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UNIVERSITÉ DU QUEBEC A MONTRÉAL THESE PRESENTEE A L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHIC

UNIVERSITÉ DU QUEBEC A MONTRÉAL THESE PRESENTEE A L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI COMME EXIGENCE PARTIELLE DU DOCTORAT EN RESSOURCES MINÉRALES OFFERT À L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL EN VERTU D'UN PROTOCOLE D'ENTENTE AVEC L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI PAR NAWAL BOUAB APPLICATION DES METHODES DE DATATION PAR LUMINESCENCE OPTIQUE À L'ÉVOLUTION DES ENVIRONNEMENTS DÉSERTIQUES - SAHARA OCCIDENTAL (MAROC) ET ILES CANARIES ORIENTALES (ESPAGNE) DECEMBRE 2001 bibliothèque Paul-Emile-Bouletj UIUQAC Mise en garde/Advice Afin de rendre accessible au plus grand nombre le résultat des travaux de recherche menés par ses étudiants gradués et dans l'esprit des règles qui régissent le dépôt et la diffusion des mémoires et thèses produits dans cette Institution, l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) est fière de rendre accessible une version complète et gratuite de cette œuvre. Motivated by a desire to make the results of its graduate students' research accessible to all, and in accordance with the rules governing the acceptation and diffusion of dissertations and theses in this Institution, the Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) is proud to make a complete version of this work available at no cost to the reader. L'auteur conserve néanmoins la propriété du droit d'auteur qui protège ce mémoire ou cette thèse. Ni le mémoire ou la thèse ni des extraits substantiels de ceux-ci ne peuvent être imprimés ou autrement reproduits sans son autorisation. The author retains ownership of the copyright of this dissertation or thesis. Neither the dissertation or thesis, nor substantial extracts from it, may be printed or otherwise reproduced without the author's permission. 11 - Le désert est beau, ajouta-t-il... (Le Petit Prince) Et c 'était vrai. J'ai toujours aimé le désert. On s'assoit sur une dune de sable. On ne voit rien. On n 'entend rien. Et cependant quelque chose rayonne en silence... Antoine de Saint-Exupéry m A la mémoire de mon grand-père, Haj Tahar Bouab, autodidacte à 30 ans, devenu érudit, grand philosophe, qui a poussé tous ses enfants et petits- enfants vers les études... A mes parents, Jamila et Abdellatif Bouab, pour leur amour et leur soutien sans limite... A mes trois bébés Yassine, Chama et Fdéla qui sont entrés dans mon cœur au cours de ce travail qu 'ils ont certes ralenti, mais qui m'ont aussi donné la force de le finir... RESUME Ce travail a été effectué dans le but paléoenvironnemental de dresser un cadre géochronologique aux alternances des phases arides et humides au Sahara Occidental et aux Iles Canaries Orientales. Il s'intégrait dans une étude multidisciplinaire sur les changements globaux (EPGC, Earth Processes in Global Change) menée dans le cadre du projet CLIP (Climate of the Past) sous l'égide de l'UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) et de l'IUGS (International Union of Geological Sciences). La datation par luminescence stimulée optiquement a été appliquée aux feldspaths et aux quartz (quand ce fut possible) d'échantillons représentant les phases humides de trois coupes: Tah au Sahara Occidental, la Rosa Negra à Fuerteventura et Mala à Lanzarote. Une correction du fading a été appliquée aux feldspaths. Différentes méthodes inhérentes à FOSL (additive, régénération, Australian slide method, SAR, SAAD et grains individuels) ont été utilisées afin de comparer les résultats pour pouvoir valider les âges obtenus en toute confiance, vu l'absence totale de contrôle chronologique. Au Sahara Occidental, au niveau de la coupe Tah, les différentes méthodes appliquées aux feldspaths aboutissent aux mêmes âges après correction pour le fading et ce, pour tous les échantillons. Ces âges correspondent également à ceux obtenus sur les quartz des échantillons non saturés. On peut ainsi affirmer que la coupe Tah couvre les 110 derniers milliers d'années avec une phase humide prononcée à 105 ± 9, 109 ± 11 ka, puis 3 autres autour de 50 ± 5, 31 ± 3 puis 13 ±1 ka, la dernière étant datée par 14C. Aux îles Canaries Orientales, des difficultés d'ordre minéralogique, dues aux très fortes teneurs en carbonates et aux faibles quantité de quartz et de feldspaths, ont restreint l'application des différentes techniques. Les minéraux présents montrent des changements de sensibilité marqués, probablement à cause de leur origine volcanique récente. Seule la méthode SAR, qui a l'avantage de s'appliquer à des aliquotes uniques en corrigeant les changements de sensibilité, aboutit à des résultats fiables. Les quartz n'ont pu être datés car ils sont saturés dans les niveaux les plus anciens et absents dans les niveaux sommitaux. Une fois la correction pour le fading appliquée, la coupe de la Rosa Negra à Fuerteventura montre l'existence de phases humides autour de 253 ±27, 190 ± 30 et 147 ± 25 ka. Au niveau de la coupe Mala à Lanzarote, les échantillons de base n'ont malheureusement pu être datés car les aliquotes émettent très peu en OSL ou sont très peu reproductibles. Cependant, deux phases humides sommitales autour de 191 ± 55 et de 130 ± 11 ka se corrèlent avec les niveaux sommitaux de la coupe de la Rosa Negra ce qui suggère que les lacunes observées à la Rosa Negra ont une signification régionale. La séquence, composée de la superposition des coupes la Rosa Negra et Mala, apparemment contemporaines, et de la coupe Tah, témoigne des variations climatiques au Sahara depuis 250 000 ans. Les différentes phases humides qui y sont représentées coïncident avec les limites des périodes interglaciaires ou interstadiaires déterminées par les variations des isotopes stables (ô18O) de carottes marines du Bassin Canarien, similaires à celles de la courbe SPECMAP. D'autre part, ces phases humides correspondent à celles enregistrées dans les travertins ou sous forme de hauts niveaux lacustres épars dans le reste du Sahara et au Sahel. A l'exception de l'épisode humide autour de 80 ka, correspondant au stade isotopique 5a dans le domaine marin, probablement érodé par la déflation éolienne, cette séquence est l'unique séquence continentale pratiquement continue couvrant plusieurs cycles climatiques dans l'environnement aride saharien. REMERCIEMENTS Mes premières pensées vont vers mon directeur de recherche, Monsieur Michel Lamothe, ce grand passionné de luminescence qui m'a toujours éclairée, soutenue et encouragée. Je lui reconnaîtrai toujours son sens humain et sa grande patience envers une étudiante maman. Mes remerciements s'adressent aussi aux membres du jury qui ont accepté de lire et d'évaluer ce travail: Monsieur Claude Hillaire-Marcel de l'Université du Québec à Montréal (Canada), Monsieur Didier Miallier de l'Université Blaise-Pascal (Clermont- Ferrand, France) et Madame Nicole Petit-Maire du Laboratoire de Géologie du Quaternaire (CNRS Luminy, Marseille, France). Un grand merci à Madame Nicole Petit-Maire qui a proposé ce sujet passionnant, et à Monsieur Joaquin Meco (Universidad Las Palmas de Gran Canaria, Espagne) qui nous a fait découvrir avec tant de gentillesse ces merveilleuses coupes de son beau pays. Je remercie Monsieur Geoffrey A.T. Duller et Madame Ann G. Wintle de FUniversity of Wales à Aberystwyth (UK) pour l'accès à leur appareillage de mesure OSL. Je ne trouverai jamais les mots pour exprimer adéquatement ma gratitude envers Madame Marie Auclair pour son assistance tout au long de ces années et sa gentillesse sans borne. Vil J'ai grandement apprécié l'aide de Monsieur Sébastien Huot qui avec sa passion pour l'informatique a créé les macros qui ont permis de traiter les données de SAR au cours de cette dernière année, chose difficilement réalisable autrement en si peu de temps. Je le remercie pour son aide et sa gentillesse. Je tiens à remercier Madame Michelle Laithier, géocartographe, pour tout le travail de dessin qu'elle a effectué avec tant de talent et pour sa gentillesse. J'ai grandement apprécié l'aide logistique des autorités provinciales et municipales de Laayoune et Tarfaya ainsi que des responsables du Centre Régional de Géologie de Laayoune (Maroc). Monsieur Henry Schwarcz de l'Université McMaster (Canada) nous a prêté son spectromètre gamma de terrain. Qu'ils trouvent ici mes sincères remerciements. Cette thèse a bénéficié de l'aide financière allouée à Monsieur Michel Lamothe par le CRSNG et de nombreux appuis financiers ponctuels (PAFARC de l'UQAM, UNESCO pour le projet CLIP, CIGAM, et bourses de l'ACDI et du Gouvernement marocain) Mes remerciements s'adressent aussi à tout le personnel du secrétariat du Département des Sciences de la Terre et de l'Atmosphère. Je ne pourrais clore sans remercier Aminé, mon frère, pour toute son aide ainsi que Anasse mon mari, mes famille et belle famille et tous mes amis pour leur soutien et leurs encouragements tout au long de ces années. TABLE DES MATIERES RÉSUME iv REMERCIEMENTS vi TABLE DES MATIÈRES viii LISTE DES FIGURES xii LISTE DES TABLEAUX xix INTRODUCTION GÉNÉRALE 1 1. Problématique 1 2. Objectifs spécifiques et cadre général de cette thèse 10 CHAPITRE 1 : ASPECTS MÉTHODOLOGIQUES DE CE TRAVAIL 14 1.1. Définition et principes de la méthode de luminescence optique 14 1.2. Préparation des échantillons 17 1.2.1. Terrain 17 1.2.2. Laboratoire 17 1.3. Détermination des doses annuelles 20 1.4. Appareillage utilisé 24 1.5. Détermination des doses équivalentes aux paléodoses 26 1.5.1. Méthode des doses additives 34 1.5.2. Techniques de la régénération et de laslide 37 1.5.3. Essai de grains individuels 40 1.5.4. La méthode des .S/wg/e Aliquot Additive Dose (SAAD) 41 1.5.5. Régénération d'aliquote unique (SAR=Single Aliquot Regeneration) 45 uploads/Litterature/ 13721974 1 .pdf