M. Nicolas WEBER, Thèse De L
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THESE PRESENTEE A L’UNIVERSITE DE LA ROCHELLE Par M. Nicolas WEBER POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR SPECIALITE : GEOLOGIE MARINE MORPHOLOGIE, ARCHITECTURE DES DEPOTS, EVOLUTION SECULAIRE ET MILLENAIRE DU LITTORAL CHARENTAIS Apports de la sismique réflexion combinée à des suivis bathymétriques et validée par des vibrocarottages Soutenue le 8 Avril 2004 Après avis de : Mme Bernadette Tessier, Chargé de Recherche CNRS Caen Rapporteur M. François Guillocheau, Professeur, Université de Rennes 1 Rapporteur Devant la commission d’examen formée de : M. Eric Chaumillon, Maître de conférence à l’Université de La Rochelle Directeur de thèse M. Jean-Christophe Maurin, Professeur à l’Université de La Rochelle Directeur de thèse M. Michel Tesson, Professeur à l’Université de Perpignan Examinateur M. Thierry Garlan, Ingénieur à l’EPSHOM, Brest Examinateur 2004 i Remerciements : Ce mémoire est l’aboutissement de 4 ans de missions d’acquisition en mer, chacune mémorable, de dépouillement de données, jusqu’à sa longue rédaction. Ce travail a également été l’occasion de rencontres et de collaborations avec de nombreuses personnes que je tenais à remercier ici : Il va de soit que le premier vers qui vont mes remerciements soit Eric Chaumillon. C’est à la suite d’un contact tout à fait fortuit que deux passionnés de la mer ont pu se rencontrer et ce fut le début d’une réelle amitié. Une première mission en mer quelque mois après et c’était parti pour 7 autres et à chacune son lot de découverte. En commun également l’acharnement : le plus mémorable étant l’aller / retour a Perpignan pour récupérer le matériel de sismique la veille d’une mission. Jamais rassasiés, l’un comme l’autre voulant faire des profils supplémentaires, Toujours en contact et sur la même longueur d’onde, malgré les 500 kms entre nos deux bureaux, et grâce à plus de 5000 e-mail, des heures entières au téléphone. Bien qu’étant plutôt rigide sur la rédaction et parfois insupportable, j’ai beaucoup appris auprès d’Eric et surtout dans la façon de synthétiser les choses, et combien de fois l’ai-je entendu dire , « Bon, on va faire un tableau pour voir plus clair ! …. ». Encore une fois Merci Eric !!! La seconde grande rencontre de cette belle aventure, eut lieu lors de notre première campagne en mer en juillet 1999. Ayant écumé la région de la Charente Maritime quelques années auparavant, Michel Tesson est venu aidé deux petits jeunes qui se lançaient dans la sismique THR. Ce fut le début également d’une grande amitié, de nombreuses heures passées devant l’ensemble du système d’acquisition, de discussions et de fructueux conseils. Bien entendu, je n’aurais également pas pu réaliser cette thèse sans mon chef ! Thierry Garlan, qui m’a toujours épaulé et soutenu pour soutenir mon dossier au lancement et me conseiller, parfois me recadrer tout au long de ces quatre ans. Bien évidemment, Bernadette Tessier, qui en plus d’avoir eu a lire l’ensemble de ce long… manuscrit en tant que rapporteur, est venue également nous apporter son aide pour réaliser une partie de nos explorations. La première mission en juillet 2000 fut sans doute la plus mémorable, une météo épouvantable, des frayeurs dans la Charente mais au final des profils sismiques magnifiques. Dans la longue liste, je remercie également : Stéphane Recoura, pour sa précieuse aide lors de l’ouverture des 50 m de carottes, venu spécialement à Brest de La Rochelle. Patrick Guyomard et Isabelle Gabelotaud, pour leur aide et leurs conseils dans le traitement des données. Astrid et Sylvain, pour la lecture et les corrections du manuscrit (écrit parfois dans un langage difficile à déchiffrer même pour l’auteur après relecture). Le clan des Gitans des Algecos ! L’ensemble du C.L.D.G, qui me voyait apparaître quelques jours dans l’année, et plus particulièrement Isabelle Brenon pour son soutien sans faille et Jean Christophe Maurin qui a tout de suite cru en moi et qui m’a accueilli au sein du labo. Pour leurs conseils : Gilles Lericolais, Serge Berné, François Guillocheau, Jean-Noël Proust, René Kerbrat, et Gilbert Floch… Ma hiérarchie au Shom qui m’a permis de réaliser cette thèse dans le cadre de mon travail au sein de l’établissement et notamment, M. Michel Le Gouic, M. Christophe Levisage, M. Jean-Louis Bouet-Leboeuf, M. Etienne Caillaux, M. Jean-Luc Deniel, M. Patrick Souquière, M. Jean-Marc Chimot et l’ensemble des ingénieurs et personnel du SHOM qui m’ont aidé et soutenu. Les équipages et personnels du Côte de la Manche, du Côte d’aquitaine, du Borda et du Service Maritime de la DDE 17 et notamment Jacques Fazilleau. Bien évidement mes Parents qui mon toujours soutenu dans mon entreprise et qui m’ont donné les passions de la mer et de la géologie. Et surtout Laurence, ma moitié, qui a toujours été là pour me soutenir, me conseiller, pour lire et relire avec un œil critique et d’experte ce manuscrit, et enfin, Baptiste arrivé dans la famille au cours de cette histoire et qui aidait déjà son papa soit en jouant avec ses profils ! ii TABLE DES MATIERES INTRODUCTION GENERALE.........................................................................................................................1 0.1 L’ENVIRONNEMENT COTIER : PROBLEMATIQUE.....................................................................................2 0.2 ORGANISATION DU MANUSCRIT............................................................................................................5 CHAPITRE 1. LES ESTUAIRES ET LES VALLEES INCISEES............................................................9 1.1 LES SYSTEMES DE VALLEES INCISEES..................................................................................................11 1.1.1 Définition : ...................................................................................................................................11 1.1.2 Caractéristiques............................................................................................................................12 1.1.2.1 Classification................................................................................................................................................12 1.1.2.2 Morphologie en 3 segments.........................................................................................................................13 1.1.2.3 Le système fluviatile :..................................................................................................................................14 1.1.2.4 L’incision......................................................................................................................................................15 1.2 LES VARIATIONS DU NIVEAU MARIN ...................................................................................................17 1.2.1 Les causes des variations du niveau marin....................................................................................17 1.2.2 Les cyclicités et les échelles de temps des variations du niveau marin...........................................18 1.2.3 Variations eustatiques et climatiques au cours des derniers 100 000 ans ......................................19 1.3 L’ORIGINE MIXTE : MARINES ET FLUVIATILES DES SEDIMENTS DE REMPLISSAGE ..................................21 1.3.1 Organisation stratigraphique d’une vallée incisée ........................................................................21 1.3.2 Forme et organisation des remplissages en fonction du type et de la morphologie de la vallée .....24 1.4 DES FACIES CONTROLES PAR TROIS PROCESSUS : LA MAREE, LA HOULE ET LA RIVIERE.........................26 1.4.1 Morphologie et faciès des différents types d’estuaires...................................................................26 1.4.2 Dynamique estuarienne et zonation de faciès................................................................................26 1.4.3 Détail sur le cas des estuaires mixtes : exemple de la Gironde......................................................34 CHAPITRE 2. LA ZONE D’ETUDE : LE LITTORAL CHARENTAIS ................................................39 2.1 LA ZONE D’ETUDE : LE LITTORAL VENDEO-CHARENTAIS.....................................................................40 2.1.1 Contexte géographique .................................................................................................................40 2.1.2 Contexte géologique et structural..................................................................................................41 2.1.3 Contexte sismo-tectonique et Néotectonique..................................................................................43 2.1.4 Contexte géomorphologique .........................................................................................................43 2.1.4.1 La partie marine ...........................................................................................................................................43 2.1.4.1.1 Le Pertuis Breton ....................................................................................................................................44 2.1.4.1.2 Le Pertuis d’Antioche.............................................................................................................................44 2.1.4.1.3 Le Pertuis de Maumusson et la baie de Marennes-Oléron....................................................................47 2.1.5 Les plaines côtières ou marais ......................................................................................................48 2.1.5.1 Descriptions des formations