1Par ses effets sur la zone critique et sur les sociétés humaines avec notamment la détérioration des sols, des stocks de carbone dans les sols et de la production alimentaire, l’érosion est devenue un sujet scientifique de première importance à l’échelle globale et en particulier dans les zones de montagne où ses effets sont amplifiés. Les préoccupations croissantes concernant les effets délétères de l’érosion ont conduit l'Europe et les Nations Unies à classer l'érosion des sols comme l'une des principales menaces pour l'humanité et à appeler à une évaluation quantitative de la perte de sol sur de grandes échelles spatiales et temporelles. Ces évaluations permettront de mieux apprécier les effets relatifs des principaux facteurs de contrôle de l'érosion à court ou moyen terme que sont le climat (i.e. à travers les régimes de précipitations et les avancées et retraits des glaciers) et les activités humaines (à travers l'utilisation des terres et la gestion du couvert végétal).
2Cette thèse propose de fournir des éléments quant à l’évaluation des taux d’érosion sur des périodes pluri-centennales à millénaires dans les Alpes à partir d’archives sédimentaires lacustres et d’interroger les effets des différents facteurs forçant l’érosion au cours du temps. Une analyse multi-indicateurs des séquences sédimentaires a été conduite sur deux grands lacs périalpins, ceux du Bourget (France) et d’Iseo (Italie), utilisées comme archives de l’érosion de la zone critique sur de grands bassins-versants. Cette méthode est combinée à une approche « source-puits » offrant la possibilité de suivre les sources des apports de sédiments (sous-bassins versants et/ou types de roches) vers un puits (le lac) à travers le temps. Cette approche permet de démêler les impacts relatifs du climat et des activités humaines sur les taux d'érosion, à condition que chaque source de sédiments soit sensible à un type donné de forçage. La comparaison des taux d’érosion obtenus avec des modèles d’érosion actuelle ainsi qu’avec des données déjà disponibles permet la validation de nos résultats. Enfin, l’utilisation de modèles de mélanges issus de données de la composition isotopique des sédiments, permet l’obtention d’information quantitative quant à l’impact de ces différents facteurs forçant.
3Cette thèse s’est tout d’abord intéressée à l’identification et la description des processus sédimentaires à l’œuvre dans les grands lacs périalpins, peu étudiés dans le passé du fait de la complexité que représentaient les prélèvements sédimentaires à ces profondeurs. Ces processus ont un impact direct sur la qualité du signal d’érosion enregistré dans les lacs et leur interprétation correspond au premier verrou scientifique levé par ce travail. Une méthodologie d’identification semi-automatisée a ainsi été mise en place. Nous avons démontré que la disponibilité en sédiment dans le lac et son bassin versant avait un impact direct sur l’enregistrement des événements extrêmes comme les crues ou l’activité sismique (fig. 1).
Fig. 1 : Modèle conceptuel du cycle d'érosion de la zone critique dans un grand bassin versant et des effets des trois principaux facteurs de forçage, le climat, la géodynamique et les activités humaines. Fig. 1: Conceptual model of the critical zone erosion cycle in a large watershed and the effects of the three main forcing factors: climate, geodynamics and human activities.
William Rapuc
4Une fois les événements extrêmes identifiés et décrits, l’érosion continue des bassins-versants a pu être étudiée. Au cours de l’Holocène, les taux d’érosion dans les Alpes augmentent progressivement à partir de 4,2 ka cal. BP avant d’augmenter drastiquement aux alentours de la période Romaine et du Moyen-Âge. Bien que l’évolution climatique régionale, avec une humidification progressive à partir de 4,2 ka cal. BP, favorise l’augmentation des taux d’érosion, elle ne peut expliquer seule les taux mesurés. L’homme, par la transformation des paysages et l’utilisation des sols, dues à l’agriculture, le pastoralisme et l’extraction de minerai notamment, a impacté la zone critique et induit une augmentation de l’érosion sans précédent au cours de l’Holocène (fig. 2).
Fig. 2 : Évolution de l’érosion dans deux grands bassins versants des Alpes, le lac du Bourget et le lac Iseo ; Fig. 2: Evolution of the erosion rates in two large Alpine watersheds, Lake Bourget and Lake Iseo.
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