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HAL Id: tel-01637627 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01637627 Submitted on 17 Nov 2017 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Sédimentation de la matière organique dans les bassins profonds : cas du Bassin Arctique à l’Eocène Chloé Le Gouche To cite this version: Chloé Le Gouche. Sédimentation de la matière organique dans les bassins profonds : cas du Bassin Arc- tique à l’Eocène. Sciences de la Terre. Université Rennes 1, 2017. Français. NNT : 2017REN1S025. tel-01637627 1 ANNÉE 2016 THÈSE / UNIVERSITÉ DE RENNES 1 sous le sceau de l’Université Bretagne Loire pour le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE RENNES 1 Mention : Sciences de la Terre Ecole doctorale Sciences de la matière Chloé Le Gouche Préparée à l’unité de recherche UMR 6118 CNRS Géosciences Rennes UFR Sciences et Propriété de la Matière Sédimentologie de la matière organique dans les bassins profonds : cas du Bassin Arctique au Paléogène. Thèse et soutenue à Rennes le 10 Février 2017 : devant le jury composé de : Armelle RIBOULLEAU Maitre de conférence, Université de Lille 1 / Rapporteur Philippe RAZIN Professeur, ENSEGID Bordeaux / Rapporteur François BAUDIN Professeur, Université Pierre et Marie Curie / Examinateur Loïc LABROUSSE Professeur, Université Pierre et Marie Curie / Examinateur Christian GORINI Professeur, Université Pierre et Marie Curie / Examinateur Cécile ROBIN Maitre de conférence, Université de Rennes 1 / Directeur de thèse Jean-Loup RUBINO Expert sédimentologue / Co-encadrant Massimo DALL’ASTA Géologue sénior / Co-encadrant 2 3 Apoplexie : « se définie de manière générale par une suspension brutale plus ou moins complète de fonctions vitales d’un organisme » 4 5 Ré sumé La matière organique continentale déposée dans les bassins profonds est peu décrite et réprésénté un intérêt cértain pour l’industrié pétrolièré. Compréndré lés procéssus sédimentaires qui permettent le dépôt et la préservation de cette matière organique d’originé terrestre dans les bassins profonds est alors fondamental. Durant le Paléogène, période de transition climatique greenhouse à icehouse, le Delta de Mackenzie, situé dans le Bassin Arctique, reçoit de la matière organique continentale du continent et en préserve une partie. Quel est le contéxté stratigraphiqué ét climatiqué qui a réndu possiblé l’éxport dé la matièré organiqué continentale. Dans un prémiér témps, l’étudé sédiméntairé du bassin a montré un délta mixté dominé par des processus fluviatiles, avec une influence moindre des processus de tempêtes et de marées. Cé modèlé dé faciès associé à l’étudé dés diagraphiés dés puits disponiblés dans la zoné a pérmis dé proposér un modèlé d’éléctrofaciès dés puits du bassin ét dé caractérisér lés séquences sédimentaires du delta évoluer au cours du temps et mettre en évidence sa migration au début du Paléogène en réponse à la mise en place de la chaine des Brooks et des Rocheuses. Malgré des contraintés biostratigraphiqués contradictoirés qu’il a fallu réévaluer et des données sismiques de mauvaise qualité et fortement impactés par la déformation contemporaine de la chaine de Brooks, il a été possible de proposer le long de deux transects terre-mer un découpage stratigraphique et sédimentologique des séries paléogènes du Delta de Mackenzie. L’étudé sédiméntairé du bassin a montré la préséncé d’influéncé dé procéssus dé maréé én zoné intérné du Bassin Arctiqué. La préséncé conjointé dé polléns d’Avicénnia ét dé Nypa a montré l’éxisténcé d’uné mangrové bién installée en domaine Arctique durant le Paléogène avec dés témpératurés associéés d’au moins 18-20 °C. Les dépôts de matière organique sont dans la quasi-totalité d’originé continéntalé du Délta dé Mackénzié. Cétté matièré organiqué ést dé déux types : 1) des dépôts de charbon déposés durant la période où la mangrove se développe et 2) des dépôts formés d’association dé débris végétaux ét dé matièré organiqué amorphé ét déposés én condition réductricé sous l’intérfacé éau-sédiment. Ces dépôts de matière organique sont les plus importants à la fin des séquences progradantes dans les faciès de plaine deltaïque. Il a été montré uné corrélation positivé éntré l’augméntation dés TOC ét l’augméntation dés apports détritiqués dans lé délta, ainsi qu’éntré lés dépôts de charbon et illite. En revanche, aucune corrélation entre lé sécond typé (débris végétaux + MO amoprhé) dé matièré organiqué ét lé cortègé argiléux n’a pu être mise en évidence. A partir de la comparaison des dépôts de matière organique dans le Delta dé Mackénzié ét sur la Ridé dé Lomonosov, lé taux dé sédiméntation ét l’anoxié sémblént être des paramètres clefs dans les conditions de sédimentation et surtout de préservation de la matièré organiqué sélon l’oxygénation du miliéu. Dé plus, la Ridé dé Lomonosov semble semble avoir présenté un retard dans sa subsidence ce qui lui a permis de rester en position semi- émergée durant le Paléogène. 6 7 Rémérciéménts A la fin dé la grandé avénturé qu’a été cétté thèsé, il ést témps dé diré mérci. Diré mérci à tous ceux qui ont contribué, chacun de façon différente, à ce que je puisse arriver au bout de ce projét. Car oui, la thèsé, c’ést un péu (béaucoup) lés montagnés russés dé l’émotion (n’ést-ce pas Viviané^^). Sans tous cés soutiéns il m’aurait été impossiblé dé la términér (voiré mêmé dé la commencer !). Tout d’abord jé souhaité rémérciér tous lés mémbrés du jury d’avoir accépté dé réliré, corriger et critiquer mon travail, Armelle Ribouleau, Philippe Razin, Christian Gorini, Loïc Labrousse, François Baudin, Cécile Robin, Jean-Loup Rubino ét Massimo Dall’Asta. A l’originé dé cé grand projét sur la matière organique, Jean-Luc Auxiètre. Merci Jean-Luc d’avoir pénsé ét proposé cé projét dé thèsé, d’avoir communiqué ta motivation dé connaitré, dé découvrir ét dé compréndré, d’avoir toujours pris lé témps dé répondré à més quéstions. Mérci pour tous les riches échangés qué l’ont a éu sur la géologié, sur la sédiméntologié, sur la matièré organique, mais aussi sur les voyages, sur la Chine, sur les méandres des entreprises, sur la bourse ét la financé, sur l’œnologié, sur l’agriculturé biologiqué ét sur la méilleure brosse à utiliser pour brosser son chat. La personne qui a dirigé mon travail durant ces trois années, Cécile Robin. Merci Cécile d’avoir accépté dé dirigér cé projét dé thèsé ét dé travaillér avéc moi. Mérci pour tés conséils précieux sur la méthodologié ét la réfléxion sciéntifiqué, mérci d’avoir toujours pris lé témps nécéssairé pour corrigér à fond mon travail sans rién laissér au hasard, dé m’avoir aiguillé dans la bonné diréction ét dé m’avoir souténu lorsqué j’én avais bésoin. Mérci d’avoir compris et accepté mon besoin de rester près de mes proches pendant cette longue aventure. Merci pour ta bonne humeur et ton humour qui ont amenés blagues et jeux de mots pour agrémenter nos séances de travail, je pense notamment à la mission au Canada qui en a accumulé beaucoup ! « Yukon ? Yukon toi même! » La personne qui a co-dirigé mon travail, Jean-Loup Rubino. Merci Jean-Loup d’avoir accpeter de co-dirigé ce projet avec Cécile, merci pour la qualité de nos discussions scientifiques, pour tout ce que tu m’as appris sur la stratigraphié ét sur lés dépôts sédiméntairés, mérci d’avoir partagé uné pétité partié dé tés connaissancés avéc moi. Mérci d’avoir supporté més nombréux appels, mails et demande de réunion de travail. Merci pour ton soutien, ta confiance en mon travail et pour ta bonne humeur qui a rendu tous nos échanges agréables. La personne qui a co-éncadré mon travail à la R&D dé TOTAL, Massimo Dall’Asta. Mérci Massimo d’avoir accépté dé co-encadrer mon travail après le départ en retraite de Jean-Luc, merci d’avoir pris lé témps dé bién préndré connaissancé du projét, dé mon sujét, dés problèmés qué jé réncontraiént dans la basé dé donnéés ét d’avoir pérmis dé réoriéntér én partié lé sujét. Mérci pour ta disponibilité, d’avoir toujours pris lé témps de répondre à mes questions. Merci pour toutes les remarques que tu as su me donner pour améliorer mon travail, merci pour les discussions intéressantes et notamment sur cette fameuse Ride de Lomonosov. 8 François Baudin et Johann Schnyder, merci pour tous les échanges et les discussions sciéntifiqués qué l’on a éu sur la matièré organiqué, ét céci dépuis la licéncé ! Vous étiez mes profésséurs én licéncé ét mastér ét j’ai éu lé plaisir dé travaillér avéc vous au séin d’un mêmé projet durant cette thèse. Sperenta Popescu et Jean-Pierre Suc, merci pour vos expertises sur les pollens et nannofossilés, mérci pour lés richés discussions sur cé sujét ét l’aidé qué vous m’avéz apporté pour interpréter toutes ces données. Merci de nous avoir reçu chez vous pour nos séances de travail, merci pour les bons plats préparés maisons pour le déjeuner et notamment les spécialités roumaines ! Mérci à tous pour m’avoir aidé ét éncadré dans més réfléxions sciéntifiqués, dans més intérprétations, d’avoir été uploads/Litterature/ le-gouche-chloe.pdf