Soutenance de thèse de KHARLANOVA Anna
Titre de thèse
Dynamiques morpho-sédimentaires à haute résolution dans le delta du Rhône durant le Petit Âge Glaciaire : connexion Terre-Mer
High-resolution morpho-sedimentary dynamics in the Rhône delta during the Little Ice Age: land-sea connection
Résumé de la thèse
Cette thèse analyse la dynamique morphosédimentaire du lobe oriental du delta du Rhône durant le Petit Âge Glaciaire (PAG), en visant une continuité terre-mer depuis la plaine deltaïque jusqu'au prodelta. Elle se concentre sur deux paléochenaux successifs. Le Grand Passon est un bras majeur médiéval à l'est du Grand Rhône actuel. Il décline après une avulsion vers 1587. Le Bras de Fer devient alors le chenal principal, jusqu'à l'avulsion de 1711 qui met en place le tracé terminal du Grand Rhône.
Les objectifs sont de caractériser les faciès fluviaux et l'organisation stratigraphique des méandres de la plaine deltaïque, en distinguant les ensembles sédimentaires associés aux chenaux actifs et abandonnés, aux barres de méandre, ainsi qu'aux dépôts de berge concave et convexe. Il s'agit aussi de quantifier les rythmes de progradation littorale et de mobilité des méandres. La thèse vise enfin à estimer les volumes stockés à l'échelle d'une berge concave et à l'échelle des lobes associés aux embouchures, puis à identifier la signature du PAG dans l'archive prodeltaïque, et à établir sa continuité avec la partie continentale.
L'approche combine le géoréférencement de cartes anciennes, l'imagerie récente et la topographie LiDAR pour reconstruire les paléotraces et cartographier les microformes. Elle intègre des analyses morphométriques, stratigraphiques et sédimentologiques, ainsi que des datations radiocarbone ou à partir de documents historiques. La continuité stratigraphique terre-mer est contrainte par le couplage HVSR et MASW, calibré par les forages et par la sismique haute résolution de type Chirp. Les volumes sont ensuite estimés par Discrete Smooth Interpolation (DSI) et par krigeage.
Les reconstructions diachroniques, fondées principalement sur l'analyse des photographies aériennes anciennes et récentes ainsi que sur le géoréférencement des documents historiques, montrent une progradation rapide du lobe du Bras de Fer entre 1635 et 1734. Cette phase s'accompagne d'une mobilité latérale marquée du méandre de la Grande Ponche et de la mise en place du méandre de Tampan. À l'échelle locale, la rive concave de la Grande Ponche enregistre des dépôts de débordement volumineux, avec un volume d'environ 9,41 × 10⁻³ km³ et un taux moyen d'aggradation proche de 1,92 cm par an.
À l'échelle du lobe oriental, le budget holocène atteint environ 15,29 × 10⁻³ km³, dont 3,25 × 10⁻³ km³ attribués au PAG. Cela correspond à près de 1/5 du remplissage holocène, concentré sur quelques siècles. Dans le prodelta, les carottes montrent une sédimentation dominée par des vases silteuses, ponctuées de lamines sableuses très fines et de marqueurs terrigènes répétés, traduisant des pulses de crues.
L'ensemble des résultats identifie le PAG comme une phase d'accélération de l'évolution du lobe oriental. Le couplage continent-mer est renforcé, avec une intensification des transferts et du stockage sédimentaire à l'échelle de l'ensemble du corps deltaïque. Cette thèse fournit un cas de référence pour comprendre l'ajustement d'un delta à dominance fluviale face à un forçage hydroclimatique intense. Elle met aussi en évidence le contraste avec le fonctionnement contemporain, marqué par la diminution des apports solides, les aménagements et une élévation plus rapide du niveau marin relatif.
Thesis resume
This thesis analyses the morpho-sedimentary dynamics of the eastern lobe of the Rhône Delta during the Little Ice Age LIA, with the aim of documenting land-sea continuity from the delta plain to the prodelta. It focuses on two successive palaeochannels. The Grand Passon was a major medieval branch located east of the present Grand Rhône. Its activity declined after an avulsion around 1587. The Bras de Fer then became the main distributary until the avulsion of 1711, which established the terminal course of the Grand Rhône.
The objectives are to characterise fluvial facies and the stratigraphic organisation of meanders within the delta plain, by distinguishing sedimentary units associated with active and abandoned channels, point bars, and concave and convex bank deposits. The study also aims to quantify rates of shoreline progradation and meander mobility. Finally, it seeks to estimate sediment volumes stored at the scale of a concave bank and at the scale of mouth-related lobes, to identify the LIA signal within the prodeltaic archive, and to establish its continuity with the continental domain.
The approach combines the georeferencing of historical maps, recent imagery, and LiDAR topography to reconstruct palaeotraces and map micro-landforms. It integrates morphometric, stratigraphic, and sedimentological analyses, together with radiocarbon dating and chronologies derived from historical documents. Land–sea stratigraphic continuity is constrained by coupling HVSR and MASW data, calibrated using boreholes and high-resolution Chirp seismic profiles. Sediment volumes are then estimated using Discrete Smooth Interpolation DSI and kriging.
Diachronic reconstructions, based mainly on the analysis of historical and modern aerial photographs and on the georeferencing of archival documents, show rapid progradation of the Bras de Fer lobe between 1635 and 1734. This phase is associated with pronounced lateral mobility of the Grande Ponche meander and with the development of the Tampan meander. At the local scale, the concave bank of the Grande Ponche records voluminous overbank deposits, with an estimated volume of about 9.41 × 10⁻³ km³ and a mean aggradation rate close to 1.92 cm per year.
At the scale of the eastern lobe, the Holocene sediment budget reaches approximately 15.29 × 10⁻³ km³, of which 3.25 × 10⁻³ km³ are attributed to the LIA. This represents nearly one fifth of the Holocene infill, concentrated over a few centuries. In the prodelta, sediment cores show deposition dominated by silty muds, punctuated by very fine sandy laminae and repeated terrigenous markers, reflecting flood-related pulses.
Overall, the results identify the LIA as a phase of accelerated evolution of the eastern lobe. Land–sea coupling is strengthened, with intensified sediment transfer and storage at the scale of the entire delta body. This thesis provides a reference case for understanding the adjustment of a fluvial-dominated delta to intense hydroclimatic forcing. It also highlights the contrast with contemporary functioning, marked by reduced sediment supply, river regulation, and a more rapid rise in relative sea level.