Caractéristiques morpho-sédimentaires des cônes alluviaux et reconstitution de leurs paléo-flux d'eau et de sédiments : exemples naturels du piedmont nord du Tian Shan (Xinjiang, Chine) et modélisation expérimentale

• Auteur / Autrice : Laure Guerit
• Direction : François Métivier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géomorphologie
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tian Shan (Asie Centrale ; monts)

Modèles en géologie

Granulométrie

Cônes alluviaux

Flux géothermique

Paléogéophysique

Mots clés libres

Paléoflux

Résumé

Quantifier les processus d'érosion, de transport et de sédimentation au niveau des surfaces continentales est crucial pour comprendre la dynamique de mise en place et de destruction des reliefs terrestres. A la sortie de certains bassins versants, les rivières vont déposer une partie de leur charge sédimentaire, principalement celle transportée par charriage. Avec le temps, ces dépôts vont former un empilement circulaire auquel on donne le nom de cône alluvial. De par leur localisation à l'interface entre les reliefs en érosion et les zones en dépôts, les cônes alluviaux possèdent un grand potentiel d'archivage des conditions de transfert des sédiments des montagnes vers les plaines. Les travaux effectués au cours de cette thèse s'intéressent aux cônes construits par les rivières en tresse à graviers peu profondes et ont pour objectif la reconstitution quantitative des flux d'eau, des flux de sédiments et de la taille des grains qui construisent ces objets. A partir d'exemples naturels et expérimentaux, ces travaux montrent que la morphologie des cônes doit pouvoir être inversée pour déterminer ces paramètres. Ainsi, dans le versant nord du Tian Shan chinois, il est possible de déterminer rigoureusement les paléo-flux sédimentaires depuis 300 000 ans. Le développement et la validation expérimentale d'un modèle théorique permettent ensuite de déterminer le contrôle des flux d'eau et de sédiments sur la morphologie d'un cône, avec d'importantes perspectives paléo-hydrologiques. Enfin, l'organisation des sédiments qui constituent les cônes est décrite dans des systèmes actifs et fossiles, en vue d'une meilleure prise en compte de ce paramètre dans les travaux futurs.

The quantification of erosion, sediment transport and sedimentation on continental surfaces is o primary importance to understand the formation and the destruction of terrestrial relief. At the outlet of some drainage areas, the coarse part of the river sedimentary load, mainly the sediments transported as bed load, can be drop off and form alluvial fans. Located at the interface between relief submitted to erosion and areas of deposition, alluvial fans have a high archiving potential concerning the sediment transfer from the mountains to the plains. This thesis is focused on alluvial fans built by shallow gravel-bed braided rivers and aims to quantify the water fluxes, the sediment fluxes and the sediment grain sizes that form such fans Based on natural and experimental examples, it seems that fan morphology can be inverted in order to estimate these parameters. In the chinese Tian Shan, sedimentary paleofluxes can be strictly estimated for the last 300 000 years. The development of a new mode) for fans and its experimental validation allows to determine the control exerted by water and sediment fluxes on fan morphology, with substantial paleohydrology perspectives. Finally, the alluvial fan grain-size organization in active and fossil systems is described, in order to better integrate this parameter in future works.