Phytoliths, indicators of the Mio-Pliocene environments of Chad. Paleoenvironmental reconstruction from the modern Sub-Saharan phytolith signal in Africa

Ce mémoire présente l'étude du signal phytolithique de sédiments mio-pliocènes du Tchad(Afrique Centrale) datés entre 7-2 Ma, et contemporains des Homininés anciens Sahelanthropustchadensis et Australopithecus bahrelghazali. Une calibration de la relation plantes-phytolithes-solspour l'Afrique tropicale subsaharienne actuelle a d'abord été réalisée pour apprécier la signatureenvironnementale des phytolithes dans le registre fossile. L'analyse des assemblages phytolithiques de98 espèces de graminées (Poaceae) a permis d'élaborer trois nouveaux indices phytolithiques à partirde 43 types propres aux Poaceae. Testés sur une base de 57 sols/sédiments modernes du Tchad, cesindices permettent de tracer les associations graminéennes aquatiques du Lac Tchad, les associationsmésophytiques des milieux humides soudaniens, et les associations xérophytiques des milieux secssahéliens. L'analyse des assemblages phytolithiques des sols/sédiments actuels considérés dans leurensemble a permis d'évaluer le potentiel de ce proxy à caractériser la physionomie des formationssoudano-sahéliennes modernes. La calibration a été appliquée à l'étude d'un enregistrementsédimentaire discontinu du Lac Tchad (6-2 Ma) (forage de Bol, 13°N/14°E) et à celle de 18 niveauxpaléontologiques du Djourab (7-3.5 Ma) (16°N/17°E). Les résultats indiquent la présence de savanesintermédiaires à fermées et de zones de végétation aquatique dominantes à 7 Ma dans le Djourab, puisde savanes plus ouvertes et sèches à 3.5 Ma. Une phase de bas niveau lacustre est enregistrée entre3.6-2.8 Ma à Bol, et un pic d'aridité à 3.2 Ma. Enfin, les résultats montrent l'existence de graminéesen C4 au Tchad depuis 7 Ma.This thesis dissertation is dedicated to the study of the phytolith signal of Mio-Pliocenesediments from Chad (Central Africa) dated between 7-2 Ma, and contemporary to the early Homininspecies Sahelanthropus tchadensis and Australopithecus bahrelghazali. A calibration work studyingthe relationship plants-phytoliths-soils in modern sub-Saharan tropical Africa was carried out in orderto assess the environmental significance of the phytolith signal in the fossil record. Phytolithassemblages produced by 98 sub-Saharan grass species (Poaceae) were analyzed and the results led tothe development of three new phytolith indices defined from 43 types specific to Poaceae. Tested on adatabase of 57 modern soil/sediment samples from Chad, these indices allow drawing aquatic grassassociations of Lake Chad, mesophytic grass associations of wetlands from the Sudanian domain, andxerophytic grass associations of drylands from the Sahelian domain. The analysis of modern soilphytolith assemblages (total assemblages) was used to assess the potential of this proxy to characterizethe physiognomy of the Sudano-Sahelian vegetation types. The calibration had been applied to thestudy of a discontinuous sedimentary record from Lake Chad (6-2 Ma) (Bol core, 13°N/14°E) and of18 paleontological levels from the Djourab (7-3.5 Ma) (16°N/17°E). The results indicate thedominance of intermediate to closed savannas and areas of aquatic vegetation at 7 Ma in the Djourab,and more open and dry savannas at 3.5 Ma. A limited lacustrine stage is recorded between 3.6-2.8 Maat Bol, and a shift of aridity at 3.2 Ma. Finally, the results show the existence of C4 grasses in Chadsince 7 Ma