UMR CNRS 5805 EPOC
Environnements et Paléoenvironnements
Océaniques et Continentaux

        

Consignes de Sécurité et Numéros d'Urgence
(à l'usage des personnels du laboratoire)

March 13, 2024

Pierre POLARD TAINE

Thierry Mulder / Jean Borgomano (Université Aix-Marseille)

M. Jean BORGOMANO, Aix Marseille Université, Directeur de thèse
M. Stephan JORRY, Ifremer, Rapporteur
Mme. Emmanuelle VENNIN, Université de Bourgogne, Rapporteur
M. Thierry MULDER, Université de Bordeaux, Co-directeur de thèse
M. François FOURNIER, Aix Marseille Université, Examinateur
M. Hervé GILLET, Université de Bordeaux, Examinateur
M. Jeroen KENTER, TotalEnergies, Invité
M. Vincent MARLOT, TotalEnergies, Invité

Les sédiments carbonatés gravitaires déposés en milieu marin profond sont complexes, peu étudiés et difficiles à prédire dans les séries géologiques. Ils représentent à la fois des réservoirs potentiels d'hydrocarbure et des archives géologiques des variations environnementales. Les carbonates formés dans les milieux marins tropicaux sont extrêmement sensibles aux variations climatiques. L'étude de leurs réponses stratigraphiques nous informe sur ces variations et peut contribuer à améliorer les modèles de prédiction des variations climatiques futures. L'édification des plateformes carbonatées résulte en grande
partie de la balance entre la production carbonatée peu profonde, sa capacité de préservation et d'export en environnement distal. L'interprétation des facteurs de contrôle agissant sur la production, le transport et la distribution des corps carbonatés gravitaires représente un double enjeu : (a) Scientifique, pour les reconstitutions paléoclimatiques, ainsi que la compréhension des archives climatiques, (b) Industriel, pour la prédiction des propriétés des réservoirs. Ce manuscrit présente une étude multi-échelle et pluridisciplinaire depuis la caractérisation des faciès à l'échelle du puits jusqu'à la modélisation stratigraphique à l'échelle régionale des Bahamas et de ses bassins associés, reconnus comme étant un des exemples modernes les plus représentatifs de la sédimentation carbonatée marine. Cette thèse étudie l'architecture stratigraphique des marges au vent et sous le vent, ainsi que les processus gravitaires et les facteurs de contrôle agissant sur le transfert de la production carbonatée depuis la plateforme vers les pentes et les bassins associés. L'intervalle de temps étudié est compris entre le Miocène supérieur et l'actuel (12 - 0 Ma). Cette période se distingue par des changements de régime eustatiques passant de cycles de 41 kyr à 100 kyr. C'est également une période clé dans l'histoire architecturale de la marge sous le vent du Grand Banc des Bahamas, puisqu'elle varie d'un système de rampe à un système très inclinée. La méthodologie utilisée associe plusieurs disciplines (sédimentologie, interprétation sismique, géophysique, modélisation stratigraphique) ainsi que des données d'origines diverses de forages et de géophysique scientifiques de la subsurface et du fond marin. Cette étude pluridisciplinaire a abouti à plusieurs résultats significatifs. Tout d'abord, elle a permis de caractériser l'architecture et la sédimentologie du système d'Exuma - Plaine abyssale de San Salvador depuis la base du Tortonien. Les résultats montrent que ce système est principalement en bypass, constitué de sables et très sensible aux variations eustatiques. Ensuite, l'étude a comparé la réponse stratigraphique des marges au vent et sous le vent en lien avec le type de production et en réponse aux facteurs de contrôle associés. Les résultats montrent que les deux marges présentent des architectures stratigraphiques opposées, des dynamiques sédimentaires et des taux de sédimentation exportés très différents. L'étude a également permis de caractériser à haute résolution les processus sédimentaires, la morphologie et les faciès récents du système d'Exuma à la Plaine Abyssale de San Salvador. Huit processus sédimentaires différents ont été identifiés, ainsi qu'une répartition spatiale des faciès liée à l'héritage structural. Par ailleurs, l'étude a quantifié l'impact de certains facteurs de contrôle sur l'architecture stratigraphique des marges au vent et sous le vent depuis la base du Pléistocène. Les résultats montrent que l'impact d'un facteur de contrôle n'est pas le même suivant la marge, et que la topographie initiale est le facteur dominant sur l'évolution stratigraphique des systèmes carbonatés. Enfin, l'étude a quantifié la production carbonatée de l'ensemble des Bahamas depuis le Tortonien.

Bahamas, Carbonate gravitaire, Architecture stratigraphique, Quantification, Facteur de contrôle, Processus sédimentaire