Sujet de thèse 2009-2012

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ED 173 - SDU2E Proposition de Sujet de thèse 2010 Laboratoire dans lequel se déroulera la thèse : LMTG UMR 5563 Titre du sujet proposé : Les latérites, marqueurs de la dynamique de surface du continent africain au cours du Cénozoïque : spatialisation, paléo-topographies, influence des forçages climatiques et des mouvements verticaux Spécialité : (cocher une seule spécialité)  Astrophysique, Sciences de l’Espace, Planétologie  Climat, Océan, Atmosphère, Surfaces Continentales  Ecologie Fonctionnelle  Hydrologie, Hydrochimie, Sol, Environnement X Sciences de la Terre et des Planètes solides Nom et statut du (des) responsable(s) de thèse : CHARDON Dominique, Professeur UPS Coordonnées du responsable de thèse : 05 61 33 25 70, chardon@lmtg.obs-mip.fr Résumé du sujet de la thèse La thèse vise à établir, par la spatialisation SIG des latérites fossiles et l’étude des bassins sédimentaires, les paléotopographies / paléogéographies successives de l’Afrique de l’Ouest au Cénozoïque, en vue de caractériser les mouvements lithosphériques qui leurs sont liés et les bilans d’érosion / sédimentation qui leurs sont associés. Le but est d’établir un guide régionale de prospection des ressources minérales et de tester les modèles de circulation dans le manteau sous-continental. Puisque les mouvements verticaux sont faibles et/ou lents dans le contexte africain, le climat est l’agent principal du façonnement de la surface, ...
Publié le : samedi 24 septembre 2011
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ED 173 - SDU2E
Proposition de Sujet de thèse 2010
Laboratoire dans lequel se déroulera la thèse
: LMTG UMR 5563
Titre du sujet proposé
:
Les latérites, marqueurs de la dynamique de surface du continent africain au cours du
Cénozoïque : spatialisation, paléo-topographies, influence des forçages climatiques et
des mouvements verticaux
Spécialité
:
(cocher une seule spécialité)
Astrophysique, Sciences de l’Espace, Planétologie
Climat, Océan, Atmosphère, Surfaces Continentales
Ecologie Fonctionnelle
Hydrologie, Hydrochimie, Sol, Environnement
X
Sciences de la Terre et des Planètes solides
Nom et statut du (des) responsable(s) de thèse
CHARDON Dominique, Professeur UPS
:
Coordonnées du responsable de thèse
:
05 61 33 25 70, chardon@lmtg.obs-mip.fr
Résumé du sujet de la thèse
La thèse vise à établir, par la spatialisation SIG des latérites fossiles et l’étude des bassins
sédimentaires, les paléotopographies / paléogéographies successives de l’Afrique de l’Ouest au
Cénozoïque, en vue de caractériser les mouvements lithosphériques qui leurs sont liés et les bilans
d’érosion / sédimentation qui leurs sont associés. Le but est d’établir un guide régionale de prospection
des ressources minérales et de tester les modèles de circulation dans le manteau sous-continental.
Puisque les mouvements verticaux sont faibles et/ou lents dans le contexte africain, le climat est
l’agent principal du façonnement de la surface, notamment par le développement de surfaces d’érosion
d’ampleur continentale. Dans la ceinture tropicale, ces surfaces sont systématiquement associées à des
latérites, roches résiduelles développées par lessivage des roches dans les sols. Les formes et les
altitudes des latérites aujourd’hui abandonnées au-dessus des niveaux des cours d’eau sont donc des
jauges topographiques de l’époque où les latérites se sont formées. Grâce à leur diversité
sédimentologique et pétro-géochimique, les latérites relictuelles gardent également l’empreinte des
climats qui ont contrôlé le façonnement des paléosurfaces latéritiques. L’étude porte sur 5
paléosurfaces latéritiques d’origine climatique développées depuis la fin du Crétacé et préservé sur les
reliefs résiduels ou dans les bassins de la zone intertropicale nord de l’Afrique. Elles constituent des
surfaces repère isochrones d’échelle continentale dont les âges viennent d’être contraints par datation
in situ des matériaux d’altération par la méthode Ar
40
/Ar
39
.
L’approche consiste en la spatialisation, à l’échelle continentale, de ces surfaces repère et des
limites de séquences qui leur correspondent dans les bassins sédimentaires intracratoniques et côtiers.
Couplée à
l’étude sédimentologique et stratigraphique des bassins, cette approche permet de
reconstituer les paléoenvironnements et drainages fluviatiles des topographies passées. Les
paléotopographies reconstituées sont aussi utilisées pour estimer les volumes érodés et accumulés et
caractériser les mouvements verticaux contemporains. À terme, il est envisagé de combiner les
résultats obtenus avec une modélisation numérique à l’échelle de la lithosphère permettant de
quantifier les rétroactions entre érosion et sédimentation, mouvements verticaux et évolution
topographique.
La tectonique des domaines cratoniques étant, par définition, réduite, l’approche retenue permettra
de cerner au mieux la nature du forçage climatique s’exerçant sur l’évolution des surfaces
continentales, et de détecter et quantifier de façon fine la déformation cratonique à grande longueur
ED 173 - SDU2E
d’onde et faible amplitude. Une très large part des ressources minières de la ceinture tropicale,
notamment en Afrique, est due à la concentration des métaux dans les latérites par l’altération des
roches et/ou à la concentration de minéraux lourds dans les sédiments fluviatiles. En définissant le
cadre paléoenvironnemental et paléotopographique du transfert des matériaux à la surface du continent
sur le long terme, ce projet ouvrira un nouveau champ d’investigation en métallogénie supergène, dans
une perspective continentale.
Connaissances et compétences requises
Le/la doctorant(e) devra posséder une solide culture générale en géologie et montrer des capacités à
réaliser de grandes synthèses, en croisant des sources géologiques, géomorphologiques et
altérologiques. Le sujet requiert un travail important de SIG (logiciel ArcGis) et d’analyse
tridimensionnelle. Un travail de terrain est envisagé, notamment sur des transects régionaux de
référence intégrant géomorphologie des systèmes latéritiques et géologie des bassins sédimentaires
intracratoniques.
Mots clefs
-
SIG, MNT, images satellites, cartographie et calage de terrain, bilans d’érosion, géologie
des bassins, synthèse géologique, géomorphologie, latérite, profils en long, surface enveloppe.
Contexte scientifique, institutionnel et industriel ; aspects structurants
Le projet fait partie de l’ANR « TOPOAFRICA » portée par le LMTG et Géosciences-Rennes et
financé pour quatre années à partir de 2009. La thèse s’inscrit également dans le cadre du projet
WAXI (West African Exploration Initiative) du consortium minier AMIRA, qui fédère les opérateurs
miniers présents en Afrique de l’Ouest et les institutions dont le LMTG via l’IRD. Les travaux en
Afrique de l’Ouest sont menés en lien étroit avec les institutions des pays partenaires, notamment sur
les cibles de première importance dans au moins 3 pays : Niger, Mali, Burkina Faso. Au LMTG, cette
thèse vient compléter le pôle multidisciplinaire d’étude des mécanismes d’érosion et des transferts de
surface à toutes les échelles de temps et d’espace dans la ceinture tropicale, sur trois grands
laboratoires naturels que sont l’Amérique du sud, l’Afrique et l’Inde.
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