Au cours de ma thèse,
soutenue en 1998, j’ai initié les premières études consacrées à ces arbres
subfossiles conservés dans les dépôts alluviaux de moyenne altitude (Miramont et al.,
2000a,b)
J’ai co-encadré
ensuite le travail de thèse d’O. Sivan (Sivan, 2002) lors duquel un recensement
exhaustif et une cartographie des tous les gisements d’arbres fossilisés dans
les dépôts alluviaux des Alpes du Sud a été réalisé. L’analyse
dendrochronologique, associée à l’analyse géomorphologique des stratigraphies
alluviales et à des datations radiocarbone nous a permis de bâtir un
scénario d’évolution des paysages fluviaux sud-alpins depuis la fin de la
dernière glaciation (Miramont et al, 2000a,b ; 2004 ; Sivan et
al., 2002 ; Jorda et al., 2002 ; Sivan et Miramont, 2008) (Fig. 8).
Figure 8 :
L’évolution des paysages subalpins depuis la fin de la dernière glaciation. A la
fin du Pléniglaciaire, les versants possèdent une forme régularisée sous
l’effet des processus périglaciaires qui ont perduré durant des millénaires (A).
A partir du Bölling (14500 cal BP), des phénomènes d’érosion régressive
s’amorcent depuis les grandes rivières en cours d’incision et des bassins
torrentiels latéraux s’ouvrent sur les versants (B). Corrélativement, en aval
de ces nouveaux bassins, les premiers dépôts du Remblaiements Postglaciaires Principaux
se mettent en place, fossilisant des souches de pins vestiges de la reconquête
végétale tardiglaciaire. Ce phénomène se poursuit au cours des premiers
millénaires de l’Holocène jusque vers 6500 cal BP : les bassins de réception
s’étendent sur des versants et des dépôts mixtes alluviaux-colluviaux à bois subfossiles
viennent se superposer aux dépôts tardiglaciaires (C). La tendance à la
sédimentation s’achève vers 6500 cal BP. Localement des sols bruns forestiers
se développent, en particulier dans la vallée de l’Ubaye où ils sont bien datés.
Dans certains torrents, des nappes alluviales s’emboîtent à l’intérieur des
dépôts du Remblaiement Postglaciaire Principal mais n’atteignent jamais
l’ampleur des dépôts précédents. Une phase d’incision majeure intervient
ensuite pour aboutir aux paysages fluviaux actuels : les rivières s’encaissent
de 5 à 20 m en contrebas de la surface des
Remblaiements Postglaciaires Principaux (D).
Nous avons réalisé une analyse des
relations entre les patrons de croissance des arbres et les modalités et
rythmes de la sédimentation postglaciaire, et interprété les tendances
reconnues en terme
d’évolution paléoclimatique. Nous avons montré que les volumes
sédimentés entre 14500 et 6500 cal BP attestent de conditions climatiques
humides et de précipitations de forte intensité au cours de cette période. Un
changement majeur vers un assèchement et un changement des régimes de pluie
interviennent aux environs de 6500 cal BP. C’est aussi ce que nous mettons en
évidence dans l’étude de l’évolution des lacs et des tourbières des Alpes du
Sud (Muller et al., en révision). Par ailleurs, des tendances similaires
apparaissent dans l’évolution des lacs méditerranéens et du nord de l’Afrique
(Magny et al., 2002). Au-delà de ces grandes étapes, les périodes de
fossilisation préférentielles des pins dans les Alpes du Sud (Fig. 9) que nous
avons déterminées semblent contemporaines de certaines périodes de hauts
niveaux lacustres enregistrées dans les Alpes du Nord, le Jura et la Provence (Magny, 2004 ;
Magny et al., 2002, Bruneton et al., 2001). Nous les associons à
des fluctuations climatiques pluriséculaires caractérisées par une fréquence
accrue des précipitations de forte intensité. Enfin, la synthèse des travaux
que nous avons effectués sur les variations des taux de sédimentation souligne
les potentialités d’enregistrement des fluctuations hydrologiques consécutives
à des fluctuations climatiques de forte amplitude (Miramont et al., sous
presse).
Figure
9 : L’évolution du détritisme alluvial postglaciaire dans les torrents de
Moyenne Durance. A : nombre de pins sylvestres fossilés. Des
phases de fossilisation préférentielle se distinguent au Tardiglaciaire, vers
9000 cal BP et vers 8200 cal BP. B : taux de sédimentation. Les
taux de sédimentation augmentent depuis 14500 cal BP pour atteindre leur maxima
vers 8000 cal BP (Miramont et al., sous presse)
Enfin, la détermination spécifique
des espèces fossilisées, croisée aux données issues de l’analyse des débris
charbonneux et de la malacofaune préservée dans les sédiments postglaciaire a
permis de reconstituer la mosaïque végétale qui a caractérisé les
paysages du passé (Miramont et al. 2004).
2. Calibration du
radiocarbone sur données continentales
La datation par 14C constitue un outil
universel et incontournable pour dater de façon absolue des vestiges organiques
naturels ou archéologiques. Mais il est indispensable que les âges 14C puissent être étalonnés
avec précision sur le calendrier solaire. Cette calibration est réalisée grâce aux
séries dendrochronologiques de référence pluri-millénaires établies à partir de
bois archéologiques pour les périodes récentes et de bois subfossiles pour les
périodes les plus anciennes.
L’échelle des temps du
radiocarbone est étalonnée sur le calendrier solaire à partir des chronologies
de cernes de référence jusqu’en 12 593 cal. BP (Schaub et al., 2007 ; Friedrich
et al., 2004 ; Reimer et al., 2004 ; Stuiver et al.
1998). Antérieurement à cette période, la calibration des dates radiocarbone
est réalisée à l’aide de données essentiellement d’origine marine (Reimer et
al. 2002 ; Bard et al. 2004 ; Hughen et al. 2004) qui,
bien qu’elles approchent la résolution offerte par les chronologies de cernes,
ne peuvent se soustraire aux problèmes induits par la variabilité des effets-réservoir de
l’océan au cours du temps. Pour cette raison, il apparaît aujourd’hui
fondamental de prolonger la courbe de calibration du 14C obtenue à partir des
chronologies de cernes d’arbres.
Les arbres subfossiles
(Pinus silvestris sp.) contenus dans les remblaiements sédimentaires alluviaux
des Alpes du sud fournissent des séries dendrochronologiques datées entre 14500
et 3800 cal BP. Depuis plusieurs années, nous avons établi des collaborations
étroites avec les équipes de recherches sur le radiocarbone de Groningen et
d’Heidelberg et les équipes des dendrochronologues suisses (WSL de Birsmendorf,
Université de Zurich) et
allemands (Institut
de Botanique de l’Université de Hohenheim) qui ont bâti les chronologies de
cernes de référence et construit la courbe de calibration du radiocarbone
actuellement utilisée (Shaub et al., 2007 ; Reimer et al, 2004). (programme européen
EuroCLIMATE : projet TREE 14 : « Dendrochronology, 14C time-scale and
mechanism of rapid climate change during the last deglaciation » et projet européen
PICS « Longues
séquences dendrochronologiques, calibration et reconstitutions paléoclimatiques
au Tardiglaciaire en Europe médiane et méditerranéenne »).
Nous avons obtenu de nouvelles
chronologies flottantes pour la période 12 400 - 14 500 cal BP (Kaiser et al. 200,
Kromer et al., 2004 ; Sivan et al., 2006 ; Sivan
et Miramont, 2008) (Fig. 10). Actuellement, un hiatus persiste encore entre la
chronologie absolue et les chronologies flottantes. Les premiers résultats des
datations radiocarbone réalisées sur des bois fossiles découverts récemment en
Moyenne Durance montrent :
-
qu’ils
peuvent permettre de combler ce hiatus et de relier les chronologies flottantes
à la chronologie absolue, étendant ainsi cette dernière de plusieurs
millénaires dans le Tardiglaciaire ;
-
que
ces séries dendrochronologiques pourraient étendre les chronologies vers le
début du Tardiglaciaire (au-delà de 14 500 cal BP).
Les arbres ayant subit
des stress géomorphologiques importants, la synchronisation des séries
dendrochronologiques n’est pas toujours aisée. Nous utiliserons la méthode du
« wiggle matching » pour surmonter les difficultés de
synchronisation.
Dans le cadre de collaborations
avec l’Université de Lund, nous tentons de comparer les données du radiocarbone
avec les variations de la teneur en Berium 10 de la glace (Muscheler et al.,
2008). En effet, le Berium 10 (10Be) et le carbone 14 (14C) sont produits dans la haute atmosphère
par des processus similaires. Ainsi, enregistrements du 10Be dans les carottes
de glaces et du 14C dans les cernes des
arbres possèdent un signal commun qui peut être utilisé pour synchroniser les
enregistrements et améliorer les synchronisations des séquences de cernes. Par
ailleurs, ces enregistrements permettent d’évaluer les durées et les mécanismes
des changements climatiques dans le passé.
Dans l’avenir, ces
chronologies de cernes peuvent être utilisées pour faire de la reconstruction
climatique (Fritts,1991)
Enfin, la constitution
de longues chronologies de cernes participe à la construction de référentiels
nécessaires aux datations utilisées dans les études archéologiques et
paléoenvironnementales en région nord méditerranéenne.
Figure
10 : chronologies flottantes et absolues tardiglaciaires et holocènes en
Europe
3. Paléo-incendies
Les sédiments
alluviaux sudalpins contiennent aussi de très nombreux niveaux de charbons de
bois et/ou des niveaux incendiés (Boutterin et al., 2006 et sous
presse). Les travaux universitaires que j’ai encadré au cours de ces dernières
années ont abouti à une première reconstitution de la fréquence de ces niveaux
charbonneux témoignant de l’occurrence paléofeux depuis le Tardiglaciaire. Une
synthèse des données disponibles reste aujourd’hui à faire, de façon à
confronter des rythmes de l’activité érosive reconnus dans les torrents (phases
de fossilisation des arbres et perturbations de croissance) et les niveaux
d’incendies. Notre but est de comparer les signaux incendies obtenus dans
différents contextes (alluvial, palustre, montagneux et littoral) de façon à reconstituer
les régimes de feux dans le passé et à les comparer avec d’autres proxies
paléoclimatiques et paléohydrologiques indépendantes.
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Collaborations
internationales
Mes activités de recherches m’ont amenée à tisser
d’étroites collaborations avec des chercheurs et enseignants chercheurs de
plusieurs universités et à effectuer des séjours fréquents à l’étranger en
particulier :
- à l’Université de Zurich et à l’lnstitut
fédéral de recherches sur la forêt, la
neige et
le paysage (WSL) à Birmensdorf (coll. avec K.F. Kaiser)
- au laboratoire d’étude du Radiocarbone de
l’Académie des Science d’Heidelberg (Allemagne) (coll. avec B. Kromer)
- à l’Institut de Botanique de l’Université de
Hohenheim à Stuttgart (Allemagne) (coll. avec M. Friedrich).
- au laboratoire de Radiocarbone de Groningen
(Pays Bas) (coll. avec H. van der Plicht).
Programmes
internationaux
· 2009-2012.
Projet d’Intérêt Transfrontalier (PIT) « culture et identité dans le Parc
du Mercantour », financement européen, responsable scientifique :
Parc Naturel du Mercantour.
· 2008-2011. Projet
International de Coopération Scientifique (PICS) « Longues séquences
dendrochronologiques, calibration et reconstitutions paléoclimatiques au
Tardiglaciaire en Europe médiane et méditerranéenne », financement CNRS, Responsable
scientifique : C. Miramont
· 2007-2010. Programme
ANR Vulnérabilité Milieux et Climat « ESCARSEL (Evolution Séculaire du
Climat dans les régions circum-Atlantiques et Réponse de Systèmes Eco-Lacustres) »,
financement ANR, responsable scientifique : Joël GUIOT (CEREGE)
· 2005-2008.
Programme EUROCLIMATE, « Dendrochronology, 14C time-scale
and mechanism of rapid climate change during the last deglaciation (TREE_14,
FP14) »,, financement European Science Foundation, responsable
scientifique : B. Kromer (University of Heidelberg, Heidelberg). Co-responsable du work
package « longues chronologies de cernes dans le Sud-Est de la France. »
· 2003-2006.
Programme « M.O.T.I.F. : Models and Observations to Test climate
Feedbacks », financement européen, responsable scientifique : Pascale
Braconnot (C.E.A.).
· 2000-2003.
Programme « FOSSILVA : dynamics of forest
tree biodiversity : linking genetic, palaeogenetic and plant historical
approaches ». Financement
européen, Responsable scientifique : JL De Beaulieu, (IMEP).
Programmes
nationaux
· 2009. Projet
PALEOFEUX en cours de montage avec le CEPAM (UMR 6130) en réponse à l’appel
d’offre à projet ouvert de la Région PACA.
· 2008-2009.
Projet Collectif de Recherche « Peuplement et occupation du sol dans le
Mercantour au cours de l’Holocène », financement SRA, responsable
scientifique : F. Sumera (SRA). Responsable du volet
paléoenvironnement.
· 2008-2009.
PROJET NERTHE « Hommes et Milieux à l’Holocène », Financement
ECCOREV, responsable scientifique : Claude Vella (Cerege).
· 2004-2005. Programme
ECLIPSE « Dynamique spatio-temporelle des paléoenvironnements
postglaciaires du bassin de la Durance (Alpes du Sud, France) : contribution systémique à partir
de marqueurs sédimentologiques, paléoécologiques et archéologiques »,
financement INSU, responsables scientifiques : S. Muller et C.
Miramont (IMEP).
· 2002-2003.
Programme E.C.H.O. « Evaluation des modèles couplés à l’Holocène
moyen », financement INSU, responsable scientifique : Pascale Braconnot
(C.E.A.).
· 2001-2003.
Programme ECLIPSE « Etude des paléoclimats. Dynamique spatio-temporelle
des paléoenvironnements postglaciaires du bassin de la Durance (Provence,
France) : contribution systémique à partir des marqueurs
sédimentologiques, paléoécologiques et archéologiques », financement INSU,
responsable scientifique : C. Miramont (IMEP).
· 2001-2002.
Programme ECLIPSE « Variations climatiques et environnementales pendant le
petit âge de Glace en France et en Amérique du Sud », financement INSU,
responsable scientifique : Valérie Masson-Delmotte (C.E.A.).
· 2001-2002.
Programme national d’étude de la dynamique du climat I.N.C.A.H. « Indices climatiques
et archives historiques », financement INSU, responsable scientifique :
Pascal You (Ingénieur C.E.A.).
· 1999-2003.
Projet Collectif de Recherche « 10 000 ans d'histoire sur le versant
méridional du Luberon », financement SRA, responsables scientifiques
: C. Miramont (IMEP), A. Muller (SRA).
· 1999-2002. Projet
Collectif de Recherche « Etude géoarchéologique du site de Ceyreste dans
le Luberon », financement SRA, responsable scientifique D. Peyric (INRAP).
· 1999-2001. Programme
Environnement Vie et Sociétés « La forêt et le troupeau dans la montagne sud-alpine », financement
CNRS, responsable scientifique : JL De Beaulieu (IMEP).
· 1998. Programme
Environnement, vie et sociétés, comité systèmes écologiques et action de
l'Homme, « Variation depuis 10000 ans de la répartition et de la production des forêts d'altitude dans
les Alpes et le Jura, et simulations des changements futurs », financement
CNRS, responsable scientifique : J. Guiot, (IMEP).
· 1997-2000. Programme
Paléoenvironnement et évolution des hominidés, « Hydrosystèmes
continentaux, paléoenvironnements et anthropisation dans le bassin
méditerranéen du Rhône depuis le Tardiglaciaire », financement CNRS,
responsables scientifiques : Mireille Provansal (CEREGE) et Jean-François
Berger (CEPAM). Responsable des recherches sur le secteur sud-alpin.
· 1995-1997. Projet
Collectif de Recherche « Géo-archéologie de la vallée de la Durance et de la moyenne montagne provençale »,
financement SRA PACA, responsable scientifique : Maurice Jorda (CEREGE).
· 1993-1995. Programme
« Système fluvial Durance : étude interdisciplinaire de la dynamique spatio-temporelle d'une rivière
torrentielle méditerranéenne intensément aménagée », Financement Ministère
de l'environnement, responsable scientifique : Claude Parron (CEREGE).
Contrats
de recherches
· 2008-2009.
Réserve Géologique de Haute Provence. Etude et datation des bois subfossiles
dans la
région sud-alpine.
· 2007. Réserve
géologique, Mairie de Castellane. Du Quaternaire ancien au Néolithique : une
histoire géomorphologique du versant méridional de la crête de Lauppe (nord de
Castellane, 04)
Encadrement
de la recherche
Co-encadrement de
thèses
· depuis 2004. C. Boutterin. « Le
rôle des incendies dans la morphogenèse postglaciaire dans les Alpes
françaises du Sud ». Financement MRT. Co-direction avec J.L. Edouard (IMEP).
· 1999-2002. O. Sivan. « Activité
érosive et évolution des paléo-environnements alpins postglaciaires. Etude
dendrogéomorphologique des gisements de troncs subfossiles dans les Alpes du
sud ». Financement Région PACA. Soutenue en décembre 2002. Co-direction
avec J.L. Edouard (IMEP).
Comités de thèses
· depuis 2008. M. Chapuis. « Dynamique et gestion
sédimentaire d’un système fortement anthropisé. L’exemple de la Durance ». Financement
Région PACA-rentreprise. Direction M. Provansal et S. Dufour (CEREGE).
· depuis 2008. M. Le Roy. « Réponses des milieux de
haute montagne aux changements climatiques passés dans les Alpes occidentales :
approche combinée de la géomorphologie et de la dendrochronologie »,
Financement MRT et programme ANR Pygmalion (coord. Fabien Arnaud, EDYTEM). Direction
A. Marnézy, co-direction L. Astrade P. Deline (EDYTEM).
Organisation
de manifestations scientifiques
· Co-organisatrice du Colloque « Panorama de
la
dendrochronologie en
France », 8-9-10 octobre 2009, Digne les Bains.
· Co-organisatrice de l'excursion annuelle de
l'Association Française pour l'Etude du Quaternaire (AFEQ), août 1999, Laragne
Fonctions
administratives liées à la recherche
· Responsable du
Laboratoire d’analyses sédimentologiques de l’UFR de Géographie
· Expertise d’articles et de projets
· Membre du Groupement De Recherches (GDR) JURALP
depuis 2006
· Membre de la commission « hydrosystèmes
continentaux » depuis 1998
· Membre du Conseil Scientifique de la Réserve Géologique de Haute Provence de 2002 à 2005
