L'Altiplano est un haut plateau caractéristique des Andes Centrales entre 10°S et 27°S. C'est un bassin original de par ses dimensions et sa position dans un contexte orogénique. Il constitue un bassin sédimentaire intramontagneux qui a enregistré les étapes de la déformation de l'orogène andin. L'étude a pour objectif de proposer un modèle évolutif du bassin et de ses bordures. Nous avons pris en compte les données de la géophysique et de géologie (tectonique, sédimentation, géomorphologie). Nous nous sommes intéressés aux relations tectonique-érosion-sédimentation qui représentent les trois variables principales pour résoudre l'équation régissant la genèse et le fonctionnement d'un bassin continental déformé. L'étude lithostratigraphjque des séries tertiaires permet de proposer un agencemern en six séquences pour les formations tertiaires de l'Altiplano : Séquence 1 : Eocène-Ologocène inférieur ; 2 : Oligocène supérieur-Miocène inférieur ; 3 : Miocène moyen 4 : Miocène supérieur; 5 : Pliocène inférieur ;6 : pliocène supérieur-Pléistocène. Le découpage séquentiel de la série stratigraphique permet de mettre en place un diagramme chrono-stratigraphique de la sédimentation tertiaire sur l' Altiplano et ses bordures qui met en évidence les variations des espaces de sédimentation. L'étude structurale montre que les déformations compressives sur l'Altiplano sont principalement issues d' une tectonique tangentielle de couverture et/ou de dans les parties centraIes et orientales et d' une tectonique de réactivation de failles de socle dans les parties occidentales. L'analyse détaillée des dispositifs, à partir de sismique réflexion, a mis en évidence la présence d'hétérogénéités tectoniques ou sédimentaires qui ont influencé les formations compressives andines. La répartition et les orientations de ces hétérogénéités permettent de proposer un nouvel agencement tectonique de l' Altiplano, La structuration des Andes Centrales est liée à deux processus majeurs qui sont l' épaississement crustal tectonique et l'épaississement par sous-plaquage de matériel crustaI érodé. Ces processus sont les conséquences des mécanismes de raccourcissement tectonique et d'érosion crustale de la marge Chilienne qui permettent l'accomodation du déplacement aux limites, lié à la cinématique d'ouverture de l'Altlantique. La compétition entre les deux mécanismes permanents aux limites du système andin (ouverture de l'Atlantique à l' Est et érosion crustale à l'Ouest) détermine l'activation du raccourcissement crustaI. Dans ce contexte, les Andes centrales ne sont des chaînes de subduction que par le contrôle qu'exerce la surface de subduction sur les modalités des variations du phénomène d'érosion crustale.

La Mer d'Alboran est un bassin arrière-arc situé à l'extrémité occidentale de la Mer Méditerranée ayant subi une évolution complexe. Basé sur une approche " terre-mer ", pluridisciplinaire, ce travail axé sur deux grandes thématiques de recherche vise à mieux comprendre les modalités d'ouverture et de déformation des bassins sédimentaires au cours du Néogène en étudiant notamment un événement majeur de l'histoire de la Mer Méditerranée, la Crise de salinité messinienne.L'étude tectonique et sédimentaire du bassin Ouest-Alboran, a permis de construire un nouveau schéma d'évolution tectonique et sédimentaire au cours du Miocène. L'initiation de la subsidence s'est effectuée au gré de grandes zones de cisaillement crustales affectant le socle métamorphique. La subsidence est ensuite contrôlée par la traction du panneau plongeant lithosphérique sous-jacent. Dans les Cordillères Bétiques, une seconde génération de bassins, dont celui de Sorbas, s'est développée le long de dômes métamorphiques exhumés au cours d'une phase d'extension. Des reconstitutions paléogéographiques montrent que la formation des bassins de la Mer d'Alboran est en relation avec la subduction sous-jacente.Des études de terrain ont mis en évidence une importante phase d'érosion des bassins périphériques de la Mer d'Alboran en réponse à la Crise de salinité messinienne. Cette érosion subaérienne eut pour conséquence le creusement de canyons fluviatiles à terre qui ont été suivis en mer par l'analyse fine de profils sismiques. Un nouveau scénario est alors proposé afin d'expliquer la réouverture de la connexion avec l'Océan Atlantique après plus de 160.000 ans d'émersion. / The Alboran Sea is a back-arc basin located at the western end of the Mediterranean Sea, and has been affected by complex tectonic settings during its history. Based on a multidisciplinary "land-sea" approach, this work focuses on two major research topics: it aims (1) to better understand the opening and deformation processes of two key sedimentary basins during the Neogene, and (2) to study the effects and imprints of the Messinian Salinity Crisis onto the basins.Tectonic and stratigraphic analysis of the thickest sedimentary accumulation called Western Alboran Basin (WAB) led to build an original tectonic scenario in the Miocene. Inception of extension was triggered by major crustal shear zones favoring the exhumation of the metamorphic basement. Then, the subsidence became most probably controlled by the slab-pull effect of the underlying oceanic slab. In the Betic Cordilleras, a second generation of sedimentary basins, as the Sorbas Basin, developed along metamorphic core complexes exhumed during an extension regime. A set of paleogeographic maps proposes to explain the formation of the Alboran basins in relation with deep geodynamic processes.Field studies evidenced that peripheral basins bounding the Alboran Sea have been affected by a significant subaerial erosional phase in response to the Messinian Salinity Crisis. Stratigraphic analysis of seismic profiles demonstrated the onshore/offshore continuity of fluvial canyon morphologies recognized on land. A new scenario is then proposed to explain the reopening of the worldwide oceanic connection with the Mediterranean realm after more than 160.000 years of emersion.

Les zones de subduction représentent des zones d'évolution clés dans la compréhension des processus géologiques majeurs actifs sur notre planète. En particulier, la caractérisation et l'évolution des magmas générés dans les zones d'arcs océaniques et la relation entre leur genèse et les processus de croissance crustale sont des axes primordiaux. Cette étude est focalisée sur la portion d'arc océanique exhumée du Kohistan (Nord Pakistan) qui constitue un laboratoire exceptionnel pour appréhender cette problématique. Basée sur une approche géochimique multi-méthodes (éléments majeurs et en trace, isotopes), cette étude a permis d'établir : 1/ l'absence de relation génétique directe entre les roches ultrabasiques de la racine de l'arc et la section crustale sus-jacente. La formation de la séquence ultrabasique de Jijal se produit à ~117 Ma via une réaction de type magma-roche entre des liquides de type boninitique (appauvris en terres rares), et le manteau lithosphérique de type MORB-Indien ; 2/ un modèle géodynamique en trois stades majeurs résumant l'évolution de l'arc océanique et de la subduction sur une période d'environ 30 Ma. Ce modèle débute par l'initiation de la subduction et la formation de l'arc volcanique s.s. (1er stade) ; le 2ème stade correspond à un évènement thermique majeur. Il est représenté par un sous-placage important de magmas et une granulitisation intense de la base de l'arc. Le recyclage de la croûte inférieure cumulative et résiduelle, dans le manteau sous-jacent, se produit durant cette étape vraisemblablement suite à des processus d'érosion thermo-mécanique. Le dernier stade, entre 95 Ma et 85 Ma, scelle la fin du fonctionnement de la zone de subduction et correspond à une période amagmatique suivie par une brève reprise du magmatisme avant la collision de l'arc après 85 Ma. Enfin, une modélisation numérique comparative avec la croûte continentale globale met en évidence la composition significativement plus basique de la croûte de l'arc insulaire du Kohistan. De fortes similitudes sont en revanche observées entre la section d'arc étudiée et la croûte continentale inférieure.

Dans ce travail de thèse, nous analysons la structure crustale de la marge est-algérienne et du bassin adjacent (région d’Annaba), à partir d’un ensemble de nouvelles données acquises durant la Campagne SPIRAL’2009 incluant un profil sismique terre-mer de ~240 km de long, des lignes sismiques réflexion pénétrante 360-traces, et des profils gravimétriques et magnétiques. Nous avons par ailleurs disposé pour cette étude de données complémentaires incluant notamment un ensemble de profils de sismique réflexion offrant des résolutions complémentaires. La structure crustale ainsi établie nous permet de discuter les nombreux modèles cinématiques d’ouverture du bassin est-algérien proposés dans la littérature, afin de caler dans le temps la formation du bassin par rapport à la collision. Elle permet également de discuter la localisation de la déformation liée à la réactivation de la marge, par rapport aux grands domaines lithosphériques du système marge-bassin, afin de mieux comprendre les modalités de l’inversion. Dans le bassin profond, la modélisation directe des temps d’arrivée et des amplitudes des ondes réfractées et réfléchies met en évidence une croûte océanique anormalement mince de 5-5.5 km d’épaisseur, composée de deux couches. La première, de 2.2 km d’épaisseur, montre des vitesses comprises entre 4.8 à 6.0 km/s impliquant un fort gradient; la seconde de 3.3 km d’épaisseur, présente des vitesses comprises entre 6.0 à 7.1 km/s et un plus faible gradient de vitesse. La modélisation des temps d’arrivées des ondes S fourni pour cette couche un coefficient de Poisson de 0.28, indiquant qu’elle est majoritairement constituée de gabbros. / In this study, we determine the deep structure of the eastern Algerian basin and its southern margin in the Annaba region (easternmost Algeria), to better constrain the plate kinematic reconstruction in this region. This study is based on new geophysical data collected during the SPIRAL cruise in 2009 that included a wide-angle, 240-km-long, onshore-offshore seismic profile, multichannel seismic reflection lines, and gravity and magnetic data, which was complemented by the available geophysical data for the study area. The analysis and modeling of the wide-angle seismic data using travel-times and amplitudes, and integrated with the multichannel seismic lines, reveal the detailed structure of an ocean-to-continent transition. In the deep basin, there is an ~5.5-km-thick oceanic crust that is composed of two layers. The upper layer of the crust is defined by a high velocity gradient and P-wave velocities between 4.8 km/s and 6.0 km/s from the top to the bottom. The lower crust is defined by a lower velocity gradient and P-wave velocity between 6.0 km/s and 7.1 km/s. The Poisson ratio in the lower crust deduced from S-wave modeling is 0.28, which indicates that the lower crust is composed mainly of gabbros. Below the continental edge, a typical continental crust with P-wave velocities between 5.2 km/s and 7.0 km/s from the top to the bottom shows a gradual seaward thinning of ~15 km over an ~35-km distance.