Dans les chaînes de montagne, le couplage entre tectonique, climat et reliefs, produits par l'incision des vallées, est difficile à révéler du fait de l'érosion des archives géomorphologiques qui s'opère généralement sur des échelles de temps plus courtes que celles de l'évolution des reliefs topographiques. Les massifs sub-alpins des Alpes occidentales offrent un laboratoire privilégié pour révéler ces couplages de la fin du Néogène au Quaternaire. En effet, les processus de karstification de la couverture mésozoïque calcaire sont dépendants du niveau de base défini par les vallées et enregistrent ainsi les phases d'incision des reliefs subalpins. Contrairement aux environnements non karstiques, l'érosion en domaine karstique est essentiellement souterraine, se déploie en 3D, et favorise une préservation remarquable des archives géomorphologiques sur plusieurs millions d'années.

Cette étude se focalise sur l'évolution de la vallée de la Bourne, qui est l'unité de drainage principale du massif du Vercors. Par une analyse intégrée des archives géomorphologiques de surface (replats karstiques, paléo-poljés, terrasses alluviales et surface de piémont fossile), complétée par des marqueurs souterrains (paléo-drains karstiques connectés à la rivière), nous avons reconstitué l'évolution longitudinale du profil de la Bourne depuis la fin du Miocène. Les archives de surface nous ont permis de contraindre géométriquement l'évolution du profil de la rivière, et l'analyse combinée des réseaux karstiques et de leurs archives sédimentaires (modélisation 3D, étude morpho-sédimentaire et géochronologie multi-méthodes) nous a permis de caler chronologiquement ces différentes phases d'évolution topographique du Vercors.

Cette reconstitution intégrée du profil d'une vallée alpine depuis la fin du Miocène permet de discuter, sur des bases quantitatives, des forçages tectoniques, eustatiques et climatiques sur l'évolution des reliefs sub-alpins. Nous pouvons notamment quantifier la part de relief générée par le soulèvement tectonique du massif au Miocène tardif, évaluer l'impact de la crise messinienne, et caractériser la dynamique d'incision en réponse au soulèvement quaternaire, du notamment au rebond isostatique associé à l'incision glaciaire des vallées alpines.