Le Néodyme et ses isotopes dans l’océan : contributions à l’étude des données actuelles et nouvelles perspectives sur ses applications passées

Les isotopes du Néodyme (Nd) dans les archives sédimentaires sont un traceur à la fois de la circulation océanique et de l'érosion continentale dans le passé. Cette dualité des reconstructions possibles en fait sa richesse et son inconvénient majeur. Les interprétations des enregistrements dépendent de notre faculté à distinguer les influences relatives de ces deux paramètres. Cela passe notamment par la compréhension du cycle actuel du Nd dans l'océan. Cette étude aborde à la fois le cycle présent et les utilisations possibles dans les enregistrements passés. Dans une première partie nous avons utilisé une base de données des compositions isotopiques et des concentrations dans l'océan et les sédiments actuels. Nous en réalisons une analyse statistique à l'aide de différentes méthodes, dont les résultats et les conclusions sont mises à l'épreuve dans un modèle de boîte résolu par inversion totale. La conclusion principale de cette première partie porte sur la relative autonomie des différents océans, de laquelle découle un certain nombre d'implications concernant la vision actuelle que l'on a du bilan du Nd mais aussi ses utilisations paléocéanographiques. Dans une deuxième partie nous avons effectué des analyses de la composition isotopique en Nd dans des carottes sédimentaires de part et d'autre de la Nouvelle Zélande et le long de la côte ouest indienne. Des résultats sur ces deux régions il apparaît que le Nd a un potentiel pour la compréhension des mécanismes contrôlant l'altération chimique des continents, grâce notamment à la dimension temporelle qu'il apporte. Dans les deux cas, nos conclusions pointent le rôle prépondérant de l'érosion physique sur l'altération chimique, dans un cas contrôlé par l'activité des glaciers, dans un autre par un épisode tectonique. Le facteur hydrologique apparaît comme secondaire. De plus nous suggérons que les plaines, lorsqu'elles ne sont ni trop petites ni trop grandes, peuvent jouer un rôle de réacteur pour l'altération. Enfin nous trouvons des temps caractéristiques du système d'altération en accord avec les quelques études antérieures à ce sujet. De telles perspectives d'utilisation de ce traceur dans les archives sédimentaires nécessiteraient alors des études plus approfondies du bilan du Nd, dans les rivières cette fois. Neodymium (Nd) isotopes in sedimentary records are a tracer of both past ocean circulation and continental erosion. This duality of the possible reconstructions constitute it's richness and it's major drawback. Interpretations of the records depends on our ability to distinguish the relative influence of both parameters. This includes having a good knowledge on the present Nd budget in the oceans. This study deals with the present budget and the possible applications in past records. In the first part we used a database of Nd isotopic compositions and concentrations in present ocean and sediments. We make a statistical analysis using different methods, and the results are tested in box model solved with total inversion method. The main conclusion refers to the relative autonomy of the different oceans, from which some implications regarding our vision of the present budget and the paleoceanographic applications are drawn. In the second part we analyzed Nd isotopic compositions in sedimentary cores from both sides of New Zealand and along the West Indian Coast. From the results on both area it appears that Nd has a potentiality to constrain the mechanisms controlling chemical weathering, thanks to the time dimension it gives. In both cases our conclusions point to the key role played by physical erosion on chemical weathering, in one case controlled by glaciers activity, and in the other by a tectonic event. The hydrologic factor seems to be secondary. Moreover we suggest that floodplains can play a role of reactor, if they are neither to small or too large. Finally we find characteristic times of the weathering system in accordance with the few previous studies on the subject. Such outlooks about the use of this tracer in sedimentary archives would require much detailed studies of the Nd budget, this time in the rivers.