Thèse Circulation Océanique Atlantique au Quaternaire à Partir de l'Étude des Drifts Contouritiques du Plateau de Demerara et des Îles Féroé H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Bordeaux École doctorale : Sciences et environnements Laboratoire de recherche : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux Direction de la thèse : Jérôme BONNIN ORCID 0000000200048720 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-27T23:59:59 Cette thèse vise à étudier l'évolution de la circulation océanique profonde dans l'Atlantique au cours du Quaternaire à partir de l'analyse de drifts contouritiques, qui constituent des archives sédimentaires sensibles à la dynamique des courants de fond. En combinant des enregistrements de haute latitude, où s'initie la North Atlantic Deep Water, et de plus basses latitudes, sur le plateau de Demerara, ce travail permettra de mieux contraindre la variabilité temporelle et spatiale des masses d'eau profondes, notamment la NADW et l'Antarctic Intermediate Water. L'étude repose sur l'analyse de carottes sédimentaires longues acquises lors de la mission DIADEM et sur le drift des Féroé, et vise à améliorer la compréhension des mécanismes de la circulation océanique profonde et leur rôle dans la variabilité climatique quaternaire. La circulation océanique profonde joue un rôle central dans la régulation climatique globale, notamment dans l'Atlantique Nord, où elle agit comme un régulateur à grande échelle. Cependant, les mécanismes qui gouvernent cette circulation, en particulier le comportement des masses d'eau profondes comme la North Atlantic Deep Water (NADW) et l'Antarctic Intermediate Water (AAIW), restent encore mal compris car ils sont difficiles à observer et mesurer directement.

Les archives sédimentaires, et en particulier les drifts contouritiques, constituent un outil essentiel pour étudier la circulation passée. Ces dépôts sont façonnés par les courants de fond et leur morphologie ainsi que leur granulométrie reflètent la vitesse et la dynamique des courants au moment de leur formation. Toutefois, les sites conservant de tels enregistrements sont rares et nécessitent des conditions morphologiques spécifiques pour accumuler des sédiments à des profondeurs affectées par ces courants.

Les sites de haute latitude, où s'initie l'enfoncement de la NADW, fournissent des informations importantes mais sont fortement influencés par la dynamique glaciaire locale, limitant la représentativité des signaux pour la circulation globale. Pour mieux comprendre la circulation océanique à grande échelle, il est nécessaire de combiner ces données avec des enregistrements de latitudes plus basses, comme le plateau de Demerara et le drift des Féroé, qui permettent de capturer la variabilité spatio-temporelle des courants profonds à différentes échelles latitudinales.

Les analyses granulométriques (« sortable silts ») et la composition de la glauconie sont des méthodes robustes pour estimer la vitesse des paléocourants et la sédimentation des drifts contouritiques, fournissant ainsi des indicateurs fiables de la dynamique passée de la circulation océanique profonde. L'intégration de ces données dans des modèles numériques (Computational Fluid Dynamics, CFD) permet de simuler la circulation océanique et de relier ces variations passées aux changements climatiques observés. Reconstituer la circulation océanique profonde de l'Atlantique au Quaternaire (~2,5 Ma) et
Étudier la variabilité temporelle et spatiale de la North Atlantic Deep Water (NADW) et de l'Antarctic Intermediate Water (AAIW) à différentes latitudes.

Déterminer la vitesse des paléocourants à partir des sortable silts et de la distribution et coloration de la glauconie dans les carottes sédimentaires.

Comparer et synchroniser les enregistrements à différentes latitudes

Développer et utiliser des modèles de Computational Fluid Dynamics (CFD) pour simuler la circulation océanique profonde.

Contribuer à l'amélioration des modèles climatiques et paléo-océanographiques et fournir des contraintes nouvelles pour les projections climatiques et la compréhension des mécanismes de circulation profonde. Afin d'étudier la variabilité temporelle des courants océaniques, deux méthodes préliminaires ont été appliquées sur des carottes sédimentaires de l'interface océan-sédiment. La première repose sur l'analyse granulométrique des silts fins (10-63 µm), appelés « sortable silts », permettant d'estimer la vitesse des paléocourants au moment de la formation des dépôts contouritiques. Cette approche nécessite la décarbonatation des échantillons afin d'éliminer la fraction biogénique pouvant fausser l'interprétation de la vitesse des courants profonds (McCave et al., 1995, 2017). La seconde méthode se base sur l'abondance et la coloration de la glauconie, minéral formé dans certains corps contouritiques. La couleur des grains reflète le temps passé à l'interface eau-sédiment et la vitesse de sédimentation, tandis que leur composition chimique renseigne sur la dynamique des courants (Giresse, 2022). Ces approches, validées par des études récentes (Toucanne et al., 2026), permettent de reconstituer la circulation océanique passée et de synchroniser les enregistrements paléoclimatiques à grande échelle.

Le projet de thèse vise à comparer ces deux types de données provenant du plateau de Demerara et du drift des Féroé afin de reconstruire un modèle global de circulation des courants atlantiques, du Nord Atlantique à l'Équateur, au cours du Quaternaire. Enfin, les résultats seront intégrés dans des modèles numériques développés à l'aide de la Computational Fluid Dynamics (CFD) pour simuler la dynamique des courants et améliorer notre compréhension des mécanismes de la circulation océanique profonde.

bases solides en sédimentologie et paléo-océanographie