de Paris

Charlie Marconnet<fnref n="1" />, Cédric Bailly<fnref n="1" />, Benjamin Brigaud<fnref n="1" />, Justine Briais<fnref n="2" />, Jean-Baptiste Regnet<fnref n="3" />, Simon Andrieu<fnref n="4" />, Eléna Dubus, Wilson Bouchery<fnref n="1" />

Contact : [charlie.marconnet@universite-paris-saclay.fr](mailto:charlie.marconnet@universite-paris-saclay.fr)

Les séries sédimentaires paléogènes du bassin de Paris, caractérisées par des dépôts mixtes carbonatés et détritiques, continentaux et marins, présentent des hétérogénéités lithologiques, faciologiques et diagenétiques importantes. Cependant, le manque de données et concepts reliant propriétés pétrophysiques et connaissance géologique de ces séries sédimentaires constitue un verrou pour la modélisation et la prédiction des propriétés physiques aux différentes échelles d'investigation, de l'échantillon (µm, cm) jusqu'à la formation géologique (dm, km). Comprendre et prédire ces hétérogénéités réservoir est crucial pour certains enjeux sociétaux majeurs, tels que l'aménagement du sous-sol ou le développement de la géothermie en Île-de-France. Pour répondre à cette problématique, une étude multi-échelle a été menée, intégrant géologie sédimentaire et analyses pétrophysiques, et mettant dans un premier temps l'accent sur les propriétés acoustiques des séries paléogènes. Cette étude se focalise sur des secteurs clés du cœur du bassin de Paris, délimités par le tracé du projet du Grand Paris Express (GPE), et permettant une caractérisation à très haute résolution spatiale des séries sédimentaires grâce à l'accès à une densité exceptionnelle de sondages carottés (environ un sondage chaque 90 m le long des tracés prévisionnels des lignes de métro). Après avoir synthétisé dans une base de données SIG l'ensemble des puits carottés et des données diagraphiques mises à disposition par la Société du Grand Paris, la RATP ainsi que la banque de données du sous-sol (BRGM), une sélection de sondages carottés a été faite afin de décrire les faciès sédimentaires. Le travail s'est focalisé sur 12 carottes situées le long de la ligne 15 Sud du GPE et sur d'anciens chantiers de la RATP au nord de Paris. Leur étude a permis de distinguer 9 associations de faciès correspondant à des paléoenvironnements de type plateforme carbonatée ouverte jusqu'à des environnements continentaux palustres et lacustres. Sur la base de ces observations, une dizaine de cycles sédimentaires ont été identifiés entre le Danien et le Rupélien. Ils ont été corrélés le long de 2 transects mettant en évidence des variations latérales d'épaisseurs des faciès et formations sédimentaires. Sur un transect E-O, les séries du Danien sont très discontinues et atteignent jusqu'à 20 m d'épaisseur. Les dépôts yprésiens, lutétiens et bartoniens varient respectivement entre 5 et 30 m, 40 et 50 m, 7 et 20 m, avec un maximum atteint dans des synclinaux au centre et à l'Est du transect. Les séries priaboniennes montrent une variation latérale d'épaisseur et de faciès avec les Masses et Marnes de Gypse et les Marnes à Pholadomyes (passant aux Calcaires de Champigny à Vitry-sur-Seine), et des dépôts globalement isopaques avec les Marnes d'Argenteuil et les Marnes de Pantin (également le cas du Rupélien). Des mesures de vitesses acoustiques (P et S) en conditions sèches sur des sections de carottes, ont été réalisées en laboratoire. Les premiers résultats, acquis sur un transect E-O de 4 sondages entre Champigny-sur-Marne et Champs-sur-Marne, montrent une distribution hétérogène des vitesses acoustiques P (500 kHz) allant de 1,4 km/s dans des faciès sableux estuariens (moyenné à 2,1 km/s), à 6 km/s dans des faciès présentant une recristallisation et silicification intense dans un calcaire palustre (moyenné à 5 km/s). Au sein d'un même faciès, les vitesses acoustiques P peuvent également varier de manière significative. Par exemple, un faciès de type lac côtier montre une distribution hétérogène allant de 1,9 km/s (Q1) à 4,4 km/s (Q3), alors que le faciès associé à un environnement palustre présente une distribution plutôt homogène allant de 4,8 km/s (Q1) à 5,6 km/s (Q3). Ceci pose question sur le rôle de la diagenèse sur les propriétés acoustiques des roches du Paléogène du bassin de Paris, et du facteur contrôlant au 1er ordre les propriétés acoustiques (environnement de dépôt vs. diagenèse).

<footnote n="1">¹ UMR 8148 GEOPS, Université Paris-Saclay, CNRS</footnote>

<footnote n="2">² BRGM, Orléans</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire Géosciences et Environnement, Cergy Paris Université</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 5276 LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS</footnote>
# Evolution sédimentaire et calage chimiostratigraphique d'un estuaire au cours d'un événement hyperthermique de l'Eocène dans le bassin de Paris

Loïc Marlot<fnref n="1" />, Damien Huyghe<fnref n="1" />, Justine Brais<fnref n="2" />, Mathieu Daeron<fnref n="3" />,
Christine Fléhoc<fnref n="2" />, Laurent Emmanuel<fnref n="4" />, Didier Merle<fnref n="5" />, Olivier Aguerre-
Charriol<fnref n="6" />

Contact : marlot.loic@hotmail.fr

La configuration paléogéographique et l'histoire tectono-sédimentaire du bassin de Paris au cours de l'Eocène a conduit à la formation de dépôts présentant de grandes variations latérales de faciès, rendant le calage et les corrélations stratigraphiques de part et d'autre du bassin complexes. Des marqueurs biostratigraphiques sont parfois présents mais la largeur des biozones est trop importante pour permettre des corrélations fines, surtout pendant le Bartonien, seul étage du Paléogène ne possédant pas de GSSP et dont la base à de nombreuses fois été repositionnée. Or, pendant le début du Bartonien, entre 40,5 et 40 Ma, a eu lieu un réchauffement climatique global et de courte durée (500 ka) appelé le MECO (Middle Eocene Climatic Optimum) qui pourrait représenter une contrainte de corrélation robuste. Cet événement hyperthermique est bien connu en milieu océanique via l'analyse isotopique (d¹⁸O et d¹³C) de test de foraminifères benthiques et planctoniques. Il est caractérisé par une diminution d'environ 1 ‰ des valeurs de d18O en lien avec une augmentation de 4 à 6 ‰ des températures de fond et de surface océaniques. Le MECO est également marqué en milieu océanique par un bref pic négatif de l'ordre de 1 ‰ vers 40 Ma dans une tendance à l'augmentation des valeurs de d¹³C.

Des études ont montré que le MECO aurait provoqué des changements dans le type et les taux d'érosion en domaine orogénique, conduisant donc à des variations des taux de sédimentation locaux. Cependant, nous avons peu d'informations sur son impact en domaine littoral.

L'objectif de cette étude est de déterminer l'évolution sédimentaire des dépôts littoraux de l'Eocène dans le bassin de Paris et de proposer un calage et des corrélations chimio-chronostratigraphiques des dépôts Bartonien en utilisant le signal isotopique du MECO obtenu par l'analyse des coquilles de mollusques remarquablement préservées dans ce bassin.

Les résultats des analyses isotopiques montrent les mêmes variations géochimiques (d¹⁸O et d¹³C) caractéristiques. Ces variations sont observées sur les coquilles provenant de trois coupes (le Guépelle à l'Ouest et Etrépilly et Venderest à l'Est). Ces résultats ont été complétés par des analyses de D47 afin de distinguer la part du signal du d¹⁸O qui est liée aux variations de salinité et la part qui est liée aux variations de températures.

Dans cette étude, nous montrons que le pic caractéristique du MECO est bien enregistré sur ces trois sites dans le Bassin de Paris, entre la partie supérieure du faciès des sables d'Auvers et la base des sables de Beauchamp et que ces intervalles peuvent être daté d'environ 40 Ma, dans la partie sommitale de la zone NP 16 et dans le chron C18n.

L'étude de l'évolution sédimentaire indique le passage progressif d'un estuaire externe ouvert sur le Nord au début du Bartonien à des dépôts plus internes puis à des faciès laguno-lacustres à la fin du Bartonien. Cependant, le pic du MECO ne semble pas associé au niveau d'inondation maximal du début du Bartonien mais intervient en décalage, dans une phase de diminution de la tranche d'eau.

Le calage chimio-chronostratigraphique permet de mettre en relation les dépôts estuariens plus externes du site du Guépelle (à l'Ouest) et les dépôts estuariens plus internes des sites d'Etrepilly et de Vendrest (à l'Est). Il permet également de mettre en évidence des variations du taux de sédimentation, avec une épaisseur de sédiments plus importante à Etrépilly (Est) qu'au Guépelle (Ouest) sur le même intervalle de temps.

<footnote n="1">¹ Centre de Géosciences, MINES Paris-Tech</footnote>

<footnote n="2">² BRGM, Orléans</footnote>

<footnote n="3">³ UMR 8212 LSCE, CNRS, CEA, Université de Versailles Saint-Quentin</footnote>

<footnote n="4">⁴ UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS</footnote>

<footnote n="5">⁵ UMR 7207 CR2P, Université Paris-Sorbonne, MNHN, CNRS</footnote>

<footnote n="6">⁶ INERIS</footnote>
# Marine mollusk shells record the seasonal variations of temperature during the Mid Eocene Climatic Optimum in the Paris Basin

Loïc Marlot¹, Damien Huyghe¹, Justine Briais², Mathieu Daeron³, Christine Fléhoc², Laurent Emmanuel⁴, Olivier Aguerre-Charriol⁵, Didier Merle⁶, Franck Lartaud⁷

¹ Centre de Géosciences, MINES Paris-Tech

² BRGM, Orléans

³ UMR 8212 LSCE, CNRS, CEA, Université de Versailles Saint-Quentin

⁴ UMR 7193 ISTEP, Université Paris-Sorbonne, CNRS

⁵ INERIS

⁶ UMR 7207 CR2P, Université Paris-Sorbonne, MNHN, CNRS

⁷ UMR 8222 LECOB, Université Paris-Sorbonne, CNRS

Contact : marlot.loic@hotmail.fr

During the middle-late Eocene, Earth transitioned from a greenhouse to icehouse period. Within this period, at the beginning of the Bartonian (from 40.5 Ma to 40 Ma (C18n)), took place the Middle Eocene Climatic Optimum (MECO), a 500 kyr warming phase. This event is characterized by a negative δ18O of benthic foraminifera, associated to a 4 to 6 °C increase of both surface and deep oceanic water. This warming event seems to be linked to a rise in atmospheric pCO2, however its causes are still unclear.

Unlike the oceanic domain, little is known about the MECO in coastal areas. Additionally, important components of the climatic context, such as the seasonal gradient of temperature, remain unknown. To unravel these uncertainties, this work focuses on the Paris Basin, which presents an important and remarkably well preserved paleobiodiversity of marine mollusk shells in Eocene near shore sedimentary records. Previous studies confirm that the MECO is recorded in Bartonian sediments, but due to several uncertainties, its stratigraphic position remains unclear. Here we present a composite section that spans a stratigraphic interval covering the middle Lutetian (falunière de Grignon outcrop) and the Bartonian (Horizon de Mont-Saint Martin Formation, le Guépelle section and the Sables de Cresnes Formation). Thus, we combine intra-shell d18O and 47 analyses of marine mollusk shells sampled in these sections to localize the stratigraphic position of the MECO within the stratigraphic succession of the Paris Basin and to constrain the climatic expression of this hyperthermal event in shallow marine environment. Thanks to the remarkable preservation of the studied Eocene fossils, we were able to observe the growth patterns of several mollusks species. The study of these growth patterns enabled us to determine that most of the studied species have a continuous growth through their live and thus are relevant species for paleoclimatic seasonal gradient variation reconstructions.

Our results show an increase of 4 °C of the mean winter temperature and 6 °C of the mean summer temperatures of the estuary water in the Sable d'Auvers formation, associated with an increase of the seasonal temperature range, from 10-12 °C before the MECO to ~18 °C during the peak of the event. Our results demonstrate that at middle latitudes, shallow-water temperatures increased significantly during the MECO, shifting from 30.42 °C during the Lutetian to reach a maximum of 39.44 °C during the maximum of warming. Moreover, the MECO is characterized by strong climatic instability, with a sudden cooling of 8 °C recorded within the period of maximum warming in the Paris Basin.