Glissements sous-marins en mer Tyrrhénienne septentrionale et relations avec les dépôts contouritiques et turditiques : morphologie, stratigraphie, géotechnique et modélisation

Submarine landslides in the Northern Tyrrhenian Sea and relationship with the turbiditic and contouritic deposits : morphology, stratigraphy, geotechnics and modelling

• Auteur / Autrice : Elda Miramontes García
• Direction : Nabil Sultan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 22/11/2016
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Aléas géologiques et Dynamique sédimentaire (Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer)
• Jury : Président / Présidente : Jacques Déverchère
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nabil Sultan, Jacques Déverchère, Marc De Batist, Katrin Huhn-Frehers, Eric Cauquil, Laurence Droz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc De Batist, Katrin Huhn-Frehers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Limite Pliocène-Pléistocène

Tyrrhénienne, Mer

Contourites

Mouvements de masse (mécanique des sols)

Mots clés libres

Masse glissée

Instabilité de pente

Zéolite

Radoucissement

Couche de faiblesse

Érosion

Courants de fond

Contourite

Mer Méditerranée

Corse

Mass transport deposit

Slope instability

Zeolite

Strain softening

Weak layer

Erosion

Bottom currents

Sediment drift

Mediterranean Sea

Corsica

Résumé

Le Canal de Corse est un bassin confiné asymétrique localisé entre l’Île de Corse et l’Archipel de la Toscane, dont le flanc ouest est dominé par des processus turbiditiques et hémipélagiques et le flanc est par des mouvements en masse et des processus contouritiques. Le présent projet de doctorat a pour objectif de comprendre plus précisément les mécanismes contrôlant la formation des glissements sous-marins dans les contourites vaseuses (dépôts sédimentaires formés par les courants) pendant la période Plio-Quaternaire. Le vaste jeu de données disponible pour ce projet de doctorat inclut : la bathymétrie multifaisceaux, la sismique réflexion, les mesures géotechniques in situ, les mesures de vitesse de courant et les résultats d’un modèle hydrodynamique.Les contourites du Canal de Corse sont principalement composées de vase avec la présence de couches de sable formées par de forts courants de fond pendant les périodes de baisse du niveau marin. La croissance des dépôts contouritiques dépend de la disponibilité de sédiment fourni par le système turbiditique. Ainsi, cette croissance est lente pendant les périodes interglaciaires de haut niveau marin et rapide pendant les bas niveaux marins. Les courants contrôlent la morphologie du fond et génèrent les plastered drifts de forme convexe avec des pentes plus raides dans la partie avale, limités par une incision créée par les courants (moat). Le Pianosa Slump a été initié dans cette partie basse du plastered drift. Les moats pourraient être érodés préférentiellement pendant les périodes froides passées déclenchant ainsi certains glissements observés. Un autre facteur prédisposant l’instabilité de pente sur la Ride de Pianosa est la faiblesse d’une couche dont le comportement mécanique se caractérise par du radoucissement (perte de résistance avec le cisaillement). Cette propriété particulière est due à la présence de zéolites (produit de l’altération des roches volcaniques). Cette couche a formé la surface basale de rupture du Pianosa Slump. En conclusion, les deux principaux facteurs prédisposant la formation de glissements sous-marins sur la Ride de Pianosa sont : la morphologie du plastered drift avec une pente plus raide en aval et la couche faible composée de sédiment vaseux riche en zéolites. Le principal facteur déclenchant semble être l’érosion basale.

The Corsica Trough is an asymmetric confined basin located between the Corsica Island and the Tuscan Ar-chipelago, with the western flank dominated by turbiditic and hemipelagic processes and the eastern flank by mass transport and contouritic processes. The present PhD project aims to develop our understanding of the mechanisms that control the formation of submarine landslides within muddy contourites (sediment deposits related to bottom currents) during the Plio-Quaternary. The broad data set available for this PhD project includes: multibeam bathymetry, seismic reflection data, sediment cores, in situ geotechnical measurements, current ADCP measurements and results of a hydrodynamic model.The contourites of the Corsica Trough are mainly composed of mud with sandy layers formed by enhanced bottom currents during periods of sea level fall. The contourite drifts grow slowly during sea level high-stands and rapidly during sea level low-stands due to the high sediment availability provided by an active turbidite sys¬tem. Bottom currents control the seafloor morphology and generate plastered drifts on the slope. This is a con¬vex-shaped contourite with steep slope gradients in the lower part limited by a moat (incision created by bottom currents). The Pianosa Slump was initiated in this lower part of the plastered drift. The occurrence of continuous erosive processes during cold periods could undercut the slope and trigger submarine landslides. Another predis¬posing factor for slope instability identified is the presence of a potential weak layer with a post-peak strain soften¬ing behaviour (strength loss with increasing strain). This particular property is caused by the presence of zeolites (product of the alteration of volcanic rocks). This layer originated the basal failure surface of the Pianosa Slump.In summary, the two main factors predispose the formation of submarine landslides in the Pianosa Ridge are: the morphology of the plastered drift with steep slopes in the lower part and a potential weak layer composed of zeolitic muddy sediment. The main triggering factor seems to be undercutting by bottom currents.