Soutenance de thèse de Benjamin BOUREL

Cette thèse présente l'étude du signal pollinique de sédiments modernes et fossiles pour contribuer à une meilleure connaissance des micro-habitats associés aux Hominini du Plio-Pléistocène du rift africain. Grâce à un jeu de données modernes de 283 spectres polliniques de surface (dont 62 nouveaux) centré sur l’Ethiopie, il a été développé une approche qui permet maintenant d'identifier 24 types de végétation dont 9 ripariennes. Appliquée aux 42 spectres (dont 9 nouveaux ) des Formations pliocènes de Hadar et Busidima (basse vallée de l'Awash, Éthiopie) , cette approche montre, entre 3.42 et 2.96 Ma, le Nord Afar a subi d'importants refroidissements (-6.5 à -10.5°C) associés aux évènements globaux des stades isotopiques marins M2, MG2 et MG4. Ceux-ci ont induit d’importants changements de végétation à l’échelle régionale durant cette période, alors qu’au même moment des formations arborées se maintenaient, localement, à proximité de la paléorivière Awash et de résurgences d'eau souterraine offrant ainsi un habitat boisé stable à Australopithecus afarensis. L’analyse pollinique d’un sondage sub-moderne en bordure du Lac d’Eyasi (Tanzanie) éclaire sur la dynamique de végétation associée aux résurgences et au climat régional en zone aride. Enfin, les reconstructions de paléovégétations associées aux Hominini étant limitées par les échantillons sub-stériles, il est développé ici un système de reconnaissance automatique. Basé sur des réseaux de neurones convolutifs, ce système est capable d'identifier avec succès (taux d'erreur <4%) des grains de pollens modernes et fossiles, quel que soit leur état de dégradation, ce qui est une avancée majeure. En conclusion, l'analyse des pollens fossiles permet de caractériser les paléoenvironnements avec un degré de précision inégalé à ce jour, et la reconnaissance automatique pourra probablement aider dans un future proche à reconstituer avec une meilleure résolution spatiale l'habitat des ancêtres de la lignée humaine.

This thesis presents the study of the pollen signal of modern and fossil sediments to contribute to a better understanding of the micro-habitats associated with the Plio-Pleistocene Hominini of the African Rift. With a modern dataset of 283 surface pollen spectra (including 62 new) centered on Ethiopia, an approach has developed that now allows the identification of 24 vegetation types including 9 riparian. Applied to the 42 spectra (including 9 new) of the Pliocene Hadar and Busidima Formations (Lower Awash Valley, Ethiopia), this approach shows that between 3.42 and 2.96 Ma, North Afar underwent significant cooling (-6.5 to -10.5°C) associated with the global events of the marine isotopic stages M2, MG2 and MG4. These induced important changes in vegetation on a regional scale during this period, while at the same time wooded formations were maintained, locally, near the Awash paleoriver and groundwater springs thus providing a stable wooded habitat for Australopithecus afarensis. Pollen analysis of a sub-modern sediment core near the shores of Lake Eyasi (Tanzania) sheds light on the vegetation dynamics associated with resurgences and the regional climate in arid zones. Finally, as the reconstructions of paleovegetations associated with the Hominini are limited by the sub-sterile samples, an automatic recognition system is developed here. Based on convolutional neural networks, this system is capable of successfully identifying (error rate <4%) modern and fossil pollen grains, whatever their state of degradation, which is a major advance. In conclusion, the analysis of fossil pollens allows the characterization of paleoenvironments with a degree of precision unequalled to date, and automatic recognition will probably help in the close future to reconstruct with a better spatial resolution the habitat of the ancestors of the human lineage.