Modélisation de l'érosion fluviatile long-terme : application au bassin parisien (faibles érosions) et au Rhône messinien (fortes érosions)

Modelling long-term fluvial erosion: application to the Paris bassin (small erosion) and to the messinian rhone river (deep incision)

• Auteur / Autrice : Julien Gargani
• Direction : Isabelle Cojan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique et ressource des bassins sédimentaires
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés libres

Erosion

Modélisation

Bassin de Paris

Rhône messinien

Isostasie

Tectonique

Variation climatique

Long-terme

Résumé

Comment extraire de l'information et prévoir le comportement d'un système dont on ne connait qu'un nombre limité d'information?Nous avons simulé l'érosion fluviatile long-terme et ses conséquences sur la base d'un modèle prenant en compte les processus physiques. Nous avons complété le modèle mécanique par l'intégration de considérations sur l'évolution dans le temps des grandeurs caractéristiques du système en les simulant par l'intermédiaire du signal d'insolation (influence des paramètres astronomiques sur les changements climatiques). Dans le cas du bassin parisien, les simulations ont mis en évidence l'éxistence d'un soulèvement tectonique régulier de 0. 06 à 0. 09 mm/an lors des derniers cycles climatiques (plusieurs milliers d'années). L'équilibre dynamique du système fluctue en fonction des variations climatiques: le dernier maximum d'incision, estimé par l'intermédiaire de la simulation, a eu lieu il y a 4à à 60ka. Dans le cas des fortes incisions, le paléo-profil des fleuves enregistre les propriétés mécaniques de la lithosphère. On obtient ainsi une méthode alternative et élégantepour déterminer celles-ci. Suivant l'échelle de temps et d'espace étudiée, le profil longitudinal des fleuves peut révéler soit les mouvements tectoniques, soit enfin les propriétés mécaniques de la lithosphère. La modélisation permet de combler certaines lacunes sur les évènements passés et constitue un outil de prédiction long-terme développé dans le cadre de l'étude de la stabilité d'un éventuel site de stockage de déchet radioactif par l'andra.

A model of long term fluvial erosion is proposed based on physical processes. We integrate tectonic, climatic , eustatic and lithological influence. We study the competition beetween water discharge and sediment supply due to climatic variation. An analytical model is proposed to describe the threshold value of water velocity for erosion and sedimentation. The model permit to interpret fluvial terrasses of the main paris basin rivers (Seine, Somme, Marne). Uplift is quantified and is around 1. 06 to 0. 09 mm/year during the last climatic cycles. Main incision occured 40 to 60ky ago. In the case of deep incision, isostic rebound is quantified. In the case of the Rhone messinian river a method is proposed to quantify flexural rigidity